NES Emulator

这是一个用 Rust 编写的简易 NES（任天堂娱乐系统）模拟器，目标是提供一个可运行的教育型模拟器核心，支持 ROM 加载、画面渲染、音频输出和按键输入。

功能概览

• 兼容基本的 NES CPU 执行循环
• PPU 帧缓冲渲染
• APU 音频输出
• 读取 .nes ROM 文件
• 键盘 / XInput 游戏手柄输入
• 窗口化显示与缩放
• 支持导出一段帧为 PNG 图片
• 自带单元测试，用于验证核心逻辑

项目结构

.
├── Cargo.toml
├── LICENSE
├── src/
│   ├── apu.rs
│   ├── audio.rs
│   ├── bus.rs
│   ├── cartridge.rs
│   ├── controller.rs
│   ├── cpu.rs
│   ├── emulator.rs
│   ├── input.rs
│   ├── main.rs
│   └── ppu.rs
└── target/

关键模块说明：

• src/main.rs：程序入口，负责命令行参数处理、窗口创建和主循环。
• src/emulator.rs：模拟器核心对象，封装 CPU 与总线执行逻辑。
• src/cpu.rs：CPU 指令执行。
• src/ppu.rs：图像处理与帧缓冲。
• src/apu.rs、src/audio.rs：音频生成与输出。
• src/cartridge.rs：ROM 解析。
• src/bus.rs：存储总线与设备挂载。
• src/input.rs、src/controller.rs：输入映射。

环境要求

• Rust 稳定版工具链
• 支持 edition = "2024" 的 Cargo 环境
• 需要可用的显示窗口能力（窗口化输出）
• 可选：游戏手柄 / XInput 支持

构建

在项目根目录执行：

cargo build --release

运行

启动模拟器并加载 ROM：

cargo run --release  path/to/rom.nes

可选提供窗口缩放参数：

cargo run --release path/to/rom.nes 2

当前实现中，缩放参数可取 1、2、3、4，分别对应大约 1x、2x、4x、8x 的窗口缩放。

生成 PNG 画面输出

该项目支持直接导出一段帧作为图片：

cargo run --release -- --dump path/to/rom.nes 120 output.png

示例含义：

• --dump：进入导出模式
• path/to/rom.nes：ROM 文件路径
• 120：模拟的帧数
• output.png：输出 PNG 文件路径

控制说明

键盘控制

• 方向键：移动
• Z：A
• X：B
• A / S：Turbo A / Turbo B
• Enter：Start
• Shift：Select
• Esc：退出

游戏手柄控制

• D-Pad：移动
• A / B：A / B
• X / Y：Turbo A / Turbo B
• Start / Select：开始 / 选择

测试

运行测试：

cargo test

项目中已包含一些基础单元测试，用于验证 CPU 执行与帧循环行为。

许可协议

本项目使用 MIT License。详细内容见 LICENSE。

说明

这是一个学习与实验性质的 NES 模拟器，适合用于理解：

• CPU 指令执行
• PPU 渲染流程
• APU 音频生成
• 存储映射与总线架构
• 手柄和键盘输入处理

如果你想继续扩展这个项目，可以从以下方向入手：

1. 增加更多 Mapper 支持
2. 完善更完整的 PPU 逻辑
3. 增加更稳定的音频同步
4. 添加调试器和反汇编能力
5. 支持更多 ROM 类型与兼容性优化