初学者
10 分钟

使用 THB001P、VZ43FC1B5640007L 和 PIC18F57Q43,实现精准的双轴摇杆控制并具备触觉反馈

带有触觉反馈的摇杆控制方案,为用户界面提供直观操作体验

Thumbstick 2 Click with Curiosity Nano with PIC18F57Q43

已发布 10月 20, 2025

点击板

Thumbstick 2 Click

开发板

Curiosity Nano with PIC18F57Q43

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

PIC18F57Q43

双轴操纵杆控制,集成按键与触觉反馈,为直观的人机界面提供理想体验

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Thumbstick 2 Click 基于 C&K Components 的高品质双轴摇杆 THB001P,该摇杆集成了按键,并配合额外电路实现了适用于嵌入式应用的高级输入和触觉反馈功能。该摇杆在 X 和 Y 两个轴上提供平滑且精确的运动控制,其角位移和位置数据通过 Microchip 的 MCP3202(12 位模数转换器)转换为数字信号,并通过 SPI 串行接口与主控通信。这种方式能够可靠获取代表摇杆运动的原始模拟值,从而确保在广泛的应

用场景中实现精确控制,包括人机界面、手持控制单元、工业设备、辅助装置和游戏控制器等需要精确定位和触觉确认的领域。除了方向输入之外,内置按键扩展了输入功能,在按下时可执行离散命令,同时该按键还与板载振动电机相连。板载背面的 VZ43FC1B5640007L 振动电机能够提供 0.91G 的强烈触觉反馈,并以额定转速 10,000 rpm 运行,产生即时的触觉信号,从而增强用户的实时交互体验。其

工作由 VB 引脚通过 PWM 控制,从而可以根据应用需求灵活调节振动强度和持续时间。该 Click board™ 可在 3.3V 或 5V 逻辑电压下工作,通过 VCC SEL 跳线进行选择,因此无论是 3.3V 还是 5V 的 MCU 都能正确使用通信接口。此外,该 Click board™ 还配备了一个库文件,其中包含易于使用的函数和示例代码,可作为进一步开发的参考。

Thumbstick 2 Click hardware overview image

功能概述

开发板

PIC18F57Q43 Curiosity Nano 评估套件是一款尖端的硬件平台,旨在评估 PIC18-Q43 系列内的微控制器。其设计的核心是包含了功能强大的 PIC18F57Q43 微控制器(MCU),提供先进的功能和稳健的性能。这个评估套件的关键特点包括一个黄 色用户 LED 和一个响应灵敏的机械用户开关,提供无

缝的交互和测试。为一个 32.768kHz 水晶振荡器足迹提供支持,确保精准的定时能力。套件内置的调试器拥有一个绿色电源和状态 LED,使编程和调试变得直观高效。此外,增强其实用性的还有虚拟串行端口 (CDC)和一个调试 GPIO 通道(DGI GPIO),提供广泛的连接选项。该套件通过 USB 供电,拥有由

 MIC5353 LDO 调节器提供支持的可调目标电压功能,确保在 1.8V 至 5.1V 的输出电压范围内稳定运行,最大输出电流为 500mA,受环境温度和电压限制。

PIC18F57Q43 Curiosity Nano double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

PIC

MCU 内存 (KB)

128

硅供应商

Microchip

引脚数

48

RAM (字节)

8196

你完善了我!

配件

Curiosity Nano Base for Click boards 是一款多功能硬件扩展平台,专为简化 Curiosity Nano 套件与扩展板之间的集成而设计,特别针对符合 mikroBUS™ 标准的 Click 板和 Xplained Pro 扩展板。这款创新的基板(屏蔽板)提供了无缝的连接和扩展可能性,简化了实验和开发过程。主要特点包括从 Curiosity Nano 套件提供 USB 电源兼容性,以及为增强灵活性而提供的另一种外部电源输入选项。板载锂离子/锂聚合物充电器和管理电路确保电池供电应用的平稳运行,简化了使用和管理。此外,基板内置了一个固定的 3.3V 电源供应单元,专用于目标和 mikroBUS™ 电源轨,以及一个固定的 5.0V 升压转换器,专供 mikroBUS™ 插座的 5V 电源轨,为各种连接设备提供稳定的电力供应。

