具有机、枪、控制器一体化结构的掌上游戏机

摘要

本发明涉及一种具有机、枪、控制器一体化结构的掌上游戏机。该游戏机是将主机10、光电枪20、控制器30合为一体,其中主机装在主控制器壳体31内,光电枪设置于主控制器壳体上。主机采用高度集成的游戏机专用IC芯片,并与其它芯片及外围器件封装于主板50上。光电枪与主控制器制成一体,控制器包括主控制器和副控制器。本发明将主机,光电枪及控制器三者有机地结合成一个整体,实现了游戏机的结构一体化,并同时实现了结构的小型化。

说明书

本发明涉及一种游戏机，更具体地说是涉及一种小型化的具有机、枪、控制器一体化结构的掌上游戏机。

游戏机是青少年喜爱的一种娱乐器具。随着电子技术和计算机技术的发展，游戏机也在不断地更新换代，各种功能和形式的游戏机应运而生，极大地丰富了人们的业余生活。目前的游戏机主要有柜式机、台式机，以及计算机游戏等。尽管游戏机形式各异，但上述各种游戏机都是由一个独立的主机和一个独立的控制器(或称操纵器)构成，主机与电视机、控制器及电源之间都通过单独的导线相连，如果是射击游戏，则还有一个独立的光电枪，它也要通过导线与主机相连。玩计算机游戏则面要在计算机内装入游戏软件，并在计算机上接上操纵器。目前游戏机的分体结构就决定了游戏机的体积较大，占地较多，搬运及携带不便。虽然台式机已较柜式机体积减小了很多，但主机与控制器、光电枪的分体结构使其仍具有诸多不便。大规模集成电路技术的发展使得游戏机向小型化的掌上机发展成为可能，但由于技术及工艺难度较大，因此，迄今为止，尚未有将主机、控制器及光电枪三者合为一体的掌上游戏机面世。

本发明是为解决游戏机的一体化及小型化问题，而提供一种将主机、光电枪及控制器合为一体，功能全面、造型美观、携带及使用更加方便的掌上游戏机。

为达到上述目的，本发明提供一种具有机、枪、控制器一体化结构的掌上游戏机，该游戏机是将主机、光电枪、控制器合为一体，其中主机装在主控制器壳体31内，光电枪设置于主控制器壳体上。

所述的主机10采用高度集成有一个中央处理器(CPU)11、一个图象处理器(PPU)12、两个分别为上述处理器工作的随机存贮器RAM及一个输入输出(I/O)接口电路13的游戏机专用IC芯片。

主机10与电视机及电源可通过一条三芯连接线40相连接。

该主机还可配有一个内存节目卡IC芯片14或一个装在主控制器壳体31上的节目卡外卡插座15，或两者同时配置。

所述的光电枪20与控制器30制成一体，并通过两条控制线与主机10相连，其枪管21及枪灯22置于主控制器壳体31前端，其枪把23位于主控制器壳体后端，枪把内侧上部设有枪机24。

所述的控制器30包括主控制器32和副控制器33，它们通过控制线与主机10相连，主控制器包括装在主控制器壳体31内的控制IC芯片和装在面壳311上的各功能按钮和摇杆，副控制器包括与主控制器共用的控制IC芯片和一个置于枪把23末端的副控制器插座331，副控制器可通过副控制器插座与主机相连。

主控制器壳体31由面壳311和底壳312连接而成，它可制成多种形状，如飞鸟形、飞机形、飞碟形等。

游戏机的各芯片及外围电子器件封装于主板50上，而主板则固定于主控制器壳体31内。

本发明采用目前先进的大规模游戏机集成电路和微型电子器件技术，并通过完备的结构设计，将主机，光电枪及控制器三者有机地结合成一个整体，实现了游戏机的结构一体化，并同时实现了结构的小型化。它的大小仅同目前的手柄控制器相当，但其功能可与台式机相比美，且价格性能比优于台式机。本发明还将现有游戏机的多条连接线改为仅由一条三芯连接线进行连接，大大简化了结构，方便了使用者。本发明还具有功能全面、造型美观、携带及使用更加方便等特点。

