PCB圖如下：

成分

描述

J-ACE Arcade 控制編碼器

Jaka Arcade 控制編碼器

J-ACE 是一款 DIY USB 鍵盤(pán)編碼器。它允許您制作例如 USB 街機(jī)棒，或者您可以在專(zhuān)用的 MAME 機(jī)柜中使用它。它具有便宜且簡(jiǎn)單的硬件，易于自己構(gòu)建。

特征

16 個(gè)輸入都有一個(gè)專(zhuān)用的微控制器引腳。沒(méi)有重影、干擾或延遲。

自動(dòng)觸發(fā)按鈕的一個(gè)附加輸入。Autofire 具有可調(diào)節(jié)的速度，并且可以配置為任何動(dòng)作按鈕組合。

4 個(gè) LED 輸出。一個(gè) LED 用于自動(dòng)點(diǎn)火指示，另外三個(gè) LED 用作數(shù)字鎖定、大寫(xiě)鎖定和滾動(dòng)鎖定 LED。

全速 USB，更新速度高達(dá) 1000 Hz (*)

高級(jí)去抖動(dòng)功能，在按下和釋放按鈕時(shí)增加零延遲。

用作標(biāo)準(zhǔn) HID 鍵盤(pán)或標(biāo)準(zhǔn) HID 操縱桿

4 個(gè)獨(dú)立的鍵盤(pán)映射，配置為 MAME 播放器 1、2、3 和 4。

無(wú)需軟件即可在不同的鍵盤(pán)映射之間進(jìn)行選擇或更改自動(dòng)觸發(fā)設(shè)置

自動(dòng)觸發(fā)和鍵盤(pán)映射設(shè)置存儲(chǔ)在 EEPROM 中，并在重啟后保留

用于鍵盤(pán)編碼器模式的完整 NKRO（N 鍵翻轉(zhuǎn)）。所有 16 個(gè)輸入同時(shí)工作。

Shift 功能將每個(gè)按鈕發(fā)送的鍵碼加倍。允許投幣器、暫停等 MAME 特殊功能，無(wú)需專(zhuān)用按鈕

適用于 Windows、Linux、Mac（標(biāo)準(zhǔn) HID 設(shè)備，無(wú)需驅(qū)動(dòng)程序）

適用于所有主要模擬器（MAME、RetroPie 等）

可升級(jí)固件（與 Microchip 兼容的 HID 引導(dǎo)加載程序）

(*) 似乎取決于操作系統(tǒng)。Windows 以 1000 Hz 輪詢(xún)，Linux 和 OSX 以 500 Hz 輪詢(xún)。

硬件

硬件基于 PIC18F24K50，這是一款集成全速 USB 的微控制器。電路盡可能簡(jiǎn)單，同時(shí)試圖提供最佳性能。

PIC 在端口 B 集成了上拉電阻。端口 A 和 C 需要外部上拉電阻。外部上拉由電阻網(wǎng)絡(luò) RN1 提供。上拉電阻值并不重要，所以如果你找不到 4k7 網(wǎng)絡(luò)，你可以使用 1k 到 47k 之間的任何東西。電容器 C3 不是強(qiáng)制性的。它保護(hù) PIC 復(fù)位輸入免受虛假毛刺的影響，這可能導(dǎo)致 USB 連接在嘈雜的環(huán)境中復(fù)位，至少在理論上是這樣。

我的目標(biāo)是使用全速 USB，這通常需要 μC 的硬件 USB 支持。Atmel μC 的軟件 USB 實(shí)現(xiàn)沒(méi)有任何 USB 硬件。我發(fā)現(xiàn)這些實(shí)現(xiàn)非常令人印象深刻。然而，這些目前僅限于低速 USB。低速 USB 支持 100 Hz 的最大更新速率。實(shí)際上，這可能并不重要，大多數(shù) HID 設(shè)備都是低速的。但我想獲得盡可能低的延遲。

該板使用所有通孔組件，因此很容易為初學(xué)者構(gòu)建。操縱桿、按鈕和 LED 的所有連接都有用于連接的螺釘端子。對(duì)于 USB 連接，有兩種選擇。默認(rèn)為標(biāo)準(zhǔn) USB-B 連接器，可滿足大多數(shù)需求。也可以使用 5 針接頭，該接頭用于某些電纜或面板安裝連接器，例如 Bulgin Buccaneer 系列面板安裝 USB 連接器。下面 J-ACE 的 Eagle 3D 再現(xiàn)顯示了帶有標(biāo)準(zhǔn) USB B 連接器的板。

