XYZ Hobby Robot-Kurs AVR-GCC Gamepad od PlayStation.pdf

1 Z 4

Artykuł pochodzi ze strony XYZ HOBBY ROBOT ( xyz.isgreat.org )

Kurs AVR-GCC. Gamepad od Sony PlayStation

16.10.11 ABXYZ

Zwykle na płytkach startowych, przeznaczonych do nauki

programowania różnych typów mikrokontrolerów, wlutowuje się dwa,

trzy lub cztery przyciski. Spotyka się również płytki z klawiaturą

zrobioną z przycisków wlutowanych w kilu rzędach. Jest to wygodne,

gdyż można uruchamiać proste programikiprzykłady. Jednak obsługa

w programie wielu przycisków okazuje się nieco uciążliwa, a

dodatkowo występuje problem drgania styków przycisków. Zamiast

walczyć z przyciskami polecam podłączyć do płytki gamepad od

konsoli Sony PlayStation2, w ten sposób temat przycisków zostanie w

prosty i elegancki sposób rozwiązany.

Na fotografii poniżej wydać gamepad do PS2, który kosztował jakieś

tam kilkanaście zł. Nie jest to oryginalny pad PlayStation, ale za to

ma "bajerancką" obudowę z przezroczystego tworzywa i jest

podświetlany niebieskimi diodami LED. Jest to tzw. "analogowy" pad,

obok czternastu przycisków posiada dodatkowo dwie gałki(

analogowe "dżojstiki"). Wcześniejsze model "cyfrowe" miały jedynie

przyciski. Odczytywać można nie tylko które z przycisków gamepada

zostały wciśnięte, ale też siłę nacisku na przyciski. Pad posiada

również dwa silniki z niesymetrycznymi ciężarkami na osi do

generowania wibracji; wibracje mogą na przykład zastąpić dźwięk

brzęczyka. Możemy sterować prędkością silnika z większym

ciężarkiem, drugi silnik, z mniejszym ciężarkiem można tylko włączać

i wyłączać. A to jeszcze nie wszystko, bo dostępne są również

bezprzewodowe wersje pada dla playstation2, w cenie już od ok 20zł.

Bardzo łatwo można zrealizować radiowe sterowanie na odległość

kilku metrów.

Fot. 1. Gamepad do konsoli playstation 2 . Do wykorzystania 14 przycisków z możliwością

odczytu siły nacisku, dwa dżojstiki analogowe, dwa silniki do generowania wibracji.

Gamepad playstation wyposażony jest w szeregowy interfejs,

możemy go wprost podłączyć do sprzętowego interfejsu SPI AVRa.

Wtyk na końcu przewodu pada ma dziewięć wyprowadzeń:

2 Z 4

Rys. 1. Wtyk złącza gamepada playstation

Pin Oznaczenie i kolor

przewodu

Opis

DATA

Tą linią kontroler przesyła dane do

playstation

CMD

Linią plastation przesyła komendy do

kontrolera

MOTOR

Zasilanie silników generujących wibracje

pada 79V

GND

Masa

VCC

Zasilanie 3.35V

ATT

Niskim stanem niskim na tej linii

playstation sygnalizuje rozpoczęcie

transmisji

CLK

Sygnał zegara, taktujący dane na liniach

DATA i CMD, generowany przez playstation

NC.

Nie podłączony

ACK Pad potwierdza odbiór jednego bajtu

danych ustawiając tę linię w stan niski

Tab. 1. Opis wyprowadzeń złącza gamepada playstation

Konsola playstation rozpoczyna komunikację z padem ustawiając na

linii ATT stan niski. Transmisja danych odbywa się jednocześnie

w dwóch kierunkach. Linią CMD playstation przesyła komendy do

pada, jednocześnie linią DATA gamepad przesyła do playstation

informacje o stanie przycisków. Na linii CLK playstation generuje

sygnał zegara taktujący dane na obu liniach danych CMD i DATA.

Normalnym stanem początkowym sygnału zegara to stan wysoki.

Próbkowanie linii danych (CMD i DATA) następuje po narastającym

zboczu sygnału CLK. Dodatkowo gamepad potwierdza odebranie

kolejnych bajtów danych ustawieniem linii ACK w stan niski(

z wyjątkiem ostatniego bajtu). Bity w bajcie przesyłane są

w kolejności od najmłodszego do najstarszego.

Poniżej wkleiłem funkcję "pad_byte", która wysyła/odbiera jeden bajt

z/do gamepada.

unsigned char pad_byte

( unsigned char byte

)

{

unsigned char i

= 0

;

for

= 0

; i

< 8

; i++,

++, byte>>=

>>= 1

)

{

CLK_CLR

;

(byte

& 0x01

) CMD_SET

; else CMD_CLR

;

CLK_SET

;

r>>=

>>= 1

;

(DATA_IN

) r|=

|= 0x80

;

}

CMD_SET

;

_delay_us

( 20 );

));

return r

;

}

++,

>>=

||=

);

3 Z 4

Listing 1. Funkcja wysyłająca/odbierająca jeden bajt do/z gamepada

Możemy również przyłączyć pad poprzez sprzętowy interfejs SPI

AVRa, poniżej mamy drugą wersję funkcji "pad_byte", która właśnie

wykorzystuje sprzętowy SPI mikrokontrolera atmega.

