专利名称：使用于电视游戏机的电脑控制器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种使用于电视游戏机的电脑控制器，属于电子计算机技术领域。
现在的各种电视游戏机在主机板中均没有将软件固化在存储器上，其在操作上的所有控制均是由程序设计员按照固定的硬件格式撰写软件，即所有的控制信号都可从主机板上设置的插卡槽里插置的卡匣上取得有关资料，再通过数据、地址和控制总线的传输执行卡匣内的控制程序，使该装置可操控声音、摇杆(joystic)按键，读取、显示游戏软件。因其是针对单一功能设计的，故只能凭游戏卡匣及摇杆来操纵游戏机，此外，无法衔接电脑外围设备，如磁盘机，打印机、键盘、鼠标等。而普通电脑虽可通过主机板与上述外围设备相连接，并通过软件的执行来控制动作流程，然而，它又不能执行游戏机上的游戏软件。
参阅
图1所示的一般游戏机主机微处理器(Motorola68000)存储器使用地址空间分布图，由分布图可知，各种类型游戏软件占用地址都在000000-3FFFFFH区段空间内。所以，当电源开机时，都会从上述地址内的000004-000007H的起始地址执行。因此，如游戏机主机体欲与电脑外围设备配合使用，必须要将ROM中的BIOS程序放在此区的空间地址上，才可执行。但是，这样就会与游戏卡ROM所使用的空间地址相重叠，而导致数据冲突。设计人员为避免发生此情况，就采用图2所示的控制方法。
参阅图2，由D触发器150和与门电路160等元件组成的控制电路，可使微处理器选择使用游戏卡匣或电脑外围设备时，不会因同时占用同一地址而发生数据冲突的情况。但是这种控制线路只能选择其中一种使用，不能同时使用之，且如要使ROM存储器内的BIOS程序能发挥强大的控制功能，以供其他诸如教育软件、文本软件……等使用，就不能采用上述方法。
本发明的目的是提供一种能克服上述缺陷、功能极强，使用于电视游戏机的电脑控制器。
本发明是这样实现的包括有游戏机主机和电脑控制器的主机，其特征在于在游戏机主机内设有一个电路板，该电路板上嵌设有至少一个以上的微处理器及SRAM存储器，在游戏机主机内的适当位置处设有一个可与电脑控制器的插头相嵌接的专用集成电路ASIC芯片、DRAM存储器、ROM存储器和SRAM存储器，其中上述晶片的输入端分别通过地址总线、数据总线和控制总线与游戏机的主机插槽以及上述各种存储器相连接；该电脑控制器主机利用嵌设在游戏机主机微处理器及其ASIC晶片的切换电路进行地址译码，以使ROM存储器内的BIOS程序可进入游戏机主机的SRAM存储器空间，并使安装在游戏机主机电路板上微处理器的内部程序可跳至该地址空间去执行，之后，再使ROM存储器内的BIOS程序通过切换电路执行而使其地址空间由低区段地址切换至高区段地址，以及使ROM存储器内的BIOS程序以及其他外围设备所需的地址都进入该空间，然后，将已存入SRAM存储器的BIOS程序进入高区段的地址空间去执行，再通过执行BIOS程序配合的游戏机主机内的部件，就可以控制电脑控制器主机，让其完成驱动各外围设备工作。上述至少一个以上的专用集成电路ASIC芯片包括有第一ASIC芯片和第二ASIC芯片；其中第一ASIC芯片包括有有地址译码器及其控制器、SRAM控制器、游戏卡匣选择器、ROM、BIOS控制器、DRAM控制器、键盘控制电路及I/O控制器，其中上述控制器、键盘控制电路及游戏卡匣选择器分别与地址译码器及其控制器的地址线，输出端相连接，I/O控制器输出端则与第二ASIC芯片的双脚相连接，通过该I/O控制器给第二ASIC芯片提供控制信号。
上述第一ASIC芯片的切换电路包括有地址译码器、第一和第二D触发器、四个与门、一个或门和一个触发电路，其中地址译码器的输入端与插槽的输出端相连接，以便对游戏机主机中地址总线的地址信号进行译码，并输出一个低区段地址空间和一个高区段地址空间，该低区段空间的地址线经第二与门而和第三与门的一个输入端相连，该第三与门输出端则和或门的一个输入端相连，该或门的另一输入端则和第四与门输出端相连接，该第四与门的一个输入端与地址译码器输出的高区段空间地址线相连接，第三、第四与门的另一输入端则与第一D触发器的输出端相连接，该触发器的时钟输入端与地址译码器的一个输出端相连；第一、第二与门的另一输入端则与第二D触发器输出端相连，第二D触发器的时钟输入端与地址译码器的另一输出端相连，且该两个触发器的复位端相短接后，与一个触发电路相连，该触发电路则与电源相连，上述两个触发器的另一输入端(D)则与插槽的数据线相连，上述或门输出端则与电脑控制器的ROM存储器的片选端(CE)相连。