固件

固件是用CCS PIC-C 編譯器編寫(xiě)的。目標(biāo)是將延遲降至最低。輪詢(xún)間隔為 1 ms，即更新率為 1000 Hz。按鈕讀出、去抖動(dòng)、移位功能、自動(dòng)發(fā)射和數(shù)據(jù)傳輸最多需要 650 μs，因此 1000 Hz 恒定更新率是現(xiàn)實(shí)的。去抖動(dòng)算法對(duì)每個(gè)按鈕都有單獨(dú)的計(jì)數(shù)器，這意味著每個(gè)按鈕都會(huì)立即對(duì)按下或釋放做出反應(yīng)，而與其他輸入無(wú)關(guān)。去抖是針對(duì)按鈕的按下和釋放實(shí)現(xiàn)的，因?yàn)橐恍┪?dòng)開(kāi)關(guān)類(lèi)型在釋放時(shí)也有觸點(diǎn)彈跳。

源代碼和編譯后的 .HEX 文件可在下面下載。筆記！包中不包含 HID 描述符的 USB 頭文件，因?yàn)樗歉鶕?jù) CCS 版權(quán)代碼修改的。如果您有編譯器并需要這些文件，請(qǐng)與我聯(lián)系。

j_ace_circuit_diagram.pdf??????正如文件名所說(shuō)。是電路圖！

j_ace_assembly_drawing.pdf ???J-ACE 裝配圖和材料清單。包括 TME、Digi-Key 和 Mouser 的訂購(gòu)代碼。

j_ace_hw.zip???????????????????????用于 J-ACE 的 Eagle 5.12 原理圖和電路板文件

j_ace_gerber.zip ???????????????????Gerber 文件。

j_ace_fw_v07.zip ??????????????????????J-ACE 固件 v0.7。包括用于鍵盤(pán)和操縱桿模式的源文件和編譯的二進(jìn)制文件

引導(dǎo)加載程序已包含在 .hex 文件中。要進(jìn)入引導(dǎo)加載程序模式，請(qǐng)?jiān)谶B接 USB 電纜時(shí)按住自動(dòng)啟動(dòng)按鈕。

如何構(gòu)建它

本章描述了構(gòu)建 J-ACE 所需的步驟。它假設(shè)您擁有基本的電子工具并知道如何使用它們。

訂購(gòu)零件

訂購(gòu)BOM中列出的零件。請(qǐng)注意，您可能不需要連接器 X10。為了方便起見(jiàn)，我收集了一個(gè)TME 共享購(gòu)物車(chē)、一個(gè)Digikey 共享購(gòu)物車(chē)和一個(gè)Mouser 共享購(gòu)物車(chē)，它們包含除 PCB 之外的所有必需組件。

訂購(gòu)印刷電路板

這很簡(jiǎn)單！只需從此頁(yè)面訂購(gòu)！

獲取 PIC 程序員

如果您沒(méi)有 PIC 編程器或沒(méi)有可以編程的地方/朋友，最便宜的選擇是購(gòu)買(mǎi) PICkit2 或 PICkit3。此外，來(lái)自 eBay 的廉價(jià)中國(guó)克隆通常也可以使用。

焊接組件

組裝 PCB 是一項(xiàng)非常簡(jiǎn)單的工作。元件位置標(biāo)記在絲印上，但您也可以使用此裝配圖來(lái)查找哪個(gè)零件去哪里。組件 IC1 和 RN1 需要以正確的方向安裝。引腳 1 標(biāo)有點(diǎn)或凹口，它們必須與裝配圖相匹配。螺釘端子需要在焊接前相互連接。

對(duì) PIC 進(jìn)行編程

下載最新固件。有關(guān)如何對(duì) PIC 進(jìn)行編程的信息，請(qǐng)參見(jiàn)此處。

安裝到您的街機(jī)搖桿

J-ACE 最常見(jiàn)的用途是街機(jī)搖桿或街機(jī)柜。我不會(huì)詳細(xì)介紹如何構(gòu)建街機(jī)搖桿，互聯(lián)網(wǎng)上有很多可用的資源。我已經(jīng)繪制了如何將操縱桿、按鈕和 LED 連接到 J-ACE 的接線圖，見(jiàn)下文。此示例接線圖具有操縱桿、三個(gè)操作按鈕、啟動(dòng)按鈕、自動(dòng)啟動(dòng)按鈕和自動(dòng)啟動(dòng) LED。該圖顯示了一個(gè)單獨(dú)的 LED，但通常您會(huì)使用發(fā)光的街機(jī)按鈕作為自動(dòng)開(kāi)火按鈕。然后 LED 接線將連接到發(fā)光按鈕的 LED 端子。只需選擇帶 5V LED 的發(fā)光按鈕即可。

