多功能健身游戏机的设计研究

张迎雪

摘要：游戏机在人们的生活中随处可见，如何设计一款结构简单，成本低，使用方便，实用性强的游戏机，本文由单片机作为主控模块，采用美新传感器，无线发射接受模块和PC机等构成，玩家可以通过身体来控制游戏中的人物动作来达到娱乐和健身的目的，并对多功能健身游戏的硬件进行介绍并给出了软件的流程图。

关键词：健身游戏机 单片机 传感器 PC机

中图分类号：TN03；TP302.1 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2016）12-0149-01

现代社会中，由于现在的大多上班族、企业家，学生等等，无论是来自社会哪个阶层的人员，工作、学习的忙碌会使他们很少抽出专门的时间去娱乐，或者专门到健身房去健身。在他们之中，打游戏是很普遍的现象，但是长时间的坐着打游戏对身体有害，有时想玩好点的游戏时还需要跑到专门的游戏厅去玩，这些大都起不到健身的目的，如何制作一款方便的游戏机，在自己的家中就可以玩多种游戏并在游戏的过程中锻炼身体的目的。本文介绍了一种专门人机游戏机，可以使人身体的动作控制游戏中人物的动作，从而达到娱乐和健身的目的。

1 设计原理进行介绍

人机游戏机的主要组成部分是：加速度传感器，控制模块，无线发射接受模块，PC机，其中加速度传感器安放在人的各个肢体上，控制模块和无线发射模块也安防在人身上，无线接收模块与PC机相连，PC机中内置一个软键盘，当玩游戏时，加速度计感知规定的身体某个特定动作的加速度后，传送信号给控制模块，通过数据处理和控制，得到动作编码，再通过无线模块与PC机相连，通过编程将数字编码转化为计算中可以识别的指令，这样当玩家动作时，游戏中的人务也跟着动作，这样对于市场上很多种游戏都适合，例如超级玛丽，拳皇，双截龙，魂斗罗等。

1.1 加速度传感器

我们采用美新公司的加速度传感器，主要用来检测物体状态。传感器采集到的信号经算法处理后，判断物体是处于移动还是静止状态，从而将信号采集后传到控制模块下面是美新公司LCC封装的MXC62020G[1]传感器和相对于重力加速度计的位置图：如图1所示。

1.2 控制模块

本系统所用主控芯片为AT89C51和AT89C2051[2]主要用于进行串口通讯、采集传感器信息、执行分析算法、与无线发射接收模块，AT89C51主要用于控制主机，AT89C2051则主要用于传感器信息采集网络。

1.3 无线发射接受模块

这里的无线发射接受模块采用的是台湾普城公司生产的PT2262/PT2272[3]，该芯片具有低价位，功耗低，外部元器件少，抗干扰能力强，工作电压范围宽等特点。

1.4 PC机

这里的PC机选用电脑，通过USB将信息传送给电脑[4]，从而控制游戏画面中人物的动作。

各传感器在身体位置分布[5]：如图2所示。

静止：加速度传感器D或E输出为0时

左拳：输出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：左脚稍微向前移动并保持静止状态，当循环扫描到这时，如果G=0，动作后移：右脚稍微向后移动并保持静止状态，当循环扫描到这时，如果F=0，动作。

2 系统软件设计框图（如图3）

3 结语

该多功能游戏机跟当前市场上类似的新型游戏（像微软的Xbox360）相比，具有体积小，成本低，使用方便，且适合于多种常见的游戏，达到健身娱乐的目的，如果对该游戏深入研究的话，还可以将此游戏进行联网，进而发展为网络游戏。

参考文献

[1]董爱华.检测与转换技术[M].北京：中国电力出版社，2009.4.

[2]余發山.单片机原理及应用技术[M].徐州：中国矿业大学出版社，2008.6.

[3]谢春华.PT2262/PT2272的多通道硬件控制方法[J].现代电子技术，34（19）：100-103.

[4]仝瑞普.基于Slave FIFO模式USB数据传输系统设计与实现[D].南京理工大学，2008.

[5]李爽.基于加速度传感器的下肢运动信息获取方法[J].机电工程，1（26）：5-7.