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一、双轴按键PS2摇杆简介
我们首先来看一下双轴按键PS2摇杆长什么样子
该模块有两种输出，X轴和Y轴以模拟信号（电压）的形式输出，Z轴以数字信号（高低电平）的形式输出。其中各个引脚的作用如下
- GND —— 地
-
+5V
该引脚为电源正级，可以接+5V，其实也可以接3.3V。这边建议接3.3V。其实接5V和3.3V的区别在于X、Y轴模拟输出的电压范围不同，接5V时X、Y轴电压输出范围为0到5V，接3.3V时，X、Y轴电压输出范围为0到3.3V。建议接3.3V的原因首先是接3.3V不影响模块的正常使用，其次X、Y轴输出的电压我们可以直接利用ADC采集，无需再经过处理之后再读取。 -
VRX
X轴模拟输出引脚，输出电压范围取决于+5V引脚接的电压。 -
VRY
Y轴模拟输出引脚，输出电压范围取决于+5V引脚接的电压。 -
SW
Z轴数字输出引脚，正常未按下为1（高电平），按下为0（低电平）。
二、用途简介
我们对模块有了基本的了解之后，可以想一下它有什么用途。假设你想做一辆麦克纳姆轮遥控车，这个模块就可以用来左摇控摇杆。比如我们检测摇杆的前推和后推来控制遥控车的前进和后退，检测摇杆的左推和右推来控制遥控车向左平移和向右平移，检测摇杆向左上和右上推来控制遥控车的斜向左上和斜向右上平移，检测摇杆向左下和右下推来控制遥控车向左下和右下平移。Z轴实际相当于一个按键，我们可以用它来控制车灯或者控制喇叭。
当然除了做遥控车车的遥控器外，他也有其他用途，这里就不再赘述了。
三、程序设计思路
在进行程序设计之前，我们先整理一下思路。
-
X轴、Y轴检测
通过上面的介绍我们知道，X轴和Y轴输出的是模拟电压，因此我们可以利用ADC来读取电压值，根据获取到的电压值来判断姿态，当然也可以直接读取AD值做判断。 -
Z轴检测
Z轴实际就相当于一端接地的按键，我们可以直接用按键检测的方法来设计程序，对于按键检测还有疑问的友友可以看一下博主STM32速成笔记专栏中的按键检测介绍。
特别提醒，通常我们买来的双轴按键PS2摇杆，上图中的R1位置的电阻是没有焊上的，实际该电阻是一个上拉电阻，如果我们没有焊的话是无法进行Z轴检测的。如果我们需要进行Z轴检测，我们需要在R1的位置焊上一个10KΩ电阻。
四、程序设计
有了上面的基础，我们把R1位置焊上电阻后，开始我们那的程序设计。我们这里使用STM32F103C8T6为主控，给出我们的详细程序设计。
4.1 PS2引脚初始化
我们这里使用STM32F103C8T6的PA0、PA1、PA2来分别检测X轴、Y轴和Z轴。首先我们初始化用到的引脚，程序设计如下
/*
*==============================================================================
*函数名称：Drv_Ps2_Gpio_Init
*函数功能：初始化PS2遥杆引脚
*输入参数：
*返回值：无
*备 注：无
*==============================================================================
*/
void Drv_Ps2_Gpio_Init (void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; // 定义结构体
// 开启时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);
// X轴检测引脚
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN; // 模拟输入
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
// Y轴检测引脚
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN; // 模拟输入
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
// Z轴检测引脚
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU; // 输入上拉
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
}
PA0和PA1需要用ADC来采集X轴和Y轴输出的模拟电压，所以初始化时选择初始化为模拟输入模式，PA2直接检测Z轴的数字输出，由于Z轴相当于一段接地的按键，所以我们初始化PA2时选择输入上拉模式。
4.2 初始化ADC
对于ADC不太了解的友友可以到博主的STM32速成笔记ADC查看。这里初始化ADC1的通道0和通道1，分别对用PA0和PA1引脚。ADC初始化程序如下
/*
*==============================================================================
*函数名称：ADC1_Init
*函数功能：初始化ADCx
*输入参数：无
*返回值：无
*备 注：无
*==============================================================================
*/
void ADC1_Init(void)
{
// 结构体定义
ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;
// 开启时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1,ENABLE);
// 设置ADC分频因子6 72M/6=12,ADC最大时间不能超过14M
RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6);
// 规则通道配置
ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_0, 0, ADC_SampleTime_239Cycles5);
ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_1, 0, ADC_SampleTime_239Cycles5);
// ADC参数配置
ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent; // 独立模式
ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE; // 非扫描模式
ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE; // 关闭连续转换
ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None; // 禁止触发检测，使用软件触发
ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right; // 右对齐
ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 1; // 1个转换在规则序列中 也就是只转换规则序列1
ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure); // ADC初始化
ADC_Cmd(ADC1, ENABLE); // 开启AD转换器
// ADC校准
ADC_ResetCalibration(ADC1); // 重置指定的ADC的校准寄存器
while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1)); // 获取ADC重置校准寄存器的状态
ADC_StartCalibration(ADC1); // 开始指定ADC的校准状态