從上圖中可以看出，每個(gè)按鈕微動(dòng)開(kāi)關(guān)和每個(gè)操縱桿微動(dòng)開(kāi)關(guān)的一個(gè)端子都連接到 J-ACE 上的 GND。J-ACE 的每一側(cè)都有一個(gè) GND 端子，您可以使用任何一個(gè)。如果您使用例如包含線束的 Seimitsu 或 Sanwa 操縱桿，則將方向輸入旁邊的操縱桿 GND 和按鈕 GND 連接到另一側(cè)很方便。它有助于保持布線更有條理。對(duì)于按鈕接地接線，您可以獲得預(yù)壓接的菊花鏈線，使接線快速簡(jiǎn)便。

LED 連接在 +5V 和 LED 輸出之間。LED 1,2 和 3 分別是 Num Lock、Caps Lock 和 Scroll Lock。LED4 是自動(dòng)發(fā)射 LED。它指示自動(dòng)開(kāi)火何時(shí)處于活動(dòng)狀態(tài)，使用時(shí)顯示自動(dòng)開(kāi)火速度，有助于配置自動(dòng)開(kāi)火。LED 輸出可以最大下沉。25毫安電流。

如何使用它

J-ACE 將被識(shí)別為三個(gè)標(biāo)準(zhǔn) HID 啟動(dòng)協(xié)議鍵盤(pán)或一個(gè) HID 兼容游戲控制器，具體取決于加載的固件。它不需要任何驅(qū)動(dòng)程序。

與鍵盤(pán)固件一起使用時(shí)，您幾乎可以直接與 MAME 一起使用。在 Retropie 上，您必須像第一次啟動(dòng)時(shí)的任何鍵盤(pán)一樣對(duì)其進(jìn)行配置。

使用操縱桿固件，您通常需要從仿真器中選擇 J-ACE。您不需要像舊的模擬 PC 操縱桿那樣進(jìn)行任何校準(zhǔn)。

在鍵盤(pán)模式下測(cè)試操作

要在鍵盤(pán)模式下測(cè)試 J-ACE 的操作，您可以使用文本編輯器，但它并不能說(shuō)明全部真相。最好的方法是使用鍵盤(pán)測(cè)試應(yīng)用程序。一個(gè)例子是Aqua 的按鍵測(cè)試。這種應(yīng)用程序可以顯示多個(gè)同時(shí)按鍵的正確操作（稱(chēng)為 N 鍵翻轉(zhuǎn)或 NKRO）。它們還可以分離左右 ctrl、alt 和 shift 鍵。如果您知道適用于 Linux 或 Mac 的優(yōu)秀鍵盤(pán)測(cè)試軟件，請(qǐng)告訴我。

另一種可能性是在線鍵盤(pán)測(cè)試，例如key-test.ru或keyboardchecker.com。它們還可以同時(shí)顯示按鍵，但不能將左右 ctrl、alt 和 shift 分開(kāi)。

在操縱桿模式下測(cè)試操作

要在搖桿模式下測(cè)試 J-ACE 的操作，可以使用操作系統(tǒng)提供的工具。

在現(xiàn)代 Windows 版本上，無(wú)法從控制面板輕松找到操縱桿校準(zhǔn)應(yīng)用程序。但它仍然存在，您可以通過(guò)按 Win+R 并鍵入 joy.cpl 并按 Enter 來(lái)運(yùn)行它。或者在 Windows 10 上，只需打開(kāi)開(kāi)始菜單并輸入 joy.cpl。

在 Linux 系統(tǒng)上，您可以使用例如 jstest 命令行工具。

更新固件并在鍵盤(pán)和操縱桿模式之間切換

J-ACE 使用引導(dǎo)加載程序，因此不需要 PIC 編程器進(jìn)行更新。引導(dǎo)加載程序還允許在鍵盤(pán)和操縱桿模式固件之間進(jìn)行切換。您可以通過(guò)在連接 USB 電纜時(shí)按住自動(dòng)啟動(dòng)按鈕進(jìn)入引導(dǎo)加載程序模式。然后，您可以使用我的USB HID 引導(dǎo)加載程序頁(yè)面上建議的更新工具。

使用和配置 Autofire

80 年代的許多操縱桿都配備了自動(dòng)開(kāi)火功能，有時(shí)也稱(chēng)為快速開(kāi)火。它以高頻率反復(fù)按下開(kāi)火按鈕，從而消除了射擊游戲中的手動(dòng)按鈕混搭。它可以減輕手指的壓力，讓您可以集中精力控制角色并避免敵人的子彈。

