中级
30 分钟

使用 2765 和 ATmega328P 实现平稳而精确的运动控制

引导您走向成功

Joystick 3 Click with Arduino UNO Rev3

已发布 6月 24, 2024

点击板

Joystick 3 Click

开发板

Arduino UNO Rev3

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

ATmega328P

执行所有方向的完整运动范围

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Joystick 3 Click基于2765,这是来自Adafruit Industries的高质量迷你2轴模拟类型拇指摇杆。这种类型的摇杆具有自动居中功能,可以在释放摇杆时立即居中。它还包含一个舒适的杯型黑色旋钮/帽子,给人一种拇指摇杆的感觉,使其非常类似于PSP摇杆上的“模拟”摇杆,适用于众多应用作为人机界面。它包括两个10kΩ电位器,一个用于上/下,另一个用于左/右方向,用作双可调电压分压器,在控制杆

形式中提供2轴模拟输入。随着摇杆完全组装并运行,电压将随着拇指摇杆的移动而变化。需要测量电位器阻值变化以读取摇杆的物理位置。因此,使用MCP3204,这是来自Microchip的12位A/D转换器,将摇杆与mikroBUS™连接,使用与SPI协议兼容的简单串行接口来确定摇杆的X和Y的值。由于MCP3204的分辨率为12位,每个模拟通道(轴)上的值可以从0变化到4095。因此,如

果摇杆沿X轴从一端移动到另一端,则X值将从0变化到4095,当沿Y轴移动时会发生类似的事情。摇杆停留在其中心位置的值约为2048。此外,MCP3204可进行高达100ksps的转换速率。此Click板™只能从3.3V逻辑电压电平操作。因此,在使用具有不同逻辑电平的MCU之前,板上必须执行适当的逻辑电压转换。然而,此Click板配备了一个包含函数和示例代码的库,可用作进一步开发的参考。

Joystick 3 Click top side image
Joystick 3 Click bottom side image

功能概述

开发板

Arduino UNO 是围绕 ATmega328P 芯片构建的多功能微控制器板。它为各种项目提供了广泛的连接选项,具有 14 个数字输入/输出引脚,其中六个支持 PWM 输出,以及六个模拟输入。其核心组件包括一个 16MHz 的陶瓷谐振器、一个 USB 连接器、一个电

源插孔、一个 ICSP 头和一个复位按钮,提供了为板 子供电和编程所需的一切。UNO 可以通过 USB 连接到计算机,也可以通过 AC-to-DC 适配器或电池供电。作为第一个 USB Arduino 板,它成为 Arduino 平台的基准,"Uno" 符号化其作为系列首款产品的地

位。这个名称选择,意为意大利语中的 "一",是为了 纪念 Arduino Software(IDE)1.0 的推出。最初与 Arduino Software(IDE)版本1.0 同时推出,Uno 自此成为后续 Arduino 发布的基础模型,体现了该平台的演进。

Arduino UNO Rev3 double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

AVR

MCU 内存 (KB)

32

硅供应商

Microchip

引脚数

28

RAM (字节)

2048

你完善了我!

配件

Click Shield for Arduino UNO 具有两个专有的 mikroBUS™ 插座,使所有 Click board™ 设备能够轻松与 Arduino UNO 板进行接口连接。Arduino UNO 是一款基于 ATmega328P 的微控制器开发板,为用户提供了一种经济实惠且灵活的方式来测试新概念并构建基于 ATmega328P 微控制器的原型系统,结合了性能、功耗和功能的多种配置选择。Arduino UNO 具有 14 个数字输入/输出引脚(其中 6 个可用作 PWM 输出)、6 个模拟输入、16 MHz 陶瓷谐振器(CSTCE16M0V53-R0)、USB 接口、电源插座、ICSP 头和复位按钮。大多数 ATmega328P 微控制器的引脚都连接到开发板左右两侧的 IO 引脚,然后再连接到两个 mikroBUS™ 插座。这款 Click Shield 还配备了多个开关,可执行各种功能,例如选择 mikroBUS™ 插座上模拟信号的逻辑电平,以及选择 mikroBUS™ 插座本身的逻辑电压电平。此外,用户还可以通过现有的双向电平转换电压转换器使用任何 Click board™,无论 Click board™ 运行在 3.3V 还是 5V 逻辑电压电平。一旦将 Arduino UNO 板与 Click Shield for Arduino UNO 连接,用户即可访问数百种 Click board™,并兼容 3.3V 或 5V 逻辑电压电平的设备。

