多功能健身游戲機的設計研究

張迎雪

摘要：游戲機在人們的生活中隨處可見，如何設計一款結構簡單，成本低，使用方便，實用性強的游戲機，本文由單片機作為主控模塊，采用美新傳感器，無線發射接受模塊和PC機等構成，玩家可以通過身體來控制游戲中的人物動作來達到娛樂和健身的目的，并對多功能健身游戲的硬件進行介紹并給出了軟件的流程圖。

關鍵詞：健身游戲機 單片機 傳感器 PC機

中圖分類號：TN03；TP302.1 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2016）12-0149-01

現代社會中，由于現在的大多上班族、企業家，學生等等，無論是來自社會哪個階層的人員，工作、學習的忙碌會使他們很少抽出專門的時間去娛樂，或者專門到健身房去健身。在他們之中，打游戲是很普遍的現象，但是長時間的坐著打游戲對身體有害，有時想玩好點的游戲時還需要跑到專門的游戲廳去玩，這些大都起不到健身的目的，如何制作一款方便的游戲機，在自己的家中就可以玩多種游戲并在游戲的過程中鍛煉身體的目的。本文介紹了一種專門人機游戲機，可以使人身體的動作控制游戲中人物的動作，從而達到娛樂和健身的目的。

1 設計原理進行介紹

人機游戲機的主要組成部分是：加速度傳感器，控制模塊，無線發射接受模塊，PC機，其中加速度傳感器安放在人的各個肢體上，控制模塊和無線發射模塊也安防在人身上，無線接收模塊與PC機相連，PC機中內置一個軟鍵盤，當玩游戲時，加速度計感知規定的身體某個特定動作的加速度后，傳送信號給控制模塊，通過數據處理和控制，得到動作編碼，再通過無線模塊與PC機相連，通過編程將數字編碼轉化為計算中可以識別的指令，這樣當玩家動作時，游戲中的人務也跟著動作，這樣對于市場上很多種游戲都適合，例如超級瑪麗，拳皇，雙截龍，魂斗羅等。

1.1 加速度傳感器

我們采用美新公司的加速度傳感器，主要用來檢測物體狀態。傳感器采集到的信號經算法處理后，判斷物體是處于移動還是靜止狀態，從而將信號采集后傳到控制模塊下面是美新公司LCC封裝的MXC62020G[1]傳感器和相對于重力加速度計的位置圖：如圖1所示。

1.2 控制模塊

本系統所用主控芯片為AT89C51和AT89C2051[2]主要用于進行串口通訊、采集傳感器信息、執行分析算法、與無線發射接收模塊，AT89C51主要用于控制主機，AT89C2051則主要用于傳感器信息采集網絡。

1.3 無線發射接受模塊

這里的無線發射接受模塊采用的是臺灣普城公司生產的PT2262/PT2272[3]，該芯片具有低價位，功耗低，外部元器件少，抗干擾能力強，工作電壓范圍寬等特點。

1.4 PC機

這里的PC機選用電腦，通過USB將信息傳送給電腦[4]，從而控制游戲畫面中人物的動作。

各傳感器在身體位置分布[5]：如圖2所示。

靜止：加速度傳感器D或E輸出為0時

左拳：輸出B！=0&&A=0

右拳：A！=0&&B=0

上跳：C！=0

左踢：G=0

右踢：E=0

左移：F=0

右移：D=0

前移：左腳稍微向前移動并保持靜止狀態，當循環掃描到這時，如果G=0，動作后移：右腳稍微向后移動并保持靜止狀態，當循環掃描到這時，如果F=0，動作。

2 系統軟件設計框圖（如圖3）

3 結語

該多功能游戲機跟當前市場上類似的新型游戲（像微軟的Xbox360）相比，具有體積小，成本低，使用方便，且適合于多種常見的游戲，達到健身娛樂的目的，如果對該游戲深入研究的話，還可以將此游戲進行聯網，進而發展為網絡游戲。

參考文獻

[1]董愛華.檢測與轉換技術[M].北京：中國電力出版社，2009.4.

[2]余發山.單片機原理及應用技術[M].徐州：中國礦業大學出版社，2008.6.

[3]謝春華.PT2262/PT2272的多通道硬件控制方法[J].現代電子技術，34（19）：100-103.

[4]仝瑞普.基于Slave FIFO模式USB數據傳輸系統設計與實現[D].南京理工大學，2008.

[5]李爽.基于加速度傳感器的下肢運動信息獲取方法[J].機電工程，1（26）：5-7.