用ATmega16做8轴游戏控制器

1、Mjoy16 就是这么简单用 ATmega16 做 8 轴游戏控制器ATmega16 是 ATmel 公司的 AVR 单片机。之所以用 ATmega16，而没有用传统的 89S51 或 89S52。其原因在于本应用基于用 AVR 单片机的 V-USB 技术，使用单片机的软件虚拟 USB 口，对 windows 而言，是虚拟了一个 HID 的人体工学设备，因此不必再单独开发上位机程序和驱动（这都是 windows 默认自带的）不存在破解的问题。MJ16 用的是 USB1.0 协议，MJ16 精度是 3 个 10 位加 5 个 8 位，都是 1 步进的，整个电路总电流要低于 500mA，电位器用

2、1K 的到 470K 的都可以。mega16 型号：ATmega16L，工作电压 2.75.5V，频率速度为 08MHzATmega16，工作电压 4.55.5V，频率速度为 016MHz最新的型号是 ATmega16A，工作电压 2.75.5V，频率速度为 016MHz，推荐（因为，推荐（因为 USB 接口必须用接口必须用 12MHz 速率）。速率）。USB 必须要 3.3V 电压，如果你的系统电压在 3.3-3.6 之间，就可以省掉这两个 IN4728 稳压二极管。发现有部分朋友是系统提示这个问题“无法识别的设备” ，确认没有其他硬件连接错误和熔丝错误，解决办法是在 USB-5V 电压输入

3、那里加AMS 1117-3.3v 稳压芯片，把输入电源降到 3.3V。也不需要那 2 个 IN4728 稳压二极管了。 （右图右下角就是 AMS 1117-3.3v 稳压芯片，82 欧姆电阻换成 68 欧姆了）指导一下制作顺序：1、按照电路图搭建硬件（可以先用面包板测试） 。2、制作 ISP 下载线， （笔记本电脑没有并口，购买或制作 USBASP 下载线） 。3、下载 ponyprog 或 progisp167 烧录软件，下载固件程序 Hex 和 eep 文件。4、用 isp 下载线连接计算机和 MJoy16。 （MJoy16 要上电）5、运行烧录软件，将 Hex 文件烧录到 Mega16，

4、小心编辑熔丝（准备一个有源晶振做恢复用） 。至此，MJoy16 算制作完成，断开 isp 线缆，直接将 MJoy16 连接电脑 usb 口，系统提示找到人体工学设备 MJoy16。然后，根据你的需要，对轴和按钮进行连接（不用的轴要用短路帽进行接地，否则会视为有信号输入） 。一、硬件清单：名称-型号-数量(pic)-注释ATmega16 - 16A PI/PU - 1 -（直插或贴片）40Pin 直插 ic 座 - 40pin - 1 - （也可不用 IC 座，不重复回收 mega16）12M 晶振 - 12MHz - 1 - （mega16 内置 1M 晶振，使用外接 12M 晶振）USB 母

5、（公）座 - - 1 -（公座可以直接用 USB 延长线）瓷片电容 104 - 0.1uf - 3 - （电源滤波用）瓷片电容 - 15pf - 2 -（接晶振 2 端，然后接地）直插电感 - 10uH - 1 - （抗干扰滤波用）电解电容 - 10uf/16V - 1 -（电源滤波用，耐压 25V 也可以）电阻 4.7k-1-（下拉电阻 4.7k，接 D-）电阻 2.2k-1-（上拉电阻 2.2k，接 D-）电阻 82 欧 -2 -（82 欧接单片机输入端）8x10k 排阻（9 脚） - 8x10k - 1 -（公共端接电源 AVCC，其他接输出 PC07 上拉）3.3v 稳压二极管 - I

6、N4728 - 2 - （USB 必须要 3.3V 电源稳压，与 AMS 1117 二选一）开关二极管 - IN4148 - 100 -（开关滤波） 洞洞板 5X7cm - 24 孔（H）x18 孔（w） - 1 - （也可以先用面包板测试）1x40 单排针 -4 - （再买些杜邦线）跳线冒 - 15 -（不用的轴要用短路帽接地）AMS 1117-3.3v 稳压芯片- -1 - -（作用 3.3V 电源降压，建议安装。与 IN4728 二选一）14MHZ 有源晶振-1 - -（修复熔丝）10K 电位器（或 50K）-8-（推荐霍尔线性电位器，无接触无磨损）你还需要以下工具：40W 烙铁 - -

7、（尖头和刀头都准备一个）焊锡丝 - -（0.8mm 低熔点）镊子 - -（不是必须，贴片元件必须）杜邦线-（一个轴需 3 位杜邦插头，多准备几种杜邦插头）有绝缘外皮的细导线- -（飞线走线）25 针并口（公头）插头一个- -（笔记本电脑没有并口，购买或制作 USBASP 下载线）330 欧 1/4w 电阻四只-（也可以不接，为了主板安全，还是接上）电路图：装配图（修正后的）：Mjoy16 板上的 ISP 口就是芯片左边的 6 个 1pin 排针，从上至下分别是： MOSI，MISO，SCK，RESET，VCC，GND。使用这个 6 针，可以直接接并口下载或 USBASP 下载器，非常方便。VC

8、C 为电源正，GND 为电源负（地线） 。使用说明芯片右下角 3pin 针，使用的 ADC 模拟 8 个轴（标号 XYZ 等） ，从靠近芯片的一侧数起分别信号输入端，负极和正极。顺着往左看，来到芯片左下角，有 8 个 1pin 的针（标号 18） ，这 8 根是 96 个按钮的行线和芯片左上的 4 个1pin 针(IL)及右上方 8 个 1pin 针（AH）对应，这 12 根是列线，所以总的按钮是 8*12=96 个。当然，你也可以装上苦力帽（一个苦力帽占用 4 个） ，也可以装脉冲开关（占用两个） 。左下方 3 对 2pin 的针,这三组是功能按钮。最左边 2pin 的针是一组，用于校准 i

9、nit；中间的 2pin 是 Mode；右边 2pin 是center。关于 init 是用于初次使用的时候，连接这 2pin，然后将设备插入 usb 端口，用于初次校准和量程测试，完成后断开。center 是有个可以设定中点是否自动居中的功能，原作者说可以用在类似襟翼、扰流板之类的地方，默认情况是不用设置的。Mode 是开关按键类型的切换。校准操作，请把所有需要的轴设备全部接好后，用跳线短接 INT 后插上 USB，即可。 （而后拔掉 USB，把跳线去掉即可）更多的功能还希望大家多摸索，有了心得记得放上来分享焊接完成的 mjoy16 的电路板（用 IN4728 稳压二极管）： 两个 15pf

10、 起振电容接 12M 晶振两端后接地， 10uh 电感是低通滤波器用，两端接两 104 接地，vref（32 脚）接 104 后接地，其他 104 和电解电容是电源滤波用。查看 Mega16-16L 说明文档模拟噪声抑制技术设备内部及外部的数字电路都会产生电磁干扰(EMI)，从而影响模拟测量的精度。如果转换精度要求较高，那么可以通过以下方法来减少噪声：1. 模拟通路越短越好。保证模拟信号线位于模拟地之上，并使它们与高速切换的数字信号线分开。2. 原图示为 Avcc 引脚对地接 100nf 电容，和 vcc 之间接 10uh 电感， AVCC 应通过一个 LC 网络与数字电压源 VCC 连接。3

11、. 使用 ADC 噪声抑制器来降低来自 CPU 的干扰噪声。4. 如果有 ADC 端口被用作数字输出，那么必须保证在转换进行过程中它们不会有电平的切换。结论：LC 回路的目的是抑制噪声，保证精度。二、制作下载线网上很多方案的，有串口有并口，还有 USB 转接接口，都是可以用的。ISP 并口下载线： 74HC244 的下载线 串口的mega16 是低电平复位，三极管不用接 vcc，当基极有电流时，集电极和射极导通，reset 被拉到低电平。如果下载干扰大的话，32 脚(AREF)视情况接 Vcc。笔记本必须用 USBASP 下载器（网上很多制作教程，但也必须要并口给下载线烧录程序）：三、下载烧录

12、 Hex 文件软件：ponyprog 或 PROGISP167。1、ISP 连接硬件。2、打开软件，下载 Hex 和 Epp 文件。3、在最终烧写前，小心设置熔丝。ISP 连线见图：mjoy 板上的 ISP 口就是芯片左边 6 个 1pin 排针，从上至下分别是：MOSI，MISO，SCK，RESET，VCC，GND，使用这个 6 针，可以直接接并口下载或 USBASP 下载器。使用外部晶振 12MHZ，用 15pF 起振电容，电容需接地。首先设置端口和芯片。然后点“配置”再根据你的 isp 下载线设置相应的并口线：并口端口号在这里查阅：输入/输出范围：然后点“调入 Flash”导入*.hex

13、 文件，主程序固件存储，写入后不会改变；再点“调入 Eprom”导入*.eep 文件，临时交换存储空间，硬件 ID 和控制器校正，信息存储在这。进入“编辑”标签，编辑硬件名称和硬件 ID：进入左下角“EEPROM”选项，修改右上边 MJ-16 相关字样，可以修改设备名称。左边中间的红框的 0200 是硬件 ID，可以修改控制器 ID 排序。改为 0400，在设备查看硬件 ID 的属性：然后进入关键的一部，必须正确设置熔丝，切记。请严格按照图片进行，编辑熔丝需谨慎，成败在此一步:PonyProg 和 PorgISP 里面 0 和 1 所代表的意思一样。注意箭头所指的关键位置，必须选上。CKESL1、2、3 是使用外部晶振。JTAGEN 是关闭仿真端口。以上内容确认 2 遍后，特别是熔丝确认无误后，点”自动”，开始烧写，几秒后烧写完成！注意左边“温馨提示”信息栏。mega16 本身是可以上万次擦写的。如果设置了使用外部晶振或者错误地设置了熔丝。导致芯片不能正常的启动（内部熔丝已经禁用）会让芯片锁死。如果提示“chip enable program error” ，解决办法就是给一个外部时钟信号。简单