双轴按键摇杆模块

双轴按键游戏摇杆模块,采用 PS2游戏手柄上金属按键摇杆电位器。模块特设二路模拟输出和一路数字输出接口、输出值分别对应（X、Y)双轴偏移量、其类型为模拟量、按键表示用户是否在Z轴上按下、其类型为数字开关量、用其可以轻松控制物体,在二维空间运动、因此可以通控制器编程、传感器扩展板插接、完成具有创意性遥控互动作品。

模块来源

采购链接：
https://detail.tmall.com/item.htm?abbucket=0&id=609784733201&ns=1&spm=a21n57.1.0.0.7b97523cuNeQqX

规格参数

驱动电压：3.3V~5V
控制方式：ADC+GPIO

移植过程

我们的目标是在天空星HC32F4A0PITB上能够控制电机旋转速度的功能。首先要获取资料，查看数据手册应如何实现，再移植至我们的工程。

查看资料

输出信号:模块特设二路模拟输出(VRX，VRY)和一路数字输出接口(SW)，二路模拟输出值分别对应(X,Y)双轴偏移量，其类型为模拟量；按键表示用户是否在Z轴上按下，其类型为数字开关量。

十字摇杆为一个双向的10K电阻器,随着摇杆方向不同，抽头的阻值随着变化。本模块如果使用5V供电，原始状态下X，Y读出电压为2.5V左右，当随箭头方向按下，读出电压值减少，限小为0V。

引脚选择

VRX与VRY使用ADC功能。

想要使用ADC，需要确定使用的引脚是否有ADC外设功能。可以通过数据手册进行查看。

当前只有AO引脚需要使用到ADC接口，所以DO引脚可以使用开发板上其他的GPIO。这里选择使用PC1和PC2的附加ADC功能。使用ADC0的第11道和12通道。

移植至工程

移植步骤中的导入.c和.h文件与第二章的第1小节【DHT11温湿度传感器】相同，只是将.c和.h文件更改为bsp_joystick.c与bsp_joystick.h。这里不再过多讲述，移植完成后面修改相关代码。

在文件bsp_joystick.c中，编写如下代码。

/*
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 * Date           Author       Notes
 * 2024-05-22     LCKFB-LP    first version
 */

#include "bsp_joystick.h"
#include "board.h"
#include "stdio.h"



/******************************************************************
 * 函 数 名 称：ADC_Joystick_Init
 * 函 数 说 明：初始化ADC功能
 * 函 数 形 参：无
 * 函 数 返 回：无
 * 作       者：LC
 * 备       注：无
******************************************************************/
void ADC_Joystick_Init(void)
{
    // 关闭相关的寄存器保护
    LL_PERIPH_WE(LL_PERIPH_ALL);

    stc_gpio_init_t stcGpioInit;

    // ADC引脚初始化
    (void)GPIO_StructInit(&stcGpioInit);
    stcGpioInit.u16PinAttr        = PIN_ATTR_ANALOG;    // 设置引脚属性为模拟
    stcGpioInit.u16PinState       = PIN_STAT_RST;       // 引脚状态为复位状态
    stcGpioInit.u16PinDir         = PIN_DIR_IN;         // 引脚方向为输入

    stcGpioInit.u16Latch          = PIN_LATCH_OFF;      // 关闭锁存器
    stcGpioInit.u16PullUp         = PIN_PU_OFF;         // 关闭上拉电阻
    stcGpioInit.u16Invert         = PIN_INVT_OFF;       // 不反相输入信号
    stcGpioInit.u16ExtInt         = PIN_EXTINT_OFF;     // 关闭外部中断功能
    stcGpioInit.u16PinInputType   = PIN_IN_TYPE_SMT;

    // X 初始化
    (void)GPIO_Init(PORT_VRXY, GPIO_VRX, &stcGpioInit);
        // Y 初始化
    (void)GPIO_Init(PORT_VRXY, GPIO_VRY, &stcGpioInit);

        (void)GPIO_StructInit(&stcGpioInit);
        stcGpioInit.u16PinState       = PIN_STAT_SET;       // 引脚状态为SET状态
        stcGpioInit.u16PinDir         = PIN_DIR_IN;         // 引脚方向为输入
    stcGpioInit.u16PullUp         = PIN_PU_ON;          // 开启上拉电阻
    // SW 初始化
    (void)GPIO_Init(PORT_SW, GPIO_SW, &stcGpioInit);

