初学者
10 分钟

使用AS5013和ATmega328P实现无限控制

小巧却强大!

Joystick Click with Arduino UNO Rev3

已发布 6月 24, 2024

点击板

Joystick Click

开发板

Arduino UNO Rev3

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

ATmega328P

通过向不同方向移动旋钮来控制设备或系统。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Joystick Click 基于 ams AG 的 AS5013 和 N50P105,这是一个迷你磁性摇杆模块和一个完整的霍尔传感器 IC。N50P105 基于无接触磁性运动检测的智能导航键概念。这正是为什么这款 Click board™ 由于磁性无接触感应而具有高可靠性。另一方面,安装在摇杆中的二维线性编码器 AS5013 通过 I2C 接口直接提供 X 和 Y 坐标,从而形成一个高品质的摇杆。AS5013 包括五个集成的霍尔感应元件,用于检测高 达 ±2mm 的横向位移,高分辨率 ADC,XY 坐标和运

动检测引擎,与智能电源管理控制器结合。X 和 Y 位置坐标以及每个霍尔传感器元件的磁场信息通过符合 I2C 的 2 线接口传输给宿主 MCU,最大时钟频率为 3.4MHz。此外,AS5013 允许使用标有 I2C ADD 的 SMD 跳线选择其 I2C 从属地址的最低有效位(LSB)。这块板的一个额外特性是集成的机械按键,内置在 N50P105 摇杆中,提供一个可以通过标记为 TST 的 mikroBUS™ 插座上的 CS 引脚数字跟 踪的“选择”功能。除了其通过 mikroBUS™ 插座的

 INT 引脚路由的中断功能外,AS5013 还提供了一个激活低电平的复位功能,通过 mikroBUS™ 插座的 RST 引脚路由。这款 Click board™ 只能在 3.3V 逻辑电压水平下运行。在使用具有不同逻辑电平的 MCU 之前,必须进行适当的逻辑电压水平转换。然而,这款 Click board™ 配备了一个包含功能和示例代码的库,可用作进一步开发的参考。

Joystick Click hardware overview 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
Reset
PD2
RST
Pushbutton Detection
PB2
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
NC
NC
PWM
Interrupt
PC3
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
I2C Clock
PC5
SCL
I2C Data
PC4
SDA
NC
NC
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

Joystick 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
Charger 27 Click front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
Charger 27 Click complete accessories setup image hardware assembly
Arduino UNO Rev3 Access 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

此库包含 Joystick Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • joystick_get_position - 获取摇杆位置的函数。

  • joystick_press_button - 获取摇杆按钮状态的函数。

  • joystick_soft_reset - 通用软复位功能。

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 
 * \brief Joystick Click example
 * 
 * # Description
 * This application configures and enables use of the joystick.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initialization driver enables - device,
 *  sets default configuration and starts write log.
 * 
 * ## Application Task  
 * (code snippet) This is a example which demonstrates the use of Joystick Click board.
 * Joystick Click communicates with register via I2C by write and read from register,
 * read joystick position and press button state.
 * Results are being sent to the Usart Terminal where you can track their changes.
 * All data logs on usb uart when the sensor is triggered.
 * 
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "joystick.h"

// ------------------------------------------------------------------ VARIABLES

static joystick_t joystick;
static log_t logger;

uint8_t position;
uint8_t button_state;
uint8_t position_old = 1;
uint8_t button_state_old = 1;

// ------------------------------------------------------ APPLICATION FUNCTIONS

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    joystick_cfg_t cfg;

    /** 
     * 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.

    joystick_cfg_setup( &cfg );
    JOYSTCIK_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    joystick_init( &joystick, &cfg );

    Delay_ms( 100 );

    joystick_default_cfg( &joystick );

    log_printf( &logger,  "*********************\r\n" );
    log_printf( &logger,  "    Configuration    \r\n" );
    log_printf( &logger,  "*********************\r\n" );
    log_printf( &logger,  "    Joystick Click   \r\n" );
    log_printf( &logger,  "*********************\r\n" );

    Delay_ms( 100 );
}

void application_task ( void ) 
{
    //  Task implementation.

    button_state = joystick_press_button( &joystick );

    position = joystick_get_position( &joystick );

    Delay_ms( 10 );

    if ( ( button_state == 1 ) && ( button_state_old == 0 ) )
    {
        button_state_old = 1;

        log_printf( &logger, "  Button is pressed \r\n" );
        log_printf( &logger, "*********************\r\n" );
    }

    if ( ( button_state == 0 ) && ( button_state_old == 1 ) )
    {
        button_state_old = 0;
    }

    if ( position_old != position )
    {
        switch ( position )
        {
            case 0 :
            {
                log_printf( &logger,"    Start position    \r\n" );
                break;
            }
            case 1 :
            {
                log_printf( &logger, "         Top    \r\n" );
                break;
            }
            case 2 :
            {
                log_printf( &logger, "      Top-Right    \r\n" );
                break;
            }
            case 3 :
            {
                log_printf( &logger, "        Right    \r\n" );
                break;
            }
            case 4 :
            {
                log_printf( &logger, "     Bottom-Right    \r\n" );
                break;
            }
            case 5 :
            {
                log_printf( &logger, "        Bottom    \r\n" );
                break;
            }
            case 6 :
            {
                log_printf( &logger, "     Bottom-Left    \r\n" );
                break;
            }
            case 7 :
            {
                log_printf( &logger, "         Left    \r\n" );
                break;
            }
            case 8 :
            {
                log_printf( &logger, "       Top-Left    \r\n" );
                break;
            }
        }

        log_printf( &logger, "*********************\r\n" );

        position_old = position;

        Delay_ms( 100 );
    }
}

void main ( void )
{
    application_init( );

    for ( ; ; )
    {
        application_task( );
    }
}


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

额外支持

资源

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