Curiosity Nano Base for Click boards accessories 1 image

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

NC
NC
AN
ID SEL
PA7
RST
SPI Select / ID COMM
PD4
CS
SPI Clock
PC6
SCK
SPI Data OUT
PC5
MISO
SPI Data IN
PC4
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
Vibro Motor Control
PB0
PWM
Push-Button Status
PA6
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
NC
NC
SCL
NC
NC
SDA
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

Thumbstick 2 Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Curiosity Nano Base for Click boards front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Curiosity Nano with PIC18F57Q43作为您的开发板开始。

Curiosity Nano Base for Click boards front image hardware assembly
Charger 27 Click front image hardware assembly
PIC18F47Q10 Curiosity Nano front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
Charger 27 Click complete accessories setup image hardware assembly
Board mapper by product8 hardware assembly
Necto image step 2 hardware assembly
Necto image step 3 hardware assembly
Necto image step 4 hardware assembly
Necto image step 5 hardware assembly
Necto image step 6 hardware assembly
PIC18F57Q43 Curiosity MCU Step hardware assembly
Necto No Display image step 8 hardware assembly
Necto image step 9 hardware assembly
Necto image step 10 hardware assembly
Debug Image Necto Step hardware assembly

软件支持

库描述

Thumbstick 2 Click 演示应用程序使用 NECTO Studio开发,确保与 mikroSDK 的开源库和工具兼容。该演示设计为即插即用,可与所有具有 mikroBUS™ 插座的 开发板、入门板和 mikromedia 板完全兼容,用于快速实现和测试。

示例描述
本示例演示了 Thumbstick 2 Click 开发板的使用方法,该开发板配备了一个双轴摇杆,带有按键功能和振动反馈。摇杆的角度和位置基于原始 ADC 数值计算得出,而按键状态则通过 PWM 输出控制振动电机。

关键功能:

  • thumbstick2_cfg_setup - 此函数将 Click 配置结构体初始化为初始值。

  • thumbstick2_init - 此函数初始化本 Click 板所需的所有引脚和外设。

  • thumbstick2_read_raw_adc - 此函数通过 SPI 串行接口读取 X 和 Y 轴的原始 ADC 值。

  • thumbstick2_get_angle - 此函数根据 X 和 Y 轴的原始 ADC 值计算并返回摇杆角度(度数)。

  • thumbstick2_get_position - 此函数根据 X 和 Y 轴的原始 ADC 值计算并返回摇杆位置标志。

应用初始化
初始化日志模块和 Click 驱动程序。

应用任务
持续读取摇杆各轴的原始 ADC 值,计算并记录摇杆的角度和位置。同时检测摇杆按键状态,并根据按键动作触发振动反馈。

开源

代码示例

完整的应用程序代码和一个现成的项目可以通过NECTO Studio包管理器直接安装到NECTO Studio 应用程序代码也可以在MIKROE的GitHub账户中找到。

/*!
 * @file main.c
 * @brief Thumbstick 2 Click example
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of the Thumbstick 2 Click board which 
 * features a 2-axis joystick with push button and vibration feedback. 
 * The joystick's angle and position are calculated based on raw ADC values, 
 * while the push button status controls the vibration motor through PWM output.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes the logger and the Click driver.
 *
 * ## Application Task
 * Continuously reads the raw ADC values from the joystick axes, calculates the 
 * joystick's position and angle, and logs the results. It also checks the state 
 * of the joystick push button and activates vibration feedback accordingly.
 *
 * @author Stefan Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "thumbstick2.h"

static thumbstick2_t thumbstick2;
static log_t logger;

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    thumbstick2_cfg_t thumbstick2_cfg;  /**< Click config object. */