图1是本发明的电路框图。

图2是本发明的主视图。

图3是本发明的后视图。

图4是本发明的侧视图。

下面结合附图给出本发明的优选实施例。

如图2～4所示，本发明是将主机10、光电枪20、控制器30合为一体，成为如图所示的掌上游戏机。其中主机10装在主控制器壳体31内，它采用游戏机专用IC芯片，该芯片可以根据设计要求进行选型，本例中优选IC芯片UM6561，参见图1可知，该芯片高度集成有一个中央处理器(CPU)11、一个图象处理器(PPU)12、两个分别为上述处理器工作的随机存贮器RAM及一个输入输出(I/O)接口电路13。该主机还可单独配置一个内存节目卡IC芯片14，或单独配置一个节目卡外卡插座15，或同时配置内存节目卡和节目卡外卡插座，在本实施例中，主机同时配置有内存节目卡和节目卡外卡插座，这使得该游戏机的功能更加全面。上述内存节目卡IC芯片14可选择容量为0.5MH～128MH的市售芯片产品，芯片内存有多种类型的游戏节目，供用户直接使用。节目卡外卡插座15采用60P双簧接插座，它装在主控制器壳体31的底壳312上，可对外插接各种节目外卡。所述的光电枪20是集光、声、电、机械为一体的特殊控制器，如图2～4所示，它与主控制器壳体31制成一体，其枪管21及枪灯22置于主控制器壳体31前端，枪灯22为两只高亮度白色发光管，在枪射击时，其发出的光由弱变强，具有生动逼真的效果。枪把23位于主控制器壳体后端，枪把内侧上部设有枪机24。光电枪内设有光电接收电路，该电路通过一只光敏管将游戏机与电视机相连，实现枪发射信息的变换。该光电枪通过主机的两条控制线与主机相连。所述的控制器30包括主控制器32和副控制器33，主控制器32包括装在主控制器壳体31内的控制IC芯片和装在面壳311上的各功能按钮和摇杆，副控制器包括与主控制器共用的控制IC芯片和一个置于枪把23末端的副控制器插座331，副控制器可通过副控制器插座与主机相连。上述主、副控制IC芯片优选UM6582，该芯片为8位异步并行输入，同步串行输入/串行输出移位寄存器。上述主控制器功能按钮包括方向钮321、子弹钮322、重置键323、选择键324、开始键325及摇杆326等。上述的功能按钮均为导电胶钮，通过这些按钮可直接实现游戏节目的选择、起停、复位、方向控制、子弹发射等操作。所述的副控制器插座331采用9P插座件，插入副控制器可实现双人游戏。又如图2～4所示，所述的主控制器壳体31由面壳311、底壳312上下结合而成，由螺钉将两半壳体固定。主控制器壳体可制成多种形状，如飞鸟形、飞机形、飞碟形等。本实施例中，主控制器壳体呈飞鸟形，整个壳体包括作为鸟头的枪管21、作为鸟尾的枪把23，作为双翼的双扶手32及作为鸟身的面壳311、底壳312。该主控制器壳体31由工程塑料制成。

本发明各部分的电路连接可参见图1，主机的80条引脚包括8位CPU数据线，8位图形数据线，15位CPU地址总线，14位图形总地址、22条控制信号线，1条合成视频信号输出线(V)，1条声音输出线(A)，其中数据线、地址线、读/写线、选片线与内存节目卡IC芯片14和节目卡外卡插座15相连，实现数据转换。主控制器32和副控制器33通过数据线与主机相连，进行串行数据交换，还有两条数据线用于主、副控制器的时钟信号，控制主、副控制器交替输送串行信息给中央处理器(CPU)11。光电枪20通过两条控制线与主机10相连，由主机对光电枪进行声光控制。