    // 使能 ADC 时钟
    FCG_Fcg3PeriphClockCmd(FCG_VRXY_ADC, ENABLE);

    stc_adc_init_t stcAdcInit;

    // 使用基本参数初始化ADC结构体
    (void)ADC_StructInit(&stcAdcInit);
    stcAdcInit.u16ScanMode   = ADC_MD_SEQA_SINGLESHOT;   // 设置ADC为单次扫描模式
    stcAdcInit.u16Resolution = ADC_RESOLUTION_12BIT;     // 设置ADC分辨率为12位
    stcAdcInit.u16DataAlign  = ADC_DATAALIGN_RIGHT;      // 设置ADC数据右对齐

    // 初始化ADC
    (void)ADC_Init(PORT_VRXY_ADC, &stcAdcInit);

    // X 通道重映射
    ADC_ChRemap(PORT_VRXY_ADC, CHANNEL_VRX_ADC, GPIO_VRX_REMAP);
        // Y 通道重映射
    ADC_ChRemap(PORT_VRXY_ADC, CHANNEL_VRY_ADC, GPIO_VRY_REMAP);

    // ADC X 使能
    ADC_ChCmd(PORT_VRXY_ADC, ADC_SEQ_A, CHANNEL_VRX_ADC, ENABLE); // 使能ADC通道11
        // ADC Y 使能
    ADC_ChCmd(PORT_VRXY_ADC, ADC_SEQ_A, CHANNEL_VRY_ADC, ENABLE); // 使能ADC通道12
}

/******************************************************************
 * 函 数 名 称：adc_GET_X
 * 函 数 说 明：读取一次ADC X 数据
 * 函 数 形 参：无
 * 函 数 返 回：读取的数据
 * 作       者：LC
 * 备       注：无
******************************************************************/
unsigned int adc_GET_X(void)
{
    static uint16_t adcValue;
    __IO uint32_t TimeOut = 0UL;

    /* 只能启动序列 A 的转换。
       序列 B 需要硬件触发才能启动转换。*/
    ADC_Start(PORT_VRXY_ADC);

    // 等待ADC转换完成
    while(SET != ADC_GetStatus(PORT_VRXY_ADC, ADC_FLAG_EOCA))
    {
        // 如果超时
        if(TimeOut > 500)
        {
            // 清除标志位
            ADC_ClearStatus(PORT_VRXY_ADC, ADC_FLAG_EOCA);

            // 停止ADC转换
            ADC_Stop(PORT_VRXY_ADC);

            // 打印错误信息
            printf("ERROR = ADC 等待序列 A 转换【超时】!!\r\n");

            // 返回0
            return 0;
        }

        // 每次循环是延时1ms
        TimeOut++;
        delay_ms(1);
    }

    // 如果转换完成，清除标志位。
    ADC_ClearStatus(PORT_VRXY_ADC, ADC_FLAG_EOCA);

    // 采集一次数据
    adcValue = ADC_GetValue(PORT_VRXY_ADC, CHANNEL_VRX_ADC);

    // 返回数据
    return adcValue;
}
/******************************************************************
 * 函 数 名 称：adc_GET_Y
 * 函 数 说 明：读取一次ADC Y 数据
 * 函 数 形 参：无
 * 函 数 返 回：读取的数据
 * 作       者：LC
 * 备       注：无
******************************************************************/
unsigned int adc_GET_Y(void)
{
    static uint16_t adcValue;
    __IO uint32_t TimeOut = 0UL;

    /* 只能启动序列 A 的转换。
       序列 B 需要硬件触发才能启动转换。*/
    ADC_Start(PORT_VRXY_ADC);

    // 等待ADC转换完成
    while(SET != ADC_GetStatus(PORT_VRXY_ADC, ADC_FLAG_EOCA))
    {
        // 如果超时
        if(TimeOut > 500)
        {
            // 清除标志位
            ADC_ClearStatus(PORT_VRXY_ADC, ADC_FLAG_EOCA);

            // 停止ADC转换
            ADC_Stop(PORT_VRXY_ADC);

            // 打印错误信息
            printf("ERROR = ADC 等待序列 A 转换【超时】!!\r\n");

            // 返回0
            return 0;
        }

        // 每次循环是延时1ms
        TimeOut++;
        delay_ms(1);
    }

    // 如果转换完成，清除标志位。
    ADC_ClearStatus(PORT_VRXY_ADC, ADC_FLAG_EOCA);