    /** 
     * Logger initialization.
     * Default baud rate: 115200
     * Default log level: LOG_LEVEL_DEBUG
     * @note If USB_UART_RX and USB_UART_TX 
     * are defined as HAL_PIN_NC, you will 
     * need to define them manually for log to work. 
     * See @b LOG_MAP_USB_UART macro definition for detailed explanation.
     */
    LOG_MAP_USB_UART( log_cfg );
    log_init( &logger, &log_cfg );
    log_info( &logger, " Application Init " );

    // Click initialization.
    thumbstick2_cfg_setup( &thumbstick2_cfg );
    THUMBSTICK2_MAP_MIKROBUS( thumbstick2_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( THUMBSTICK2_OK != thumbstick2_init( &thumbstick2, &thumbstick2_cfg ) )
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void )
{
    float angle = 0;
    uint16_t raw_x = 0;
    uint16_t raw_y = 0;
    uint8_t position = 0;
    if ( THUMBSTICK2_OK == thumbstick2_read_raw_adc ( &thumbstick2, &raw_x, &raw_y ) )
    {
        angle = thumbstick2_get_angle ( raw_x, raw_y );
        position = thumbstick2_get_position ( raw_x, raw_y );
        log_printf ( &logger, " RAW X: %u\r\n RAW Y: %u\r\n", raw_x, raw_y );
        log_printf ( &logger, " Joystick angle: %.1f degrees\r\n", angle );
        log_printf ( &logger, " Joystick position: " );
        switch ( position )
        {
            case THUMBSTICK2_POSITION_NEUTRAL:
            {
                log_printf ( &logger, "NEUTRAL" );
                break;
            }
            case THUMBSTICK2_POSITION_UP:
            {
                log_printf ( &logger, "UP" );
                break;
            }
            case THUMBSTICK2_POSITION_UPPER_LEFT:
            {
                log_printf ( &logger, "UPPER-LEFT" );
                break;
            }
            case THUMBSTICK2_POSITION_LEFT:
            {
                log_printf ( &logger, "LEFT" );
                break;
            }
            case THUMBSTICK2_POSITION_LOWER_LEFT:
            {
                log_printf ( &logger, "LOWER-LEFT" );
                break;
            }
            case THUMBSTICK2_POSITION_DOWN:
            {
                log_printf ( &logger, "DOWN" );
                break;
            }
            case THUMBSTICK2_POSITION_LOWER_RIGHT:
            {
                log_printf ( &logger, "LOWER-RIGHT" );
                break;
            }
            case THUMBSTICK2_POSITION_RIGHT:
            {
                log_printf ( &logger, "RIGHT" );
                break;
            }
            case THUMBSTICK2_POSITION_UPPER_RIGHT:
            {
                log_printf ( &logger, "UPPER-RIGHT" );
                break;
            }
            default:
            {
                log_printf ( &logger, "UNKNOWN" );
                break;
            }
        }
        log_printf ( &logger, "\r\n" );
        if ( thumbstick2_get_sw_pin ( &thumbstick2 ) )
        {
            log_printf ( &logger, " Button: Idle\r\n" );
            log_printf ( &logger, " Vibro: Idle\r\n\n" );
            thumbstick2_set_duty_cycle ( &thumbstick2, THUMBSTICK2_PWM_MIN_DUTY );
        }
        else
        {
            log_printf ( &logger, " Button: Active\r\n" );
            log_printf ( &logger, " Vibro: Active\r\n\n" );
            thumbstick2_set_duty_cycle ( &thumbstick2, THUMBSTICK2_PWM_MAX_DUTY );
        }
        Delay_ms ( 100 );
    }
}

int main ( void ) 
{
    /* Do not remove this line or clock might not be set correctly. */
    #ifdef PREINIT_SUPPORTED
    preinit();
    #endif
    
    application_init( );
    
    for ( ; ; ) 
    {
        application_task( );
    }

    return 0;
}

// ------------------------------------------------------------------------ END

额外支持

资源

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