把 NES 红白机模拟器塞进一颗只有 400KB SRAM 的 ESP32-C3，能跑得动魂斗罗吗？答案是：能！本文带你从零复现这个项目。
🎯 项目简介
本项目基于 arduino-nofrendo 改造，针对 ESP32-C3 单片机进行了深度优化，让一颗成本不到 10 元的 MCU 也能流畅运行 NES 游戏。
✨ 核心特性
- 🖥️ ST7789 240×240 全屏显示，NES 256×240 自动裁剪适配
- 🎮 PG-9193 蓝牙手柄 支持，通过 NimBLE 协议栈实现
- 💾 mmap 零拷贝 ROM 加载，DRAM 占用为 0
- 📀 存档/读档 功能，X/Y 键即可保存/恢复游戏状态
- 🔌 串口键盘 备用控制（WSAD + JK）
🔧 硬件接线
| TFT 引脚 | ESP32-C3 GPIO | 说明 |
|---|---|---|
| VCC | 3V3 | 电源 |
| GND | GND | 接地 |
| SDA | GPIO 6 | SPI MOSI |
| SCK | GPIO 4 | SPI SCLK |
| DC | GPIO 1 | 数据/命令 |
| RES | GPIO 7 | 复位 |
| BLK | GPIO 5 | 背光 |
💡 技术亮点
1. mmap 零拷贝：榨干 Flash 当 RAM 用
ESP32-C3 只有 400KB SRAM，但很多 NES 游戏 ROM 都超过 256KB（比如恶魔城）。常规做法是把 ROM 读到 RAM 里，但 RAM 根本不够用。解决方案：
// 把 SPIFFS 分区直接映射到 CPU 地址空间
const esp_partition_t *part = esp_partition_find_first(
ESP_PARTITION_TYPE_DATA, ESP_PARTITION_SUBTYPE_DATA_SPIFFS, NULL);
esp_partition_mmap(part, 0, part->size, ESP_PARTITION_MMAP_DATA, &rom_ptr, &handle);
// 现在 rom_ptr 像普通指针一样可以读取！CPU/PPU 访问 ROM 就像访问内存一样，DRAM 占用为 0，经测试，可以跑337KB以内的任意 ROM。
2. NimBLE 替代 Bluedroid：省下 80KB RAM
ESP32 默认的 Bluedroid 蓝牙协议栈大约占 110KB RAM，对 C3 来说太奢侈了。换成 NimBLE 只占 30KB，把省下的 80KB 留给 NES 模拟器。
3. 后台 BLE 任务 + 暂停游戏定时器
蓝牙连接是耗时操作，会抢 CPU 时间导致游戏卡顿。解决方法：
- BLE 扫描/连接放到独立 FreeRTOS 任务中
- BLE 初始化期间暂停 NES 帧定时器，避免竞争
- 连接成功后恢复，玩家几乎感觉不到
4. 存档存在 coredump 分区
ESP32 默认有个 64KB 的 coredump 分区用来存崩溃信息，这里被我"借用"来存游戏存档：2 个槽位，按 X 存档、按 Y 读档。
🎮 按键映射
| PG-9193 手柄 | NES 功能 |
|---|---|
| 方向键 | 方向键 |
| A / B | A / B |
| SELECT / START | SELECT / START |
| X | 💾 存档 |
| Y | 📂 读档 |
🚀 快速开始
- Arduino IDE 安装
Arduino_GFX和NimBLE-Arduino库 - 开发板选 ESP32C3 Dev Module，分区方案选 Default 4MB with SPIFFS
- 编译烧录主程序到 ESP32-C3
- 运行
upload_spiffs.ps1 -Rom .\data\Chase.nes烧录 ROM - 上电！蓝牙手柄按 Home 键配对，自动连接
⚠️ 踩过的坑
- 不要装 Arduino IDE 的 nofrendo 库：项目自带
src/目录已包含完整源码，重复会冲突 - ESP32-C3 是单核：复杂场景会掉帧，关闭 BLE 可略微提升性能
- 音频已禁用：项目硬件没接 DAC/PWM 喇叭，留给后续扩展
📚 致谢
- arduino-nofrendo — 原始项目
- NimBLE-Arduino — 轻量蓝牙协议栈
- Arduino_GFX — TFT 屏幕驱动库
欢迎到 GitHub 给项目点个 ⭐！有问题或者改进建议都可以提 Issue～