J-ACE 有一個(gè)專(zhuān)用的自動(dòng)開(kāi)火按鈕。建議還連接一個(gè)自動(dòng)發(fā)射 LED。

按下自動(dòng)開(kāi)火按鈕可激活自動(dòng)開(kāi)火模式。自動(dòng)發(fā)射 LED 亮起，表示自動(dòng)發(fā)射已開(kāi)啟。現(xiàn)在，當(dāng)您按住按鈕時(shí)，J-ACE 會(huì)以預(yù)定義的速率反復(fù)按下和釋放它。自動(dòng)點(diǎn)火 LED 以相同的頻率閃爍，以直觀的方式顯示火速。再次按下自動(dòng)開(kāi)火按鈕將禁用自動(dòng)開(kāi)火模式。

按住自動(dòng)開(kāi)火按鈕 1 秒以上可以進(jìn)入自動(dòng)開(kāi)火設(shè)置模式。自動(dòng)發(fā)射設(shè)置模式由自動(dòng)發(fā)射 LED 指示，該 LED 以當(dāng)前發(fā)射速率閃爍。您可以通過(guò)向上移動(dòng)操縱桿來(lái)增加發(fā)射率，并通過(guò)向下移動(dòng)操縱桿來(lái)降低發(fā)射率。有五種速度設(shè)置，分別是：4 cps、8 cps、16 cps、31 cps 和 63 cps。Cps 表示每秒點(diǎn)擊次數(shù)。以最快的速度，您可能再也看不到自動(dòng)開(kāi)火 LED 正在閃爍，但它似乎一直亮著。

您還可以配置哪些按鈕啟用了自動(dòng)觸發(fā)。退出自動(dòng)開(kāi)火配置模式時(shí)，按住這些按鈕，然后短按自動(dòng)開(kāi)火按鈕。當(dāng)您現(xiàn)在按下自動(dòng)開(kāi)火按鈕時(shí)，這些按鈕會(huì)激活自動(dòng)開(kāi)火功能。所有其他按鈕的行為正常。

請(qǐng)注意，如果您使用 Aqua 的 Key Test 或 Windows 游戲桿測(cè)試應(yīng)用程序，它們將無(wú)法正確顯示最快的自動(dòng)開(kāi)火速率。但實(shí)際射速仍然是正確的。如果您在記事本上測(cè)試每秒可以獲得多少個(gè)字符（當(dāng)然是在鍵盤(pán)模式下），您可以看到這一點(diǎn)。

配置鍵盤(pán)模式鍵盤(pán)映射

J-ACE 的鍵盤(pán)模式有四個(gè)預(yù)配置的鍵盤(pán)映射。這使您可以同時(shí)連接四個(gè)基于 J-ACE 的控制器并允許四人游戲。連接 USB 電纜時(shí)，您可以通過(guò)按住按鈕 1 來(lái)更改鍵盤(pán)映射。這將進(jìn)入鍵盤(pán)映射選擇模式。該模式通過(guò)閃爍所有連接的 LED 來(lái)指示。現(xiàn)在您可以通過(guò)操縱桿選擇所需的鍵盤(pán)映射。保持操縱桿指向所需方向并按下按鈕 1。

UP 玩家 1 鍵盤(pán)映射

適合玩家 2 鍵盤(pán)映射

DOWN 玩家 3 鍵盤(pán)映射

左為玩家 4 鍵盤(pán)映射

目前，鍵盤(pán)映射是固定的。

移位功能

移位功能類(lèi)似于鍵盤(pán)中的移位。它改變了其他按鈕的作用。J-ACE 使用開(kāi)始按鈕作為換檔。shift 功能允許用更少的按鈕構(gòu)建一個(gè)mame 控制器，因?yàn)槟灰欢ú槐貫槔缬矌?a target='_blank' class='arckwlink_none'>接收器或其他與模擬器相關(guān)的按鈕使用專(zhuān)用按鈕。shift 功能使開(kāi)始按鈕的行為略有不同。正常的開(kāi)始按鈕鍵碼是在您釋放開(kāi)始按鈕時(shí)發(fā)送的，而不是在您按下它時(shí)發(fā)送的。如果您已將開(kāi)始按鈕用作 shift 發(fā)送一些其他鍵碼，則根本不會(huì)發(fā)送正常的開(kāi)始按鈕鍵碼。

移位功能僅在 J-ACE 配置為播放器 1 鍵盤(pán)映射時(shí)可用。使用移位功能發(fā)送的替代鍵碼如上表所示。

搖桿模式還實(shí)現(xiàn)了換檔功能。如果要在搖桿模式下禁用移位功能，請(qǐng)查看鍵盤(pán)映射配置說(shuō)明。操縱桿固件中也提供相同的配置模式。配置為播放器 1 時(shí)啟用移位。帶有操縱桿固件的鍵盤(pán)映射配置模式除了啟用或禁用移位功能之外沒(méi)有任何其他效果。

有關(guān)詳細(xì)信息，請(qǐng)參閱項(xiàng)目網(wǎng)頁(yè)。玩得開(kāi)心！

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