    // 采集一次数据
    adcValue = ADC_GetValue(PORT_VRXY_ADC, CHANNEL_VRY_ADC);

    // 返回数据
    return adcValue;
}
/******************************************************************
 * 函 数 名 称：Get_Adc_Joystick_Value
 * 函 数 说 明：对DMA保存的数据进行平均值计算后输出
 * 函 数 形 参：CHx 第几个扫描的数据
                                1：X通道
                                2：Y通道
 * 函 数 返 回：对应扫描的ADC值
 * 作       者：LC
 * 备       注：无
******************************************************************/
unsigned int Get_Adc_Joystick_Value(char CHx)
{
        uint32_t Data = 0;

        if(CHx == 1)
        {
                for(int i = 0; i < SAMPLES; i++)
                {

                        Data += adc_GET_X();

                        delay_ms(2);
                }
        }
        else
        {
                for(int i = 0; i < SAMPLES; i++)
                {

                        Data += adc_GET_Y();

                        delay_ms(2);
                }
        }
        Data = Data / SAMPLES;

        return Data;
}

/******************************************************************
 * 函 数 名 称：Get_MQ2_Percentage_value
 * 函 数 说 明：读取摇杆值，并且返回百分比
 * 函 数 形 参：0=读取摇杆左右值，1=读取摇杆上下值
 * 函 数 返 回：返回百分比
 * 作       者：LC
 * 备       注：无
******************************************************************/
unsigned int Get_Joystick_Percentage_value(char dir)
{
    int adc_new = 0;
    int Percentage_value = 0;

        if( dir == 0)
        {
                adc_new = Get_Adc_Joystick_Value(1);
        }
        else
        {
                adc_new = Get_Adc_Joystick_Value(0);
        }

    Percentage_value = ((float)adc_new/4095.0f) * 100.f;
    return Percentage_value;
}

/******************************************************************
 * 函 数 名 称：Get_SW_state
 * 函 数 说 明：读取摇杆是否有按下
 * 函 数 形 参：无
 * 函 数 返 回：0摇杆被按下   1摇杆没有按下
 * 作       者：LC
 * 备       注：无
******************************************************************/
char Get_SW_state(void)
{
    //如果被按下
    if( GPIO_ReadInputPins(PORT_SW, GPIO_SW) == RESET )
    {
        return 0;
    }
    else
    {
        return 1;
    }
}

在文件bsp_joystick.h中，编写如下代码。

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 */
#ifndef _BSP_JOYSTICK_H_
#define _BSP_JOYSTICK_H_

#include "hc32_ll.h"

#define PORT_SW              GPIO_PORT_A
#define GPIO_SW              GPIO_PIN_02  //SW

#define FCG_VRXY_ADC         FCG3_PERIPH_ADC1
#define PORT_VRXY_ADC        CM_ADC1

#define PORT_VRXY            GPIO_PORT_C

//VRX引脚配置
#define GPIO_VRX             GPIO_PIN_01  //ADC123_IN11
#define GPIO_VRX_REMAP       ADC12_PIN_PC1
#define CHANNEL_VRX_ADC      ADC_CH11

//VRY引脚配置
#define GPIO_VRY             GPIO_PIN_02  //ADC123_IN12
#define GPIO_VRY_REMAP       ADC12_PIN_PC2
#define CHANNEL_VRY_ADC      ADC_CH12

 //采样次数
#define SAMPLES         30

void ADC_Joystick_Init(void);
unsigned int Get_Joystick_Percentage_value(char dir);
char Get_SW_state(void);

#endif

移植验证

在自己工程中的main主函数中，编写如下。

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 */
#include "board.h"
#include "bsp_uart.h"
#include "stdio.h"
#include "bsp_joystick.h"

int32_t main(void)
{
    board_init();
    uart1_init(115200U);

    ADC_Joystick_Init();

    printf("Demo Start.....\r\n");

    while(1)
    {
        if( Get_SW_state() == 0 )
        {
                        printf("按钮按下!!\r\n");
        }

        printf("X = []\r\n",Get_Joystick_Percentage_value(1));
        printf("Y = []\r\n",Get_Joystick_Percentage_value(0));
        printf("\n");

        delay_ms(200);
    }
}

移植现象：移动摇杆并且按下，输出摇杆移动的数据。

模块移植成功案例代码：

文件下载

📌 资料下载中心（点击跳转）

📌 在 资料下载中心->HC32版本模块移植代码下载 里面的该模块压缩包中。