STM32与PS2的无线通信和相关函数介绍
2024-08-27 23:26:16
PS2采用SPI通信协议
接收器接口
- DI：手柄->主机，时钟的下降沿传送信号，信号的读取在时钟由髙到低的变化过程中完成
- DO：主机->手柄，同步传送于时钟的下降沿
- 空端口
- GND
- VDD：3~5V
- CS：低电平被选中
- CLK
- 空端口
- ACK：一般不用
时钟频率
250Khz ~ 4us
数据不稳定可以适当增加频率
通信流程
- 拉低 CS 线电平，并发出一个命令“0x01”
- 手柄会回复它的 ID “0x41=绿灯模式， 0x73=红灯模式”
- 手柄发送 ID 的同时，单片机将传送0x42，请求数据
- 手柄发送出 0x5A， 告诉单片机“数据来了”
下面是数据意义对照表，其中idle表示空闲
顺序3~8的解析
- 按键按下时为0，未按下为1
红灯模式和绿灯模式
- 红灯模式：左右摇杆发送模拟值， 0x00〜OxFF 之间，且摇杆按下的键值 L3、 R3 有效
ID = 0x73 - 绿灯模式：左右摇杆模拟值为无效，推到极限时，对应发送 UP、 RIGHT、 DOWN、LEFT、△、 〇、 X、 □
按键 L3、 R3 无效
ID = 0x41
连接使用说明
- 接收器和单片机共用一个电源
- 自动配对
- 未配对的情况下，两边的灯都会不停的闪
- 灯常亮则配对成功
- 在一定时间内未搜索到接收器，手柄将进入待机模式
- 待机模式下手柄的灯将灭掉，可以通过“START” 键，唤醒手柄。
- 按键 “MODE” （“ANALOG”） ， 可以选择红灯模式和绿灯模式
pstwo.c部分函数详解
void PS2_Init(void)
初始化GPIO接口
- 接口配置
- DI->PB12
- DO->PB13
- CS->PB14
- CLK->PB15
void PS2_Init(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
//使能PORTB时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);
//配置 PB13 PB14 PB15 为 通用推挽输出，速度为50mMhz
GPIO_InitStruct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP;
GPIO_InitStruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_13|GPIO_Pin_14|GPIO_Pin_15;
GPIO_InitStruct.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);
//配置 PB12 为 下拉输入模式
GPIO_InitStruct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IPD;
GPIO_InitStruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_12;
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);
}
void PS2_Cmd(u8 CMD)
发送数据给PS2的同时接收PS2的数据
- 涉及到的头文件
#define DI PBin(12) //PB12 输入
#define DO_H PBout(13)=1 //命令位高
#define DO_L PBout(13)=0 //命令位低
#define CLK_H PBout(15)=1 //时钟拉高
#define CLK_L PBout(15)=0 //时钟拉低
- 涉及到的全局变量
//数据存储数组
u8 Data[9]={0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00};
void PS2_Cmd(u8 CMD)
{
volatile u16 ref=0x01;
//重置数据
Data[1] = 0;
for(ref=0x01;ref<0x0100;ref<<=1)
{
//检测是否有指令需要发送，有指令则拉高电平
if(ref&CMD) DO_H;
else DO_L;
//先拉高时钟线电平，然后降低，然后再拉高，从而同步发送与接收数据
CLK_H;
DELAY_TIME;
CLK_L;
DELAY_TIME;
CLK_H;
//若接受到数据，则在对应数据位写1
if(DI)
Data[1] = ref|Data[1];
}
//发送完八位数据之后延时一段时间
delay_us(16);
}
- ref由0x00000001(8bit)变成0x10000000（8bit），模拟从低位开始的串行通信
- 时钟电平每次出现一次下降沿，DO_H、DO_L同时发送一bit数据
void PS2_ReadData(void)
读取手柄数据
- 涉及到的头文件
#define DI PBin(12) //PB12 输入
#define DO_H PBout(13)=1 //命令位高
#define DO_L PBout(13)=0 //命令位低
#define CS_H PBout(14)=1 //CS拉高
#define CS_L PBout(14)=0 //CS拉低
#define CLK_H PBout(15)=1 //时钟拉高
#define CLK_L PBout(15)=0 //时钟拉低
- 涉及到的全局变量
//数据存储数组
u8 Data[9]={0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00};
//用于存储两个命令，分别是开始命令和请求数据命令
u8 Comd[2]={0x01,0x42};
void PS2_ReadData(void)
{
volatile u8 byte=0;
volatile u16 ref=0x01;
//片选线拉低电平以选中接收器
CS_L;
//发送请求命令和请求数据命令
PS2_Cmd(Comd[0]);
PS2_Cmd(Comd[1]);
//依次读取数组Data的后七个位置
for(byte=2;byte<9;byte++)
{
//将数据写入Data的后七个位置
for(ref=0x01;ref<0x100;ref<<=1)
{
CLK_H;
DELAY_TIME;
CLK_L;
DELAY_TIME;
CLK_H;
if(DI)
Data[byte] = ref|Data[byte];
}
//每发送完八位数据之后延时一段时间
delay_us(16);
}
//拉高片选线电平结束通信
CS_H;
}
- Data[1]用于存储每次执行PS2_Cmd函数时DI返回的信号数据了