本发明在45×130×1.2mm的主电路板50上，运用微电子技术超声波焊接、贴片等高新技术，将构成主机的集成有中央处理器(CPU)11、图象处理器(PPU)12及两个分别为上述处理器工作的随机存贮器RAM、输入输出(I/O)接口电路13的游戏机专用IC芯片、内存节目卡IC芯片14、主控制器IC芯片及外围电子器件封装在一起，成为一个功能齐全的，小型化的掌上游戏机主机。本发明还将原分体式游戏机的多条连线改为由一条2M三芯连接线40直接将游戏机主机与电视机A.V端相连，并可通过高频头附件与电视机RF端相连，电源线可与AC-DC电源相接。

与本发明有关的外围设置包括电视机、副控制器、AC-DC电源、射频调制器、制式转换器(高频头)、外部节目卡等。

现结合图1对本发明的工作原理作进一步说明：从图1给出的本发明的电路框图可以看出，220V交流市电经AC-DC电源变换器，后经稳压电路向系统提供5V直流电源。游戏机正常起动工作后，中央处理器(CPU)11对内存节目卡14选通，并进行只读运行，依据游戏卡中的游戏程序不断处理与游戏节目相关的数据，把与图象相关的数据写入中央处理器的随机存贮器RAM指定区，同时把音频数字信号经内部D/A转换成模拟信号，并经放大后成为游戏伴音模拟音频AVDIO输出给高频头进行射频调制。

内存节目卡14与节目卡外卡15的转换方式，本游戏机内存只读存贮器ROM的选通信号在未插外卡时为低电平有效，游戏机按内存节目卡程序进行工作，当插入外卡时内存ROM的选通信号受外部节目卡的控制变为高电平而迫使内卡无效。此时，游戏机执行外部节目卡程序。

图象处理器(PPU)12及射频随机存储器VRAM专用来处理图象视频信号。图象处理器按中央处理器11的指令从内存节目卡的VROM中读出一幅图象的数据，并存放在VRAM指定的存储单元中，在电视扫描显示期间，图象处理器把VRAM中的一幅图象的数据读出，并进行变换配色，重新编码产生复合视频信号，并经放大输出VIDEO信号给高频头进行射频调制。

游戏机工作时，主控制器32、副控制器33在中央处理器(CPU)11访问控制器(LOAD)为高电平时，当控制器各控制钮输入信息时进行并串转换，送至CPU，经CPU对这些串行数字进行处理后，分别发生不同指令，实现相应的控制功能。

光电枪是集光、声、电、机械一体的特殊控制器，游戏机与电视机构成了一个闭环游戏系统，当游戏者用光电枪描准屏幕上按内存节目卡预置程序出现的射击目标时，目标图形经调制的光信号通过光电枪内的光电接受电路转换成电信号，直接送到游戏机主板50上的中央处理器(CPU)11。如果这时游戏者又扣动了板机，光电枪内就会有一个开关脉冲信号，同时传送到CPU上，CPU在同时收到两个信号时，就会发出一指令信号给游戏机和电视机表明目标被击中的声光效应。

射频调制器(高频头)由射频调制和制式转换电路以及稳压电路等组成。射频调制电路分为伴音载波振荡器、混频电路、射频调制电路及图象载波振荡器部分。伴音调频信号与未经调制的射频信号混合成全电视信号送到射频调制电路。在射频调制电路中。全电视信号对图象载波进行幅度调制，从而形成适合电视机能接受的射频信号RF。本发明允许用户选择A、V信号直接输送给电视机用A、V信号接受游戏节目，也可通过外接高频头接受RF信号。

本发明不局限于上述实施方式，所采用的芯片及有关元器件均可在本发明的范围内进行选择。但任何将主机、光电枪、控制器三者合为一体的设计均在本发明的保护范围内。