【雕爷学编程】Arduino动手做（120）---游戏摇杆扩展板

37款传感器与执行器的提法，在网络上广泛流传，其实Arduino能够兼容的传感器模块肯定是不止这37种的。鉴于本人手头积累了一些传感器和执行器模块，依照实践出真知（一定要动手做）的理念，以学习和交流为目的，这里准备逐一动手尝试系列实验，不管成功（程序走通）与否，都会记录下来—小小的进步或是搞不掂的问题，希望能够抛砖引玉。

【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）
实验一百二十：JoyStick Shield PS2游戏摇杆扩展板 模拟键盘鼠标功能 大摇杆模块

在这里插入图片描述
双轴摇杆参数
一、MECHANICAL CHARACTERISTIC 机械特性
1、Operating force of lever 摇杆作动力 ：120±70 gf
2、Operating angle 操作角度：26° Max

二、ELECTRICAL CHARACTERISTIC 电气特性
1、Rating power 额定功率：0.0125W
2、Maximum operating voltage最高使用电压：AC 50V DC 5V
3、Voltage divider error 分压误差：44%～56%
4、Insulation resistance 绝缘阻抗：100M? 1 Minute at DC 250V
5、Dielectric voltage 耐电压：1 Minute at AC 250V

三、SWITCH CHARACTERISTICS 开关规格
1、Operating force 开关按压力：740±300gf
2、Contact resistance 接触阻抗：100mΩ Max
3、Rating power 额定功率：DC12V 50mA

四、ENDURANCE CHARACTERISTIC 耐久特性
1、Rotational life 旋转寿命：2000,000 cycles Min
2、Push operating life 开关按压寿命：1，000,000 cycles Min

在这里插入图片描述
摇杆工作原理
摇杆电位器在直流电路中作为电流调节使用时，将有电流通过摇杆电位器的滑动臂，此时由于阳极氧化的原因会导致电阻值异常增加。在这种情况下，建议将连接电阻体的端子接负极，滑动臂接正极。如果直流电流直接通过摇杆电位器，摇杆电位器的阳极就会受到氧化损伤，从而让摇杆电位器的阻抗变大，因此最好是将电流的负极接在跟碳膜片接触的端子上，正极接在跟刷子（摇杆电位器接触片）的端子上。摇杆电位器作为可变电阻器时，建议作调整电压的分压器使用，同时摇杆电位器的负载电阻RL应不小于摇杆电位器公称阻值RT的10倍。在稳压器中用来调节输出电压，故设计摇杆电位器应满中顺时针调节时输出电压升高，反时针调节器节时输出电压降低；在可调恒流充电器中摇杆电位器用来调节充电电流折大小，设计摇杆电位器时应满中顺时针调节时，电流增大。IC座，设计印刷板图时，在使用IC座的场合下，一定要特别注意IC座上定位槽放置的方位是否正确，并注意各个IC脚位是否正确。

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游戏摇杆扩展板技术参数：

（A）1个PS2带按钮十字摇杆，4颗圆形按钮,2个小按键。

（B）板载的开关电压可以在3.3V和5V之间切换。

（C）1个复位按键

（D）xbee/Bluetooh Bee/APC220蓝牙无线数传接口

（E）2.4G NRF24L01 RF无线数传接口

（F）Nokia 5110 LCD接口

添加nRF24L01的RF接口

添加Nokia 5110 LCD接口， 这样非常方便游戏开发。

添加蓝牙模块的接口，方便蓝牙无线串口通讯。

添加I2C通讯接口，方便I2C设备的连接

同时，JoyStick Shield 有1个PS2带按钮十字摇杆，还有4颗圆形按钮,2个小按键。为Arduino提供了摇杆和按键的输入扩展。板载开关可以在3.3V 和5V 之间切换，可以将此模块用于其它3.3V单片机平台，比如STM32。

在这里插入图片描述
游戏摇杆扩展板的使用
（A）2.4G NRF24L01使用
模板的RF SPI接口对应
IRQ–>D8;CE–>D9;CSN–>D10;MOSI -->D11;
MISO–>D12;CLK -->D13;

（B）Bluetooh蓝牙使用
模板的蓝牙接口对应 RXD–>D1(TX);TXD–>D0(RX);
注意：当蓝牙写AT命令时，把板载上APC&BT附近的拨动开关拨到“H”，表示蓝牙的KEY脚置高，或把板载上的“KEY”脚跳线到IO口，通过软件控制蓝牙的KEY。在蓝牙其他情况下，拨动开关拨到“L”。

（C）Nokia 5110 LCD使用
模板的Nokia 5110接口对应
SCE–>D13;RST–>D12;DC–>D11;MOSI–>D10;SCLK–>D9;

（D）板载的按键参考代码：
模板的按键接口对应
A–>D2;B–>D3;C–>D4;D–>D5;E–>D6;F–>D7;
X–>A0;Y–>A1;
S–>悬空（该键为摇杆的Z键，如果需要，可以跳线接入IO口）

在这里插入图片描述
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游戏摇杆扩展板的接脚配置

PS2游戏摇杆（X轴A0，Y轴A1，Z轴按键D6）

四个独立按键（D2、D3、游戏摇杆扩展板的接脚配置

PS2游戏摇杆（X轴A0，Y轴A1，Z轴按键D6）

四个独立按键（D2、D3、D4、D5）

预留扩展接口：

1个I2C接口 D4、D5）

预留扩展接口：

1个I2C接口

1个TTL串口

模拟量接口（A2-A5）

数字量接口（D8-D13）

Arduino复位按键

完全兼容Arduino UNO R3接口

摇杆X\Y轴输出为两个电位器，可以通过AD转换读出扭动角度

向下按摇杆，可以触发一路轻触开关，为数字输出

四路独立按键，数字输出，方便使用

板上标注有各个模块的端口配置，方便调试

预留了其他没有占用的端口，方便后期扩展

通过该扩展板可以制作一个遥控手柄，结合XBee模块可实现无线控制

结合Arduino Leonardo还可以模拟电脑鼠标等

在这里插入图片描述
Arduino摇杆模块提供七个按钮开关（六个独立按钮和摇杆下方的按钮）和一个带有两个电位计的拇指摇杆。这个扩展板为您的Arduino提供旧的任天堂（Nintendo）控制器上的功能。摇杆可用于控制诸如旋律或屏幕上的像素之类的输出。按钮可用于导航或游戏控制。