上述键盘控制电路可与IBM PC AT/XT的键盘相连接。
上述第二ASIC芯片包括有地址译码器及其控制端、软盘驱动接口电路、硬盘驱动接口电路、打印机驱动接口电路、RS-232串行接口电路、鼠标接口控制电路、脉冲发生器，其中上述接口电路输入端分别与地址译码器及控制器的地址控制输出端相连，脉冲发生器则与软盘驱动接口电路、RS-232接口电路相连，以提供其所需的时序及脉冲。
上述RS-232串行接口电路可通过一个驱动器与数传机相连。
上述软盘驱动接口电路可与软盘驱动器相连接。
上述硬盘驱动接口电路可与硬盘驱动器相连接。
上述打印机驱动接口电路可与打印机相连。
上述鼠标接口控制电路可与鼠标相连接。
上述游戏机主机的电路也可与电脑控制器的电路、键盘及其他外围设备做成一体，通过该电路而直接与外围设备相连接。
本发明的特点是把电脑控制器主机上的插头嵌设在游戏机主机上的插槽内，以游戏机主机的电路与电脑控制器的主机电路连成一体，使电脑主机能通过第一ASIC芯片进行地址译码而跳至游戏机主机中未用的地址空间(800000-9FFFFFH)，又将ROM存储器内的BIOS程序及其他外围设备所需地址都安置此空间内；之后，再通过电脑主机中ROM存储器内BIOS程序的控制和执行，对游戏机主机中的各部件进行整体控制而形成一个功能相当强的家用电脑。不仅可以完成普通PC微机功能外，还兼具电视游戏机的功能。
下面结合附图和实施例，详细介绍本发明。
图1是一般游戏机微处理器存储器地址空间的使用分配图。
图2是用于选择游戏卡及外围设备组合线路的示意图。
图3是本发明各构成部件的连接示意图。
图4是本发明游戏机主机电路结构方框图。
图5是本发明电脑控制器电路结构方框图。
图6是本发明电脑控制器电路结构的电原理图。
图7是第一ASIC芯片内部线路与ROM存储器、游戏机卡匣控制接脚示意图。
图8是本发明的操作流程图。
参阅图3，本发明主要包括有游戏机主机1(如，市场销售的SEGA牌产品)、电脑控制器主机2，其中游戏机主机1内设有电路板(图中未示)，该电路板的结构，参见图4所示，包括有ASIC芯片110(即专用芯片Application Special IC)，第一微处理器111(在本实施例中为Motorola 68000)、SRAM存储器N2(Static RAM)、第二微处理器113(在本实施例中为Z80)、SRAM存储器114、荧屏显示控制器(CRTC)115、TV接口116、VRAM存储器(Video RAM)117、语音集成电路118、摇杆(Joystic)119等部件。由于游戏机主机板电路设计，并非本发明所欲保护的范围，故在此不予赘述。
在游戏机主机1的适当处设有一个插槽10，通过该插槽10，可使游戏机主机1与电脑控制器主机2底部所设的插接头(图中未示)相嵌接，且在该游戏机主机1外侧附近分别连接设有控制摇杆11、视频装置12……在电脑控制器主机2上的适当位置上设有一个游戏卡插槽13，用于插放游戏卡盒14，并在电脑主机2内设有软盘驱动器15，可让软盘16插入之，供用户在软盘上进行读写操作。在靠近电脑控制器主机2的周围位置上，分别设有打印机插槽17、MODEM插孔18、键盘插孔19等，以与其外围设备(如打印机PRINTER53、数传机MODEM52、键盘KEy BOARD45……等)相连接。
参阅图1所示的游戏机主机1微处理器111(MOTOROLA68000)存储器使用地址空间分布图。各种类型的游戏机软件分布在000000-3FFFFFH的区段空间地址内，所以，各种游戏机软件都是从上述区段空间地址的000004-000007H起始地址开始执行，而在地址800000-9FF0FFFH区间，则是游戏机主机1微处理器111(Motorola 6800)存储器尚未使用的地址空间。