while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1)); // 获取指定ADC的校准程序
ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE); // 使能或者失能指定的ADC的软件转换启动功能
}
4.3 获取AD值
我们这里使用AD值来对X轴和Y轴的姿态进行判断，不再将AD值转化成电压，获取AD值的程序设计如下
/*
*==============================================================================
*函数名称：Get_ADC_Value
*函数功能：读取某一规则通道AD值
*输入参数：ch：规则通道ADC_Channel_x；times：读取次数
*返回值：无
*备 注：该函数配置好后，返回的结果是N次后的平均值
*==============================================================================
*/
u16 Get_ADC_Value(u8 ch,u8 times)
{
u32 temp_val = 0;
u8 t;
// 设置指定ADC的规则组通道，一个序列，采样时间
// ADC1,ADC通道,239.5个周期,提高采样时间可以提高精确度
ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ch, 1, ADC_SampleTime_239Cycles5);
for(t=0;t<times;t++)
{
ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE); // 使能指定的ADC1的软件转换启动功能
while(!ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_EOC )); // 等待转换结束
temp_val+=ADC_GetConversionValue(ADC1);
delay_ms(5);
}
return temp_val/times;
}
4.4 摇杆姿态扫描函数
我们利用按键扫描的程序设计思路来设计一个摇杆自讨扫描函数，也就是设计一个函数，根据不同姿态返回不同的值，我们首先对返回值进行宏定义
// 摇杆扫描返回值定义
#define XLEFT 1 // X轴左推
#define XRIGHT 2 // X轴右推
#define YBEFORE 3 // Y轴前推
#define YAFTER 4 // Y轴后推
#define TOPLEFT 5 // 斜向左上推
#define TOPRIGHT 6 // 斜向右上推
#define LOWLEFT 7 // 斜向左下推
#define LOWRIGHT 8 // 斜向右下推
#define ZDOWN 9 // Z轴按下
接下来我们设计摇杆姿态扫描函数
/*
*==============================================================================
*函数名称：Med_Ps2_Scan
*函数功能：检测摇杆状态
*输入参数：无
*返回值：摇杆姿态值，具体对应关系可见.h文件
*备 注：无
*==============================================================================
*/
u8 Med_Ps2_Scan (void)
{
u16 xValue = 0; // X轴电压值
u16 yValue = 0; // Y轴电压值
xValue = Get_ADC_Value(0,1); // 获取X轴AD值
yValue = Get_ADC_Value(1,1); // 获取Y轴AD值
// X轴右推
if (xValue >= 3600 && (yValue >= 1800 && yValue <= 2200))
{
return XRIGHT;
}
// X轴左推
if (xValue <= 600 && (yValue >= 1800 && yValue <= 2200))
{
return XLEFT;
}
// Y轴前推
if (yValue <= 600 && (xValue >= 1800 && xValue <= 2200))
{
return YBEFORE;
}
// Y轴后推
if (yValue >= 3600 && (xValue >= 1800 && xValue <= 2200))
{
return YAFTER;
}
// 斜向右上推
if (xValue >= 3600 && yValue <= 600)
{
return TOPRIGHT;
}
// 斜向右下推
if (xValue >= 3600 && yValue >= 3600)
{
return LOWRIGHT;
}
// 斜向左上推
if (xValue <= 600 && yValue <= 600)
{
return TOPLEFT;
}
// 斜向左下推
if (xValue <= 600 && yValue >= 3600)
{
return LOWLEFT;
}
// Z轴按下
if (ZVALUE == 0)
{
delay_ms(10); // 延时10ms消抖
if (ZVALUE == 0)
{
while (!ZVALUE); // 松手检测
return ZDOWN;
}
}
return 0;
}
程序设计中的判断范围是博主测试出来的，大概设置了一个范围，如果你觉得不太合适，可以自行修改。
五、效果展示
下面我们来测试一下上面的程序，首先编写一段main函数，添加串口输出，方便我们观察。
int main(void)
{
u8 ps2Value = 0; // 摇杆姿态值
Med_Mcu_Iint(); // 系统初始化
while(1)
{
ps2Value = Med_Ps2_Scan(); // 摇杆扫描
if (ps2Value == XRIGHT)
{
printf ("X轴右推！\r\n");
printf ("\r\n");
}
if (ps2Value == XLEFT)
{
printf ("X轴左推！\r\n");
printf ("\r\n");
}
if (ps2Value == YBEFORE)
{
printf ("Y轴前推！\r\n");
printf ("\r\n");
}
if (ps2Value == YAFTER)
{
printf ("Y轴后推！\r\n");
printf ("\r\n");
}
if (ps2Value == TOPRIGHT)
{
printf ("斜向右上推！\r\n");
printf ("\r\n");
}
if (ps2Value == LOWRIGHT)
{
printf ("斜向右下推！\r\n");
printf ("\r\n");
}
if (ps2Value == TOPLEFT)
{
printf ("斜向左上推！\r\n");
printf ("\r\n");
}
if (ps2Value == LOWLEFT)
{
printf ("斜向左下推！\r\n");
printf ("\r\n");
}
if (ps2Value == ZDOWN)
{
printf ("Z轴按下！\r\n");
printf ("\r\n");
}
}
}
将程序烧录到STM32F103C8T6，打开串口助手，我们来看一下效果。文章来源：https://www.toymoban.com/news/detail-835978.html
文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-835978.html
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