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.. _2.1.9_c_mcp3008:

2.1.9 Joystick (MCP3008)
==========================

.. note::

   .. image:: ../img/mcp3008_and_adc0834.jpg
      :width: 25%
      :align: left
    

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

Introduzione
--------------

In questo progetto impareremo come funziona un joystick. Manipoleremo
il joystick e visualizzeremo i risultati sullo schermo.

Componenti necessari
-------------------------------

In questo progetto sono necessari i seguenti componenti. 

.. image:: ../img/image317-copy.png

È sicuramente conveniente acquistare un kit completo, ecco il link: 

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

    *   - Nome	
        - ELEMENTI IN QUESTO KIT
        - LINK
    *   - Kit Raphael
        - 337
        - |link_Raphael_kit|

Puoi anche acquistarli separatamente dai link sottostanti.

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

    *   - INTRODUZIONE COMPONENTE
        - LINK DI ACQUISTO

    *   - :ref:`cpn_gpio_extension_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_mcp3008`
        - \-

Schema elettrico
-----------------

Quando vengono letti i dati del joystick, ci sono alcune differenze tra
gli assi: i dati degli assi X e Y sono analogici e richiedono l'uso di MCP3008
per convertire il valore analogico in un valore digitale. I dati dell'asse Z
sono digitali, quindi puoi utilizzare direttamente il GPIO per leggerli oppure
usare l'ADC.

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

    *   - Nome T-Board
        - fisico
        - WiringPi
        - BCM

    *   - SPICE0
        - pin24
        - 10
        - 8
    *   - SPIMOSI
        - pin19
        - 12
        - 10
    *   - SPIMISO
        - pin21
        - 13
        - 9
    *   - SPISCLK
        - pin23
        - 14
        - 11
    *   - GPIO22
        - pin15
        - 3
        - 22

.. image:: ../img/schematic_2.1.9_joystick_mcp3008.png


Procedure sperimentali
-----------------------

**Passo 1:** Monta il circuito.

.. image:: ../img/july24_2.1.9_joystick_mcp3008.png

**Passo 2:** Vai alla cartella del codice.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block::

    cd ~/raphael-kit/c/2.1.9-2/

**Passo 3:** Compila il codice.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block::

    gcc 2.1.9_Joystick.c -o joystick -lwiringPi

**Passo 4:** Esegui il file eseguibile.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block::

    ./joystick

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


.. note::

    Se non funziona dopo l'esecuzione o compare un errore del tipo: \"wiringPi.h: No such file or directory\", fai riferimento a :ref:`install_wiringpi`.

**Codice**

.. code-block:: c

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

    #define SPI_CHANNEL 0
    #define SPI_SPEED   1000000  // 1 MHz
    #define BtnPin      3        // WiringPi 3 = BCM GPIO22

    // Lettura dal canale MCP3008 (0–7)
    int read_ADC(int channel) {
        if (channel < 0 || channel > 7) return -1;

        unsigned char buffer[3];
        buffer[0] = 1;                            // Bit di avvio
        buffer[1] = (8 + channel) << 4;           // Configurazione del canale
        buffer[2] = 0;

        wiringPiSPIDataRW(SPI_CHANNEL, buffer, 3);

        int result = ((buffer[1] & 0x03) << 8) | buffer[2];
        return result;
    }

    int main(void) {
        if (wiringPiSetup() == -1) {
            printf("Inizializzazione WiringPi fallita!\n");
            return 1;
        }

        if (wiringPiSPISetup(SPI_CHANNEL, SPI_SPEED) == -1) {
            printf("Configurazione SPI fallita!\n");
            return 1;
        }

        pinMode(BtnPin, INPUT);
        pullUpDnControl(BtnPin, PUD_UP);

        while (1) {
            int x_val = read_ADC(0);     // VRX su CH0
            int y_val = read_ADC(1);     // VRY su CH1
            int btn_val = digitalRead(BtnPin);  // Pulsante SW

            printf("x = %d, y = %d, btn = %d\n", x_val, y_val, btn_val);
            delay(100);
        }

        return 0;
    }

**Spiegazione del codice**

#. Questa sezione inizializza le librerie necessarie per la comunicazione GPIO e SPI.

   .. code-block:: c

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

       #define SPI_CHANNEL 0
       #define SPI_SPEED   1000000  // 1 MHz
       #define BtnPin      3        // WiringPi 3 = BCM GPIO22

#. Definisce una funzione `read_ADC()` per leggere dati analogici dal MCP3008.  
   Comunica tramite SPI per richiedere dati da un dato canale (0–7) e interpreta la risposta per ottenere un risultato ADC a 10 bit.

   .. code-block:: c

       int read_ADC(int channel) {
           if (channel < 0 || channel > 7) return -1;

           unsigned char buffer[3];
           buffer[0] = 1;
           buffer[1] = (8 + channel) << 4;
           buffer[2] = 0;

           wiringPiSPIDataRW(SPI_CHANNEL, buffer, 3);

           int result = ((buffer[1] & 0x03) << 8) | buffer[2];
           return result;
       }

#. La funzione principale inizializza le interfacce WiringPi e SPI, configura il pin del pulsante del joystick e legge continuamente i valori del joystick, stampandoli sulla console.

   .. code-block:: c

       int main(void) {
           if (wiringPiSetup() == -1) {
               printf("Inizializzazione WiringPi fallita!\n");
               return 1;
           }

           if (wiringPiSPISetup(SPI_CHANNEL, SPI_SPEED) == -1) {
               printf("Configurazione SPI fallita!\n");
               return 1;
           }

           pinMode(BtnPin, INPUT);
           pullUpDnControl(BtnPin, PUD_UP);

           while (1) {
               int x_val = read_ADC(0);     // VRX su CH0
               int y_val = read_ADC(1);     // VRY su CH1
               int btn_val = digitalRead(BtnPin);  // SW su GPIO22

               printf("x = %d, y = %d, btn = %d\n", x_val, y_val, btn_val);
               delay(100);
           }

           return 0;
       }