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.. _2.1.9_c:

2.1.9 Joystick
===============

.. note::

    .. image:: ../img/mcp3008_and_adc0834.jpg
        :width: 25%
        :align: left
        
    Abhängig von Ihrer Kit-Version identifizieren Sie bitte, ob Sie **ADC0834** oder **MCP3008** haben, und fahren Sie mit dem entsprechenden Abschnitt fort.



Einführung
----------

In diesem Projekt werden wir lernen, wie ein Joystick funktioniert. Wir bedienen den Joystick und zeigen die Ergebnisse auf dem Bildschirm an.

Benötigte Komponenten
---------------------

Für dieses Projekt benötigen wir die folgenden Komponenten.

.. image:: ../img/image317.png

Es ist definitiv praktisch, ein ganzes Set zu kaufen, hier ist der Link:

.. list-table::
    :widths: 20 20 20
    :header-rows: 1

    *   - Name
        - ARTIKEL IN DIESEM KIT
        - LINK
    *   - Raphael Kit
        - 337
        - |link_Raphael_kit|

Sie können diese auch einzeln über die untenstehenden Links kaufen.

.. list-table::
    :widths: 30 20
    :header-rows: 1

    *   - KOMPONENTENBESCHREIBUNG
        - KAUF-LINK

    *   - :ref:`cpn_gpio_board`
        - |link_gpio_board_buy|
    *   - :ref:`cpn_breadboard`
        - |link_breadboard_buy|
    *   - :ref:`cpn_wires`
        - |link_wires_buy|
    *   - :ref:`cpn_resistor`
        - |link_resistor_buy|
    *   - :ref:`cpn_joystick`
        - \-
    *   - :ref:`cpn_adc0834`
        - \-

Schaltplan
---------------------

Wenn die Daten des Joysticks gelesen werden, gibt es Unterschiede zwischen den Achsen: Die Daten der X- und Y-Achse sind analog und müssen mit ADC0834 in einen digitalen Wert umgewandelt werden. Die Daten der Z-Achse sind digital, sodass sie direkt mit dem GPIO gelesen werden können oder auch mit ADC.

.. image:: ../img/image319.png

.. image:: ../img/image320.png

Experimentelle Verfahren
------------------------

**Schritt 1:** Bauen Sie den Schaltkreis.

.. image:: ../img/image193.png

**Schritt 2:** Wechseln Sie in das Verzeichnis des Codes.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block::

    cd ~/raphael-kit/c/2.1.9/

**Schritt 3:** Kompilieren Sie den Code.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block::

    gcc 2.1.9_Joystick.c -lwiringPi

**Schritt 4:** Führen Sie die ausführbare Datei aus.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block::

    sudo ./a.out

Nachdem der Code ausgeführt wurde, drehen Sie den Joystick. Die entsprechenden Werte von x, y, Btn werden auf dem Bildschirm angezeigt.

.. note::

    Falls es nach dem Ausführen nicht funktioniert oder die Fehlermeldung "wiringPi.h: No such file or directory" angezeigt wird, beziehen Sie sich bitte auf :ref:`install_wiringpi`.

**Code**

.. code-block:: c

    #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);
        // Start bit
        digitalWrite(ADC_CLK,0);
        digitalWrite(ADC_DIO,1);    delayMicroseconds(2);
        digitalWrite(ADC_CLK,1);    delayMicroseconds(2);
        //Single End mode
        digitalWrite(ADC_CLK,0);
        digitalWrite(ADC_DIO,1);    delayMicroseconds(2);
        digitalWrite(ADC_CLK,1);    delayMicroseconds(2);
        // ODD
        digitalWrite(ADC_CLK,0);
        digitalWrite(ADC_DIO,odd);  delayMicroseconds(2);
        digitalWrite(ADC_CLK,1);    delayMicroseconds(2);
        //Select
        digitalWrite(ADC_CLK,0);
        digitalWrite(ADC_DIO,sel);    delayMicroseconds(2);
        digitalWrite(ADC_CLK,1);

        delayMicroseconds(2);
        digitalWrite(ADC_CLK,0);
        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){ //when initialize wiring failed,print messageto screen
            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;
    }

**Code-Erklärung**

.. code-block:: c

    uchar get_ADC_Result(uint channel)
    {
        uchar i;
        uchar dat1=0, dat2=0;
        int sel = channel > 1 & 1;
        int odd = channel & 1;
        pinMode(ADC_DIO, OUTPUT);
        digitalWrite(ADC_CS, 0);
        // Start bit
        digitalWrite(ADC_CLK,0);
        digitalWrite(ADC_DIO,1);    delayMicroseconds(2);
        digitalWrite(ADC_CLK,1);    delayMicroseconds(2);
        //Single End mode
        digitalWrite(ADC_CLK,0);
        digitalWrite(ADC_DIO,1);    delayMicroseconds(2);
        digitalWrite(ADC_CLK,1);    delayMicroseconds(2);
        ......

Die Funktionsweise der Funktion ist im Abschnitt 2.1.7 Potentiometer detailliert beschrieben.

.. code-block:: c

    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 und VRY des Joysticks sind jeweils mit CH0 und CH1 des ADC0834 verbunden. Daher wird die Funktion getResult() aufgerufen, um die Werte von CH0 und CH1 auszulesen. Die ausgelesenen Werte sollten dann in den Variablen x_val und y_val gespeichert werden. Zusätzlich wird der Wert von SW des Joysticks ausgelesen und in der Variable Btn_val gespeichert. Schließlich werden die Werte von x_val, y_val und Btn_val mit der Funktion print() ausgegeben.

Phänomen-Bild
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.. image:: ../img/image194.jpeg