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Arduino实验开源代码

/*

【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）

实验一百二十：JoyStick Shield PS2游戏摇杆扩展板 模拟键盘鼠标功能 大摇杆模块

项目：摇杆扩展板测试

*/



int FirstShotX , FirstShotY;

void setup(){

  for(int i=0; i<19; i++)

  {

  pinMode(i, INPUT);

  digitalWrite(i, 1);

  }

  Serial.begin(9600);

  FirstShotX = 0;

  FirstShotY = 0;

}



void loop(){

  int i, someInt, flag = 0;

  for(i=2; i<8; i++)

  {

  someInt = digitalRead(i);

  if(someInt == 0)

  {

    flag =1;

    break;

  }

  }

  if(flag == 1)

  {  

    switch(i)

    {

    case 2: Serial.println("--------> Button A"); break;

    case 3: Serial.println("--------> Button B"); break;

    case 4: Serial.println("--------> Button C"); break;

    case 5: Serial.println("--------> Button D"); break;

    case 6: Serial.println("--------> Button E"); break;

    case 7: Serial.println("--------> Button F"); break;

    default: break;

    }

    flag=0;

  }

  int sensorValue = analogRead(A0);

  if(FirstShotX == 0)

  {

    FirstShotX = sensorValue;

    Serial.print("FirstShotX = ");

    Serial.println(FirstShotX);

  }

  Serial.print("X = ");

  Serial.println(sensorValue - FirstShotX); 

  sensorValue = analogRead(A1);

  if(FirstShotY == 0)

  {

    FirstShotY = sensorValue;

    Serial.print("FirstShotY = ");

  Serial.println(FirstShotY);

  }

  Serial.print("Y = ");

  Serial.println(sensorValue - FirstShotY);

  delay(200);

}

实验串口返回情况

在这里插入图片描述
Arduino实验开源代码之二

/*

【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）

实验一百二十：JoyStick Shield PS2游戏摇杆扩展板 模拟键盘鼠标功能 大摇杆模块

项目：摇杆扩展板测试之二

*/



char button0=7, Y=6, R=3, G=4, B=5;

void setup(void){

  pinMode(R, INPUT);    //设置口按键为输入状态，并配置上拉。

  digitalWrite(R, HIGH);

  pinMode(button0, INPUT);    

  digitalWrite(button0, HIGH);

  pinMode(G, INPUT);    

  digitalWrite(G, HIGH);  

  pinMode(B, INPUT);    

  digitalWrite(B, HIGH);

  pinMode(Y, INPUT);    

  digitalWrite(Y, HIGH);  

  Serial.begin(9600);        //设置串口通信9600波特率

}



void loop(void){

  Serial.print(analogRead(1));      //读取摇杆Y轴的值，串口显示

  Serial.print(",");

  Serial.print(analogRead(0));      //读取摇杆X轴的值，串口显示

  Serial.print(",");

  Serial.print(digitalRead(button0));  //读按键值，串口显示

  Serial.print(digitalRead(R));  

  Serial.print(digitalRead(G));  

  Serial.print(digitalRead(B));

  Serial.println(digitalRead(Y));    

  delay(100);  //100ms刷新一次

}

实验串口返回情况

在这里插入图片描述
Arduino实验开源代码之三

/*

【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）

实验一百二十：JoyStick Shield PS2游戏摇杆扩展板 模拟键盘鼠标功能 大摇杆模块

项目：摇杆扩展板测试之三

*/



char K=8 ,A=2, B=3, C=4, D=5, E=6,F=7;

void setup(void){

  pinMode(K, INPUT);    

  digitalWrite(K, HIGH);

  pinMode(A, INPUT);    //设置口按键为输入状态，并配置上拉。

  digitalWrite(A, HIGH);

  pinMode(B, INPUT);    

  digitalWrite(B, HIGH);

  pinMode(C, INPUT);    

  digitalWrite(C, HIGH);  

  pinMode(D, INPUT);    

  digitalWrite(D, HIGH);

  pinMode(E, INPUT);    

  digitalWrite(E, HIGH);  

  pinMode(F, INPUT);    

  digitalWrite(F, HIGH);

  Serial.begin(9600);        //设置串口通信9600波特率

}



void loop(void){

  Serial.print("X轴；");

  Serial.print(analogRead(0));      //读取摇杆X轴的值，串口显示

  Serial.print(" Y轴；");

  Serial.print(analogRead(1));      //读取摇杆Y轴的值，串口显示

  Serial.print("  K键");

  Serial.print(digitalRead(K));

  Serial.print("  A键");

  Serial.print(digitalRead(A));

  Serial.print("  B键");

  Serial.print(digitalRead(B));

  Serial.print("  C键");

  Serial.print(digitalRead(C));

  Serial.print("  D键");  

  Serial.print(digitalRead(D));

  Serial.print("  E键");

  Serial.print(digitalRead(E));

  Serial.print("  F键");

  Serial.print(digitalRead(F));    

  Serial.println();  

  delay(100);  //100ms刷新一次

}

实验串口返回情况

在这里插入图片描述
Arduino实验场景图

在这里插入图片描述

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