【树莓派】实验14-PS2游戏手柄摇杆

本次实验还是需要用到PCF8591模数转换器，莫非它要取代双色LED成为新的常驻嘉宾吗？

本次实验是摇杆实验。这个玩意可以用于操控机器人或者是树莓派的遥控小车。当然，生活中最常见的用途还是在游戏手柄上。不知道你打不打游戏，有没有用过手柄玩游戏呢？

本人有一个游戏手柄，玩3a还是挺爽的，哈哈

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1.实验器材

• 树莓派开发板
• 40p软排线+T型转接板+面包板
• PS2手柄模块
• PCF8591模数转换器模块（实验12）
• 一些跳线
• 一个一字螺丝刀

2.实验原理

手柄模块通过以90度角安装两个电位计来判断当前的X值和Y值，从而计算出手柄的方向。再加上一个按钮，来判断手柄被按下（也就是游戏手柄上的L3和R3键的原理）

处于静止位置时，此模块从X和Y产生约2.5V的输出。移动操纵杆将导致输出在0v到5V之间变化，具体取决于其方向。如果将此模块连接到微控制器，则可能会在其静止位置读取大约512的值(由于弹簧和机构的微小误差而引起的细微变化)。移动操纵杆时，应该看到该值从0变为到1023，具体取决于其位置。

该模块有两个模拟输出(对应X和Y坐标)和一个数字输出，表示是否在Z轴上按下。

在本实验中，我们将引脚X和Y连接到PCF8591A/D转换器的模拟输入端口，以便将模拟量转换为数字量。然后在树莓派上编程以检测操纵杆的移动方向

2.1电路图

2.2接线图

树莓派	T型转接板	PCF8591
SDA	SDA	SDA
SCL	SCL	SCL
5V	5V	VCC
GND	GND	GND

PS2手柄模块	T型转接板	PCF8591
VRY	*	AIN 0
VRX	*	AIN 1
SW	*	ANI 2
5V	5V	5V
GND	GND	GND

这个是我的接线图，其实可以直接用双母头跳线直接连接PCF8591和手柄模块，不过还是借助了T型转接板来连接二者。

3.效果演示

3.1代码示例

//PS2操作杆实验
#include <stdio.h>
#include <wiringPi.h>
#include <pcf8591.h>

#define makerobo_PCF       120   // 基础管脚120
#define uchar	unsigned char

int pcf_AIN0 = makerobo_PCF + 0; // AIN0 端口
int pcf_AIN1 = makerobo_PCF + 1; // AIN1 端口
int pcf_AIN2 = makerobo_PCF + 2; // AIN2 端口

// 方向状态信息
 char *state[7] = {"home", "up", "down", "left", "right", "pressed"};

// 方向判断函数
int makerobo_direction(){
	int ain_x, ain_y, ain_b;       // X方向，Y方向，B 是否按下
	int makerobo_tmp=0;            // 状态值
	ain_x = analogRead(pcf_AIN1);  // X为AIN1端口
	ain_y = analogRead(pcf_AIN0);  // Y为AIN0端口
	ain_b = analogRead(pcf_AIN2);  // B按下为AIN2端口
	
	if (ain_y <= 30)
		makerobo_tmp = 1;		// up
	if (ain_y >= 225)
		makerobo_tmp = 2;		// down
	
	if (ain_x >= 225)
		makerobo_tmp = 4;		// left
	if (ain_x <= 30)
		makerobo_tmp = 3;		// right

	if (ain_b == 0)
		makerobo_tmp = 5;		// button 按下
	if (ain_x-125<15 && ain_x-125>-15 && ain_y-125<15 && ain_y-125>-15 && ain_b >= 60)
		makerobo_tmp = 0;		// home 位置
	
	return makerobo_tmp;
}

// 主函数
int main (void)
{
	int makerobo_tmp=0;       // 当前值
	int makerobo_status = 0;  // 状态值
	wiringPiSetup ();
	// 在基本引脚120上设置pcf8591，地址0x48
	pcf8591Setup (makerobo_PCF, 0x48);
	// 无线循环
	while(1) 
	{
		makerobo_tmp = makerobo_direction(); // 调用方向判断函数
		if (makerobo_tmp != makerobo_status) // 判断状态是否发生改变
		{
			printf("%s\n", state[makerobo_tmp]); // 打印出方向位
			makerobo_status = makerobo_tmp;      
            // 把当前状态赋给状态值，以防止同一状态多次打印
		}
	}
	return 0 ;
}

这部分比较好理解，代码也很直观。只有home位置需要我们单独进行计算（即手柄处于正中心区域且没有按下的情况，才是home的情况）

3.2效果翻车

不过轮到实际测试的时候，翻大车了。在我还没有动摇杆的时候，它就会显示出左和按钮被按下的提示。我尝试修改代码来修复这个错误，发现并不可行

于是我直接把代码给注释掉，加了一个打印X\Y\B当前值的代码

结果呢，在我没动摇杆的时候，打印出来的X和Y都是乱七八糟的。只有按下摇杆的B=0可以被正常检测到，其他的方位啥的都是毫无反应。

直接给这个模块下达了死亡通知书，拜拜了您嘞！

结语

通过学习这个模块的代码，可以看到实际上一些零部件的基本原理并不是非常难掌握。不过你想把一个摇杆变成一个完整的游戏手柄，那就需要更复杂的控制代码和手柄的内部芯片来转义这些数字值了。

有什么问题的话，可以在评论区提出呢

还是有所收获的，要是摇杆没坏就好了