// Konfiguracja SPI AVRa

SPCR =(

=( 1 <<

<<SPE)|(

)|( 1 <<

<<MSTR

) // Włącza SPI AVRa w trybie MASTER

|( 1 <<

<<DORD

) // LSB wysyłany pierwszy

|( 1 <<

<<CPOL

) // SCK normalnie w stanie wysokim

|( 1 <<

<<CPHA

) // Próbkowanie po wznoszącym zboczu SCK

|( 1 <<

<<SPR0)|(

)|( 1 <<

<<SPR1);

); // Częstotliwość sygnału SCK fosc/128

// Wysyła jeden bajt poprzez SPI

unsigned char pad_byte

( unsigned char byte

)

{

SPDR

= byte

;

while (!(

(!(SPSR

( 1 <<

<<SPIF)));

)));

_delay_us

( 20 );

));

return SPDR

;

}

Listing 2. Funkcja wysyłająca/odbierająca jeden bajt do/z gamepada, korzystając ze

sprzętowego interfejsu SPI mikrokontrolera atmega

Gamepad potwierdza odbiór bajtu danych ustawiając na chwilkę linię

ACK w stan niski, lecz w zamieszczonych tutaj przykładach nie będzie

to wykorzystywane, linię ACK pozostawiłem niepodłączoną.

Rozmowa mikrokontrolera z gamepadem odbywa się w następujący

sposób: Najpierw mikrokontroler ustawia linię ATT w stan niski, co

aktywuje interfejs gamepada. Dalej, wywołując wielokrotnie funkcję

"pad_byte", mikrokontroler wysyła do gamepada ciąg bajtów

zawierający zakodowaną komendę wraz z parametrami. Jednocześnie

wielokrotnie wywoływana funkcja "pad_byte" zwraca ciąg bajtów

odczytany z gamepada, który zawiera na przykład informację o stanie

przycisków i dżojstików analogowych.

Przykładowo, żeby odczytać stan przycisków gamepada i stopień

wychylenia drążka dżojstików analogowych wyślemy do gamepada

dziewięć bajtów zawierających komendę: 0x42"Controller poll", jak

w tablicy poniżej. Opis pozostałych komend gamepada playstation2

znaleźć można w dokumencie Playstation 2 controller protocol notes

Nr Bajt wysþany Bajt odebrany

1 0x01 0x0xff

2 0x42 0x73

3 0x00 0x5A

4 0x00 dane

5 0x00 dane

6 0x00 dane

7 0x00 dane

8 0x00 dane

9 0x00 dane

Tab. 2. Ciąg bajtów wysyłanych/odebranych do/z gamepada. Wysyłany bajt 0x42 to kod

komendy "Controller poll"

Odczytane z gamepada bajty numer 4 i 5 zawierają informacje

o stanie przycisków, wartość bitu 0 oznacza, że przycisk jest

wciśnięty; a bajty numer 6..9 zawierają informację o stopniu

wychylenia gałek dżojstików analogowych.

==(

<<<

)|(

<<<

||(

<<<

||(

<<<

||(

<<<

||(

<<<

)|(

<<<

));

(!(

<<<

);

4 Z 4

Bit 0

Bit

Bit 3 Bit 4 Bit 5 Bit 6 Bit 7

Bajt

nr 4

SELECT START UP RIGHT DOWN LEFT

Bajt

nr 5

L2 R2 L1 R1 trójkąt kółko krzyżyk kwadrat

Bajt

nr 6

dżojstik prawy, wychylenie w kierunku lewoprawo, 0x00

max. w lewo, 0xffmax. w prawo

Bajt

nr 7

dżojstik prawy, wychylenie w kierunku góradół, 0x00 max.

w górę, 0xffmax. w dół

Bajt

nr 8

dżojstik lewy, wychylenie w kierunku lewoprawo, 0x00 max.

w lewo, 0xffmax. w prawo

dżojstik lewy, wychylenie w kierunku góradół, 0x00 max. w

górę, 0xffmax. w dół

Tab. 3. Odczytane z gamepada bajty numer 4 i 5 zawierają informacje o stanie przycisków;

bajty numer 6..9 zawierają informację o stopniu wychylenia gałek dżojstików analogowych.

Przykþadowy programik

Przykładowy program był testowany na mikrokontrolerze atmega

z częstotliwością pracy 8MHz. Obok gamepada ps2, dołączyłem do

portów we/wy AVRa osiem diod LED i cztery przełączniki. Z użyciem

przełączników wybieramy który numer bajtu (19) ma być pokazany

na ośmiu diodach LED.

Katalog z plikami projektu można pobrać klikając w link ps2_pad.zip .

Na zakończenie podpowiem jeszcze, że ,aby uzyskać informacje

o stopniu siły nacisku na przyciski, a i mieć możliwość sterowania

silnikami wibracji, potrzeba wcześniej te funkcje aktywować,

wysyłając jednorazowo kilka komend konfiguracyjnych. Wszytko na

ten temat można znaleźć w dokumencie: Playstation 2 controller

protocol notes

16.10.11 ABXYZ

Bajt

nr 9

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: