• Author: Căzan Mihnea-Andrei
• Group: 335CA

This project consists of building a retro mini game console capable of running classic arcade games (such as Snake and Breakout).

• The main goal is to explore and practically apply the interfacing of an 8-bit microcontroller (ATmega328P) with various input and output peripherals.
• The idea originated from the desire to recreate the experience of 80s/90s arcade games on a minimal hardware platform, demonstrating how limited memory resources (32KB Flash, 2KB RAM) can provide a complete interactive experience.
• This project is highly useful from an educational standpoint, as it deepens the understanding of fundamental concepts (I2C communication protocols, ADCs, Timers, PWM, and Hardware Interrupts), while also resulting in a functional and entertaining gadget.

The console is structured into three main blocks: input, processing, and output.

• The ATmega328P microcontroller acts as the central processing unit. It continuously reads analog signals from the joystick using the internal ADC (to determine movement direction) and monitors hardware interrupts or digital pin states for the action buttons.
• Based on the implemented game logic (Game Loop), the microcontroller updates the system state and sends graphical data packets to the OLED display via the I2C hardware interface.
• Simultaneously, the system uses internal Timers to generate PWM (Pulse Width Modulation) signals to a passive buzzer (to play specific sound effects) and controls an RGB LED to provide quick visual feedback regarding the current state of the console (e.g., green for active gameplay, red for Game Over, blue for menu).

System Block Diagram:

Lista componentelor folosite pentru proiect (BOM - Bill of Materials):

• ATmega328P Xplained Mini Development Board (8-bit AVR Microcontroller)
• 0.96” OLED Display (SSD1306 Controller, I2C Interface, 128×64 resolution)
• Biaxial Analog Joystick Module (KY-023 type) cu buton de push integrat (SW)
• Passive Buzzer 3.3V (pentru generarea de efecte sonore)
• 5mm RGB LED (Common Cathode, pentru indicarea stării consolei)
• 2 x Tact Switch Buttons 6x6mm (Pentru funcțiile START și PAUSE)
• 4 x 220Ω Resistors (3 pentru limitarea curentului pe LED-ul RGB, 1 pentru protecția buzzer-ului)
• 830 Tie-Points Breadboard (pentru asamblare fără lipire)
• Dupont Wire Set (Tată-Tată și Mamă-Tată)

Schema Electrică:

Pentru a gestiona simultan display-ul, input-ul analogic și efectele vizuale/sonore fără să se blocheze, sistemul folosește intens perifericele hardware ale microcontroller-ului:

• I2C (TWI): Activat pe pinii PC4/PC5. Este configurat în Fast Mode (400 kHz) pentru a asigura transferul rapid al frame-buffer-ului către display-ul OLED (menținând ~30 FPS).
• ADC: Canalele ADC0 și ADC1 sunt folosite pentru citirea fluidă a joystick-ului, utilizând un prescaler de 128 pentru stabilitate.
• Semnale PWM: Timerele 0 și 2 generează semnale PWM hardware pe 3 pini independenți pentru a controla intensitatea și mixarea culorilor pe LED-ul RGB.
• Timer1 (CTC Mode): Generare de frecvențe hardware precise pentru notele muzicale transmise către buzzer, degrevând procesorul de folosirea funcțiilor blocante de tip delay.

Export to PDF