Click Shield for Arduino UNO accessories 1 image

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

NC
NC
AN
NC
NC
RST
SPI Chip Select
PB2
CS
SPI Clock
PB5
SCK
SPI Data OUT
PB4
MISO
SPI Data IN
PB3
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
NC
NC
PWM
NC
NC
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
NC
NC
SCL
NC
NC
SDA
NC
NC
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

Joystick 3 Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Click Shield for Arduino UNO front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Arduino UNO Rev3作为您的开发板开始。

Click Shield for Arduino UNO front image hardware assembly
Arduino UNO Rev3 front image hardware assembly
Barometer 13 Click front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
Arduino UNO Rev3 MB 1 - upright/background 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
Arduino UNO 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

实时跟踪您的结果

应用程序输出

1. 应用程序输出 - 在调试模式下,“应用程序输出”窗口支持实时数据监控,直接提供执行结果的可视化。请按照提供的教程正确配置环境,以确保数据正确显示。

2. UART 终端 - 使用UART Terminal通过USB to UART converter监视数据传输,实现Click board™与开发系统之间的直接通信。请根据项目需求配置波特率和其他串行设置,以确保正常运行。有关分步设置说明,请参考提供的教程

3. Plot 输出 - Plot功能提供了一种强大的方式来可视化实时传感器数据,使趋势分析、调试和多个数据点的对比变得更加直观。要正确设置,请按照提供的教程,其中包含使用Plot功能显示Click board™读数的分步示例。在代码中使用Plot功能时,请使用以下函数:plot(insert_graph_name, variable_name);。这是一个通用格式,用户需要将“insert_graph_name”替换为实际图表名称,并将“variable_name”替换为要显示的参数。

软件支持

库描述

该库包含 Joystick 3 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • joystick3_read_raw_adc - 该函数通过使用SPI串行接口读取X和Y轴的原始ADC值。

  • joystick3_get_angle - 该函数通过原始ADC值计算并返回摇杆的角度(以度为单位),用于X和Y轴。

  • joystick3_get_position - 该函数通过原始ADC值计算并返回摇杆的位置标志,用于X和Y轴。

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 Joystick 3 Click example
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of the joystick 3 Click board by reading
 * and displaying the raw ADC for X and Y axis, as well as the joystick angle and position
 * calculated from those ADC readings.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes the driver and logger.
 *
 * ## Application Task
 * Reads the raw ADC measurements for X and Y axis, and calculates the joystick angle and position
 * from those readings. The results will be displayed on the USB UART approximately every 100ms.
 *
 * @author Stefan Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "joystick3.h"

static joystick3_t joystick3;
static log_t logger;

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    joystick3_cfg_t joystick3_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.
    joystick3_cfg_setup( &joystick3_cfg );
    JOYSTICK3_MAP_MIKROBUS( joystick3_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( SPI_MASTER_ERROR == joystick3_init( &joystick3, &joystick3_cfg ) )
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void )
{
    uint16_t raw_x, raw_y;
    if ( JOYSTICK3_OK == joystick3_read_raw_adc ( &joystick3, &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", joystick3_get_angle ( raw_x, raw_y ) );
        log_printf ( &logger, " Joystick position: " );
        switch ( joystick3_get_position ( raw_x, raw_y ) )
        {
            case JOYSTICK3_POSITION_NEUTRAL:
            {
                log_printf ( &logger, "NEUTRAL" );
                break;
            }
            case JOYSTICK3_POSITION_UP:
            {
                log_printf ( &logger, "UP" );
                break;
            }
            case JOYSTICK3_POSITION_UPPER_RIGHT:
            {
                log_printf ( &logger, "UPPER-RIGHT" );
                break;
            }
            case JOYSTICK3_POSITION_RIGHT:
            {
                log_printf ( &logger, "RIGHT" );
                break;
            }
            case JOYSTICK3_POSITION_LOWER_RIGHT:
            {
                log_printf ( &logger, "LOWER-RIGHT" );
                break;
            }
            case JOYSTICK3_POSITION_DOWN:
            {
                log_printf ( &logger, "DOWN" );
                break;
            }
            case JOYSTICK3_POSITION_LOWER_LEFT:
            {
                log_printf ( &logger, "LOWER-LEFT" );
                break;
            }
            case JOYSTICK3_POSITION_LEFT:
            {
                log_printf ( &logger, "LEFT" );
                break;
            }
            case JOYSTICK3_POSITION_UPPER_LEFT:
            {
                log_printf ( &logger, "UPPER-LEFT" );
                break;
            }
            default:
            {
                log_printf ( &logger, "UNKNOWN" );
                break;
            }
        }
        log_printf ( &logger, "\r\n\n" );
        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

喜欢这个项目吗?

'购买此套件' 按钮会直接带您进入购物车,您可以在购物车中轻松添加或移除产品。