参阅图5及图6，电脑控制器主机2的电路结构包括有第一ASIC芯片21、第二ASIC芯片22、ROM存储器41、SRAM存储器43、DRAM存储器44及外围设备，如游戏卡盒插槽13、IBMPC XT/AT键盘45、卡拉OK话筒46、软盘驱动器15、数传机52、打印机53、硬盘驱动器54、光盘驱动器55、有线电视卡56、鼠标57、数传机盒58等设备的插槽；其中嵌设在游戏机主机1的插槽10是通过地址总线23、数据总线24等与第一ASIC芯片21、第二ASIC芯片22、ROM存储器41、游戏机卡盒插槽13、SRAM存储器43相连接，以及通过控制总线25与第一ASIC21、第二ASIC芯片22、游戏卡盒插槽13及卡拉OK46插槽相连接。
其中第二ASIC芯片21的地址及控制输出端分别与ROM存储器41控制接脚、游戏卡盒插槽13控制接脚、SRAM存储器43控制接脚、DRAM44的地址线及控制接脚、IBM PC AT/XT键盘45相连接。
第二ASIC芯片22的地址及控制输出端则分别以接口电路与软盘驱动器15、数传机盒58、鼠标57相连接，还以并行传输的方式与打印机53、硬盘驱动器54、光盘驱动器55及有线电视卡56相连，其中数传机盒58可连接一般数传机52。
参阅图6，第一ASIC芯片包括有地址译码器及控制器211、SRAM控制器212、游戏卡盒选择器213、ROM BIOS控制器214、DRAM控制器215、键盘控制电路216及I/O控制器217等部件。其中上述控制器212、214、215、217、键盘控制电路216及游戏卡盒选择器213是分别与地址译码器及控制器211的地址、译码输出端相连接，且第一ASIC芯片21通过其上的I/O控制器217输出端与第二ASIC芯片22输入端相连，并通过该I/O控制器217提供信号给第二ASIC芯片221。
第二ASIC芯片包括有地址译码器及控制器221、软盘驱动接口电路222、硬盘驱动接口电路223，打印机接口电路224、RS-223串行接口电路225、鼠标接口控制电路226、脉冲发生器227等部件。其中上述接口电路222、223、224、225、226输入端分别与地址译码器及控制器221的地址输出端相连接，而脉冲发生器227则与软盘驱动接口电路222、RS-232串行口电路225相连，以提供其所需的时序及脉冲，其中RS-232串行口电路225可经驱动器228而与数传机52相连，软盘驱动接口电路222可与软盘驱动器15相连，硬盘驱动器54则与硬盘驱动接口电路223相连，打印机接口电路224和鼠标接口控制电路226则分别与打印机53及鼠标57相连接。
此外，第一ASIC芯片21内部电路的地址及控制输出端与ROM存储器41及游戏卡盒插槽13相连接的图示，请参阅图7所示。其中地址译码器70的输入端与插槽10的输出端相连，地址译码器70输出的000000-3FFFFFH空间地址端71经过与门73与游戏卡盒插槽13的控制脚CE相连，且经另一与门72和与门74的输入端相连接，该与门74的输出端则和一个或门75的一个输入端相连，该或门75的另一端入端则和与门75的输出端相连，该与门75的一个输入端与地址译码器70输出的800000-9FFFFFH空间的地址端79相连。上述与门74、75的另一输入端则与D触发器77输出端相连，该D触发器77的时钟输入端则与地址译码器70的一条输出线701相连，上述与门72、73的另一输入端则与D触发器78的输出端相连，该D触发器78的时钟辅入端则与地址译码器70的另一输出线702相连，且此两触发器77、78的置位端短接后，经电阻R及电容C组成的触发电路80而与电源VCC相连，此两触发器77、78的D辅入端则与插槽10的数据线相连，或门76的输出端则与ROM存储器41的控制接脚CE相连。
