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2.1.6 Joystick

Nota

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A seconda della versione del kit, identifica se hai ADC0834 o MCP3008 e procedi con la sezione corrispondente.

Introduzione

In questo progetto, impareremo il funzionamento del joystick. Manipoleremo il joystick e mostreremo i risultati sullo schermo.

Componenti

../_images/image3171.png

Principio di Funzionamento

Joystick

Il principio di base di un joystick è tradurre il movimento della leva in informazioni elettroniche che un computer può elaborare.

Per comunicare un’intera gamma di movimenti al computer, il joystick deve misurare la posizione della leva su due assi — l’asse X (sinistra-destra) e l’asse Y (alto-basso). Come in geometria, le coordinate X-Y individuano esattamente la posizione della leva.

Per determinare la posizione della leva, il sistema di controllo del joystick monitora semplicemente la posizione di ciascun asse. Il design convenzionale del joystick analogico lo fa con due potenziometri, o resistori variabili.

Il joystick dispone anche di un input digitale attivato quando il joystick viene premuto verso il basso.

../_images/image3181.png

Schema Elettrico

Quando si legge il dato del joystick, ci sono delle differenze tra gli assi: i dati degli assi X e Y sono analogici e necessitano dell’ADC0834 per convertire il valore analogico in digitale. Il dato dell’asse Z è digitale, quindi è possibile utilizzare direttamente il GPIO per leggerlo, oppure si può usare l’ADC.

../_images/image3191.png ../_images/image3201.png

Procedure Sperimentali

Passo 1: Costruisci il circuito.

../_images/image1931.png

Passo 2: Accedi alla cartella del codice.

cd ~/davinci-kit-for-raspberry-pi/c/2.1.6/

Passo 3: Compila il codice.

gcc 2.1.6_Joystick.c -lwiringPi

Passo 4: Esegui il file eseguibile.

sudo ./a.out

Dopo l’esecuzione del codice, muovi il joystick: i valori corrispondenti di x, y e Btn saranno visualizzati sullo schermo.

Nota

Se non funziona dopo l’esecuzione, o compare un messaggio di errore: "wiringPi.h: No such file or directory", fai riferimento a Il codice C non funziona?.

Spiegazione del Codice

#include <wiringPi.h>
#include <stdio.h>
#include <softPwm.h>

typedef unsigned char uchar;
typedef unsigned int uint;

#define     ADC_CS    0
#define     ADC_CLK   1
#define     ADC_DIO   2
#define     BtnPin    3

uchar get_ADC_Result(uint channel)
{
    uchar i;
    uchar dat1=0, dat2=0;
    int sel = channel > 1 & 1;
    int odd = channel & 1;

    digitalWrite(ADC_CLK, 1);
    delayMicroseconds(2);
    digitalWrite(ADC_CLK, 0);
    delayMicroseconds(2);

    pinMode(ADC_DIO, OUTPUT);
    digitalWrite(ADC_CS, 0);
    // Bit di avvio
    digitalWrite(ADC_CLK,0);
    digitalWrite(ADC_DIO,1);    delayMicroseconds(2);
    digitalWrite(ADC_CLK,1);    delayMicroseconds(2);
    // Modalità single-end
    digitalWrite(ADC_CLK,0);
    digitalWrite(ADC_DIO,1);    delayMicroseconds(2);
    digitalWrite(ADC_CLK,1);    delayMicroseconds(2);
    // Valore ODD
    digitalWrite(ADC_CLK,0);
    digitalWrite(ADC_DIO,odd);  delayMicroseconds(2);
    digitalWrite(ADC_CLK,1);    delayMicroseconds(2);
    // Selezione
    digitalWrite(ADC_CLK,0);
    digitalWrite(ADC_DIO,sel);    delayMicroseconds(2);
    digitalWrite(ADC_CLK,1);

    digitalWrite(ADC_DIO,1);    delayMicroseconds(2);
    digitalWrite(ADC_CLK,0);
    digitalWrite(ADC_DIO,1);    delayMicroseconds(2);

    for(i=0;i<8;i++)
    {
        digitalWrite(ADC_CLK,1);    delayMicroseconds(2);
        digitalWrite(ADC_CLK,0);    delayMicroseconds(2);
        pinMode(ADC_DIO, INPUT);
        dat1=dat1<<1 | digitalRead(ADC_DIO);
    }
    for(i=0;i<8;i++)
    {
        dat2 = dat2 | ((uchar)(digitalRead(ADC_DIO))<<i);
        digitalWrite(ADC_CLK,1);    delayMicroseconds(2);
        digitalWrite(ADC_CLK,0);    delayMicroseconds(2);
    }
    digitalWrite(ADC_CS,1);
    pinMode(ADC_DIO, OUTPUT);
    return(dat1==dat2) ? dat1 : 0;
}

int main(void)
{
    uchar x_val;
    uchar y_val;
    uchar btn_val;
    if(wiringPiSetup() == -1){ //in caso di errore di inizializzazione, stampa un messaggio a schermo
        printf("setup wiringPi failed !");
        return 1;
    }
    pinMode(BtnPin,  INPUT);
    pullUpDnControl(BtnPin, PUD_UP);
    pinMode(ADC_CS,  OUTPUT);
    pinMode(ADC_CLK, OUTPUT);

    while(1){
        x_val = get_ADC_Result(0);
        y_val = get_ADC_Result(1);
        btn_val = digitalRead(BtnPin);
        printf("x = %d, y = %d, btn = %d\n", x_val, y_val, btn_val);
        delay(100);
    }
    return 0;
}

Spiegazione del Codice

uchar get_ADC_Result(uint channel)
{
    uchar i;
    uchar dat1=0, dat2=0;
    int sel = channel > 1 & 1;
    int odd = channel & 1;

    digitalWrite(ADC_CLK, 1);
    delayMicroseconds(2);
    digitalWrite(ADC_CLK, 0);
    delayMicroseconds(2);

    pinMode(ADC_DIO, OUTPUT);
    digitalWrite(ADC_CS, 0);
    // Bit di avvio
    digitalWrite(ADC_CLK,0);
    digitalWrite(ADC_DIO,1);    delayMicroseconds(2);
    digitalWrite(ADC_CLK,1);    delayMicroseconds(2);
    // Modalità single-end
    digitalWrite(ADC_CLK,0);
    digitalWrite(ADC_DIO,1);    delayMicroseconds(2);
    digitalWrite(ADC_CLK,1);    delayMicroseconds(2);
    ......

Il processo di funzionamento della funzione è descritto in dettaglio nella sezione 2.1.4 Potenziometro.

while(1){
        x_val = get_ADC_Result(0);
        y_val = get_ADC_Result(1);
        btn_val = digitalRead(BtnPin);
        printf("x = %d, y = %d, btn = %d\n", x_val, y_val, btn_val);
        delay(100);
    }

VRX e VRY del Joystick sono collegati rispettivamente a CH0 e CH1 dell’ADC0834. La funzione getResult() viene chiamata per leggere i valori di CH0 e CH1, che vengono memorizzati nelle variabili x_val e y_val. Inoltre, il valore di SW del joystick viene letto e salvato nella variabile Btn_val. Infine, i valori di x_val, y_val e Btn_val vengono visualizzati con la funzione print().