剩下的Data[2]~Data[9]共7个位置就用来存储需要返回单片机处理的有效数据了 - 如果没有进行任何操作，则Data的后7个位置的每一个位都会被写入1
u8 PS2_RedLight(void)
判断是否为红灯模式，return0则为红灯模式
红灯的ID为“0x73”，绿灯的ID为“0x41”
- 涉及到的头文件
#define CS_H PBout(14)=1 //CS拉高
#define CS_L PBout(14)=0 //CS拉低
- 涉及到的全局变量
//数据存储数组
u8 Data[9]={0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00};
//用于存储两个命令，分别是开始命令和请求数据命令
u8 Comd[2]={0x01,0x42};
u8 PS2_RedLight(void)
{
CS_L;
PS2_Cmd(Comd[0]);
PS2_Cmd(Comd[1]);
CS_H;
//判断是否是红灯模式的ID
if( Data[1] == 0X73) return 0 ;
else return 1;
}
- 在发送comd[2]，也就是0x42的同时，DI会用8次循环将ID的每一位返回到Data[1]中
- Data[1] = 0x73，也就是等于红灯模式的ID，则return0，否则return1
void PS2_ClearData()
重置Data数组的所有位
void PS2_ClearData()
{
u8 a;
for(a=0;a<9;a++)
Data[a]=0x00;
}
u8 PS2_DataKey()
返回按键的对应键值 ，键值用按键名的宏去定义
按键按下为0，未按下为1
- 涉及到的全局变量
//用于储存按键值
u16 Handkey;
//数据存储数组
u8 Data[9]={0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00};
u16 MASK[]={
PSB_SELECT,
PSB_L3,
PSB_R3 ,
PSB_START,
PSB_PAD_UP,
PSB_PAD_RIGHT,
PSB_PAD_DOWN,
PSB_PAD_LEFT,
PSB_L2,
PSB_R2,
PSB_L1,
PSB_R1 ,
PSB_GREEN,
PSB_RED,
PSB_BLUE,
PSB_PINK
};
- 涉及到的头文件声明
//PS2按键键值的宏定义
#define PSB_SELECT 1
#define PSB_L3 2
#define PSB_R3 3
#define PSB_START 4
#define PSB_PAD_UP 5
#define PSB_PAD_RIGHT 6
#define PSB_PAD_DOWN 7
#define PSB_PAD_LEFT 8
#define PSB_L2 9
#define PSB_R2 10
#define PSB_L1 11
#define PSB_R1 12
#define PSB_GREEN 13
#define PSB_RED 14
#define PSB_BLUE 15
#define PSB_PINK 16
#define PSB_TRIANGLE 13
#define PSB_CIRCLE 14
#define PSB_CROSS 15
#define PSB_SQUARE 16
u8 PS2_DataKey()
{
u8 index;
PS2_ClearData();
PS2_ReadData();
//将所有按键对应的位整合成一个16bit的数据
Handkey=(Data[4]<<8)|Data[3];
for(index=0;index<16;index++)
{
//遍历这个16bit的数据，并返回被按下按键的值，按键的值被宏定义
if((Handkey&(1<<(MASK[index]-1)))==0)
return index+1;
}
return 0;
}
- 遍历Handkey，返回按键对应的键值的逻辑如下：
- 首先我们知道按键被按下时会朝对应的数据位写入0，没被按下则写入1
- 我们想要检测被写入0的位置
- 而任何数&=0都会被清0
- 所以可以用 1&按键名在Handkey中对应位 并判断结果是否为0，从而判断按键是否被按下
- 所以将1左移到与Handkey中的按键名的对应位 对齐，进行&操作
- 由于1左移后其他位都为0，所以&了以后其他位都是0，所以整个数字是否为0就取决于按键名在Handkey中的对应位是否为0
- 接下来就是设定好1左移的量为（Mask[index] - 1）
u8 PS2_AnologData(u8 button)
返回摇杆的状态数值
u8 PS2_AnologData(u8 button)
{
return Data[button];
}
不同的button的值所读取的数据：
- 5：右边摇杆的X方向
- 6：右边摇杆的Y方向
- 7：左边摇杆的X方向
- 8：左边摇杆的Y方向
返回的摇杆的模拟值在0~255之间
x方向最左边为0，最右边为255
y方向最上方为0，最右边为255
void PS2_SetInit(void)
手柄配置初始化
void PS2_SetInit(void)
{
PS2_ShortPoll();
PS2_ShortPoll();
PS2_ShortPoll();
PS2_EnterConfing(); //进入配置模式
PS2_TurnOnAnalogMode(); //“红绿灯”配置模式，并选择是否保存
//PS2_VibrationMode(); //开启震动模式
PS2_ExitConfing(); //完成并保存配置
}
- 主函数里要写在PS_Init( )之后
void PS2_TurnOnAnalogMode(void)
设置发送模式
void PS2_TurnOnAnalogMode(void)
{
CS_L;
PS2_Cmd(0x01); //设置成0x01为红灯模式，0x00为绿灯模式
PS2_Cmd(0x44);
PS2_Cmd(0X00);
PS2_Cmd(0x01);
PS2_Cmd(0x03); //Ox03锁存设置，即不可通过按键“MODE”设置模式。
//0xEE不锁存软件设置，可通过按键“MODE”设置模式。
PS2_Cmd(0X00);
PS2_Cmd(0X00);
PS2_Cmd(0X00);
PS2_Cmd(0X00);
CS_H;
delay_us(16);
}
- 参考：
- ps2解码通讯手册V1.5.pdf
- 对PS2遥控手柄与stm32单片机通信的理解（结合平衡小车之家的说明和程序）_Catherine Pro的博客-CSDN博客
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