当电源VCC接通时，通过触发电路80使上述触发器77、78复位，此时，与门73、75不动作，而与门72、74被驱动，并使或门76动作，这样，游戏机主机1的微处理器就可进入ROM存储器41的BIOS程序内执行。这时，该微处理器将通过其内部程序的执行(因内部程序已申请著作权保护，故在此不予赘述)，使ROM存储器41的BIOS程序可载入至游戏机主机1的SRAM存储器112空间内(其地址保持在F00000-FFFFFH之间)，并使微处理器的内部程序跳至此地址空间去执行，而使ROM存储器41内的BIOS程序可由1000000-3FFFFFH的地址进入至800000-9FFFFFH的地址空间，并使ROM存储器41内的BIOS程序及其他外围设备所需的地址安置在此空间内。之后，再将已设计好且已存入SRAM存储器112的BIOS程序跳至800000-9FFFFFH地址空间内去执行，然后，再通过执行电脑主机2的ROM存储器41内的BIOS程序，配合游戏机主机1内的部件，就可操作控制电脑控制器的主机，令其完成驱动其外围设备的所有功能。
参阅图8所示的电脑控制器主机2程序控制的流程图。当其进入电脑主机2的ROM存储器41内BIOS程序60后，将检查游戏机主机内外围设备，如软盘驱动器、游戏卡、打印机、键盘是否正常61、如正常，则继续检查电脑主机2的SRAM存储器、DRAM存储器与各外围设备连接状态，并显示其检查结果，倘若一切正常，就进入功能选择菜单62，并加以监测执行。
接着，判断是否选择游戏卡？100，若是，将执行卡盒内及DRAM存储器内的程序，并将卡盒内的数据存至磁盘或DRAM存储器上110，若监测未结束，则继续执行，否则将回到功能选择菜单上。
若是不选游戏卡，接着判断是否选择工具库？200，如是，可将磁盘格式化，并可使用电脑通用的指令(如DIR、DELETE、RENAME、CHKDSK)等所具有的功能210，若监测未结束则将继续执行，否则将回至功能选择菜单上。
若是不选择工具库，接着判断是否选择系统讯息？300，若是，针对该系统所具有的功能(如安装DRAM的大小、BIOS的版本、代号、卡盒内有无SRAM存储器……)，并加以监测显示310，如侦测结束，再作另一功能选择，否则继续监测显示目前系统的状态。
若是不选择系统讯息，接着判断是否选择加强游戏功能？400，若是，针对不同游戏软件输入密码，以增加其功能并加以操作410，否则，继续监测显示或回至功能选择菜单上。
若是不选择加强游戏功能，接着判断是否选择打印机？500，如是，则监测打印机是否在线，并将数据输出打印510，否则继续监测或回到功能菜单上。
若是不选择打印机，接着判断是否选择磁盘功能？600，若是，可执行各种强大的磁盘功能(如DIR、RENAME、COPY、DISKCOPY)，否则，将继续执行监测显示或回到功能选择菜单上。
如是不选择磁盘，接着判断是否选择SRAM存储器？700，若是，可将磁盘内数据或含有SRAM存储器卡盒内的数据送入电脑控制器的SRAM存储器内，或将电脑的SRAM存储器或游戏卡盒的SRAM存储器的数据存入磁盘710，否则，将继续执行侦测显示或回至功能菜单上。
若是不选择SRAM存储器，接着判断是否选择DRAM存储器？800，若是，将可以更改在DRAM存储器内的数据810、否则，将继续执行监测显示或回至功能菜单上。
此外，本发明也可将游戏机主机的电路与电脑控制器的电路、键盘……等做成一体，通过该电路直接与外围设备相连，或者将第一ASIC芯片和第二ASIC芯片做成一个芯片，以便与其外围设备相连。
权利要求
1.一种使用于电脑游戏机的电脑控制器，包括有游戏机主机和电脑控制器的主机，其特征在于在游戏机主机内设有一个电路板，该电路板上嵌设有至少一个以上的微处理器及SRAM存储器，在游戏机主机内的适当位置处设有一个可与电脑控制器的插头相嵌接的专用集成电路ASIC芯片、DRAM存储器、ROM存储器和SRAM存储器，其中上述芯片的输入端分别通过地址总线、数据总线和控制总线与游戏机的主机插槽以及上述各种存储器相连接；该电脑控制器主机利用嵌设在游戏机主机微处理器及其ASIC芯片的切换电路进行地址译码，以使ROM存储器内的BIOS程序可进入游戏机主机的SRAM存储器空间，并使安装在游戏机主机电路板上微处理器的内部程序可跳至该地址空间去执行，之后，再使ROM存储器内的BIOS程序通过切换电路执行而使其地址空间由低区段地址切换至高区段地址，以及使ROM存储器内的BIOS程序以及其他外围设备所需的地址都进入该空间，然后，将已存入SRAM存储器的BIOS程序进入高区段的地址空间去执行，再通过执行BIOS程序配合的游戏机主机内的部件，就可以控制电脑控制器主机，让其完成驱动各外围设备工作。
2.如权利要求1所述的使用于电路游戏机的电脑控制器，其特征在于上述至少一个以上的专用集成电路ASIC芯片包括有第一ASIC芯片和第二ASIC芯片；其中第一ASIC晶片包括有有地址译码器及其控制器、SRAM控制器、游戏卡匣选择器、ROM BIOS控制器、DRAM控制器、键盘控制电路及I/O控制器，其中上述控制器、键盘控制电路及游戏卡匣选择器分别与地址译码器及其控制器的地址线，输出端相连接，I/O控制器输出端则与第二ASIC芯片的双脚相连接，通过该I/O控制器给第二ASIC芯片提供控制信号。
3.如权利要求1所述的使用于电路游戏机的电脑控制器，其特征在于上述第一ASIC芯片的切换电路包括有地址译码器、第一和第二D触发器、四个与门、一个或门和一个触发电路，其中地址译码器的输入端与插槽的输出端相连接，以便对游戏机主机中地址总线的地址信号进行译码，并输出一个低区段地址空间和一个高区段地址空间，该低区段空间的地址线经第二与门而和第三与门的一个输入端相连，该第三与门输出端则和或门的一个输入端相连，该或门的另一输入端则和第四与门输出端相连接，该第四的一个输入端与地址译码器输出的高区段空间地址线相连接，第三、第四与门的另一输入端则与第一D触发器的输出端相连接，该触发器的时钟输入端与地址译码器的一个输出端相连；第一、第二与门的另一输入端则与第二D触发器输出端相连，第二D触发器的时钟输入端与地址译码器的另一输出端相连，且该两个触发器的复位端相短接后，与一个触发电路相连，该触发电路则与电源相连，上述两个触发器的另一输入端(D)则与插槽的数据线相连，上述或门输出端则与电脑控制器的ROM存储器的片选端(CE)相连。
4.如权利要求1所述的使用于电路游戏机的电脑控制器，其特征在于上述键盘控制电路可与IBM PC AT/XT的键盘相连接。
5.如权利要求1所述的使用于电路游戏机的电脑控制器，其特征在于上述第二ASIC芯片包括有地址译码器及其控制端、软盘驱动接口电路、硬盘驱动接口电路、打印机驱动接口电路、RS-232串行接口电路、鼠标接口控制电路、脉冲发生器，其中上述接口电路输入端分别与地址译码器及控制器的地址控制输出端相连，脉冲发生器则与软盘驱动接口电路、RS-232接口电路相连，以提供其所需的时序及脉冲。
6.如权利要求1所述的使用于电路游戏机的电脑控制器，其特征在于上述RS-232串行接口电路可通过一个驱动器与数传机相连。
7.如权利要求1所述的使用于电路游戏机的电脑控制器，其特征在于上述软盘驱动接口电路可与软盘驱动器相连接。
8.如权利要求1所述的使用于电路游戏机的电脑控制器，其特征在于上述硬盘驱动接口电路可与硬盘驱动器相连接。
9.如权利要求1所述的使用于电路游戏机的电脑控制器，其特征在于上述打印机驱动接口电路可与打印机相连。
10.如权利要求1所述的使用于电路游戏机的电脑控制器，其特征在于上述鼠标接口控制电路可与鼠标相连接。
11.如权利要求1所述的使用于电路游戏机的电脑控制器，其特征在于上述游戏机主机的电路也可与电脑控制器的电路、键盘及其他外围设备做成一体，通过该电路而直接与外围设备相连接。
全文摘要
一种用于电视游戏机的电脑控制器，是利用电脑主机的插头嵌设在游戏机主体上的插槽中，使两者的电路相连成为一体，使电脑控制器主机通过其电路分别与各种外围设备及SRAM、DRAM及ROM存储器相连接；以及使电脑主机能进入游戏机主机未用到的地址空间，并将ROM存储器内的BIOS程序及其他外围设备所需地址皆进入该空间内，通过电脑主机中BIOS程序的执行，可对游戏机主机中各部件进行一体控制，使之功能更加齐全，还可兼作电视游戏机。
文档编号G06F9/445GK1136973SQ95104429
公开日1996年12月4日 申请日期1995年5月29日 优先权日1995年5月3日
发明者陈贻荣 申请人:陈贻荣