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在接触沁恒家的 CH32V003 芯片一段时间后，发现了国外有个爱好者用它做了个小型游戏机，还配了不少游戏，例如小蜜蜂、呼吃豆人什么的，这不得自己复刻一个。
不过原作者的项目 PCB 设计体积比较大，不太符合我心中微型游戏机的形象，就自己重新搞了一下，顺便把原项目中的方向键从独立按键换成了摇杆，玩起来更舒适一点。
成品照片
老样子，自己做东西还是得搞个正经点的外壳。
经过极限压缩后的 PCB 大小为 24x40mm，加上电池后，整体外壳不包含钥匙扣环的尺寸为宽 27mm，高 42mm，厚 12mm，正面大小不到 2 个硬币大小 😃。
硬件选型
为了和原作者的 ROM 兼容，大部分 BOM 都跟原版 PCB 一样，这里只是将原版的方向按键换成了五向摇杆，其他的都还是保持一致。为了保障 PCB 体积，整体电阻、电容都采用了 0603 封装。
主要的几个元件都可以在某宝上购买，特别是其中的电磁式蜂鸣器，某宝上购买要便宜很多。
另外需要注意，12864 OLED 需要购买窄边框的版本。
| 位号 | 元件 | 备注 |
|---|---|---|
| BUZZER1 | 4kHz | 电磁式蜂鸣器 |
| H3 | PZ254V-11-05P | 烧录排针，不焊接 |
| SW1 | MSK12C02-HB | 电源开关 |
| SW2 | TM-4175-B-A | 五向摇杆 |
| SW3 | TS-1002S-06026C | 右侧按钮 |
| U1 | CH32V003F4P6 | 主芯片 |
| U2 | BS-0601-SK-4W | CR2032 电池仓 |
| U4 | HS96L03W2C03 | 屏幕排针座，不焊接 |
原理图设计
相比原版，原理图没有特别多的变更，主要有以下变更：
- 方向按键换成五向摇杆，并且摇杆按压也连接到动作按钮，在某些游戏中，可以单摇杆游玩了
- 蜂鸣器添加了一个限流电阻，要不然有音乐时用 CR2032 供电很容易电流不够
PCB 设计
整个 PCB 电路比较简单，主要元件都在背面，正面只有摇杆、动作按钮和屏幕。
立创 EDA 中 12864 OLED 的封装尺寸和某宝上购买的窄边模块尺寸不太一致，这里用了实际的尺寸来画 PCB 板框，需要注意一下。
PCB 3D 渲染图
整个背面，占体积最大的就是 CR2032 电池盒了，为了方便电池的安装和拆卸，用了这种类型的电池连接器，如果为了放更大零件，其实也可以直接用电池弹片，整体游戏厚度还能再减少一点。
焊接与调试
这个游戏机的元件实在太少了，随便搞搞就可以了，当然背面还是可以使用铁板烧的，
刷锡膏用了之前介绍过的牛皮纸钢网，有兴趣的朋友可以顺便了解一下 😃
正面的摇杆和按钮可以直接用电铬铁点一下，也比较简单。
注意：铁板烧时，建议电池连接器的两端触点多加点锡膏增加强度，防止拆装电池时连接器脱落。
另外 12864 OLED 屏幕的底部不平，焊接的时候不太方便，我搞了个焊接辅助工具，可以辅助将屏幕放水平，焊接的时候按住顶部排针区域，再焊接针脚就可以。
屏幕焊接完就可以把摇杆和按钮焊接上，这两个元件的引脚都比较大，焊接还是比较简单的。
固件烧录
原作者已经提供了好几个小游戏编译好的固件，可以在 https://github.com/wagiminator/CH32V003-GameConsole/tree/main/software 下载到，例如要烧录一个吃豆人游戏，可以先进到 tiny_pacman 目录中，下载游戏固件 tiny_pacman.bin，在 macOS 上，我使用 wlink 来烧录固件。
注意：CH32V003 烧录需要使用 WCH Link-E 烧录器，与 WCH 其他一些芯片是不通用的，需要单独购买。
使用以下命令即可完成烧录：
wlink flash --address 0x8000000 ./tiny_pacman.bin在终端中显示以下内容就表示固件烧录成功啦～
烧录完游戏固件后，就可以先试玩一下，看看摇杆和按钮是否工作正常。
外壳设计
外面还是用了三明治结构，不过这次因为 PCB 布局太紧凑，没有了足够的空间来放自攻螺丝孔，后盖就没有螺丝固定，直接弄了个卡槽 + 卡扣的模式。
把外壳和按钮都打印出来就可以组装啦～
建议将 PCB 电源开关一侧先放入外壳，再整体按压下去，外壳底部设计了斜坡用于卡紧 PCB。
按钮键帽建议最后安装，如果打印精度不够可能会有松动的问题，可以使用胶水固定一下。
组装完成就可以随时游玩了～
项目开源地址
硬件开源地址
立创开源平台： https://oshwhub.com/wandaeda/ji-yu-ch32v003-de-yue-chi-kou-you-xi-ji
原理图、PCB、外壳模型 STL 文件等都在立创开源平台发布了，如果碰到项目打不开的情况，可能在在审核中，可以稍后再试。
固件开源地址
固件可以直接使用原作者的固件。
GitHub 仓库： https://github.com/wagiminator/CH32V003-GameConsole
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