Matrix - Joystick/zh

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English

1 介绍

Joystick
  • Matrix-Joystick是一个双轴按键摇杆模块，由两个滑动变阻器和一个按键组成。
  • 当拨动摇杆时，滑动变阻器的阻值就发生变化，对应的X/Y电压值也随之变化，而用力按下摇杆就会触发按键按下，对应的SW信号变为低电平。

2 特性

  • X和Y轴，一个按键
  • 2.54mm排针接口，接线方便，通用性强
  • PCB尺寸（mm）：24X32

双轴摇杆PCB

  • 引脚说明:
名称 描述
GND 地
5V 电源5V
SW 按键
X X轴
Y Y轴

3 工作原理

  • 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。模块集成电源指示灯，可显示工作状态；坐标标识符清晰简明、准确定位。
  • 为了更加方便地配合扩展板等标准接口，在设计上把 X,Y轴的电路都单独引出，以控制输入这个操纵杆模块的 x、y的值以及在特定的值下实现某种功能。

4 下载Matrix源码

Matrix配件相关的代码是完全开源的，统一由一个仓库进行管理：https://github.com/friendlyarm/matrix.git
该仓库里不同的分支代表着Matrix配件所支持的不同开发板。

  • nanopi分支用于支持NanoPi；
  • nanopi2分支用于支持NanoPi 2；
  • tiny4412分支用于支持Tiny4412；
  • raspberrypi分支用于支持RaspberryPi；

在主机PC上安装git，以Ubuntu14.04为例 

$ sudo apt-get install git

克隆Matrix配件代码仓库 

$ git clone https://github.com/friendlyarm/matrix.git

克隆完成后会得到一个名为matrix的目录，里面存放着所有Matrix配件的代码。

5 与NanoPi 2连接使用

5.1 硬件连接

参考下图连接模块Matrix-Joystick和NanoPi 2：
Matrix-Joystick_nanopi_2

连接说明：

Matrix-Joystick
GND NanoPi 2 Pin14
5V NanoPi 2 Pin2
X Matrix-Analog_to_Digital_Converter A1
Y Matrix-Analog_to_Digital_Converter A2

5.2 编译测试程序

进入Matrix代码仓库，切换到nanopi2分支 

$ cd matrix
$ git checkout nanopi2

编译Matrix配件代码 

$ make CROSS_COMPILE=arm-linux- clean
$ make CROSS_COMPILE=arm-linux-
$ make CROSS_COMPILE=arm-linux- install

注意：请确保你的主机PC当前使用的交叉编译器为NanoPi 2配套的arm-linux-gcc-4.9.3。
编译成功后库文件位于install/lib目录下，而测试程序则位于install/usr/bin目录下，模块Matrix-Joystick对应的测试程序为matrix-joystick。

5.3 运行测试程序

将带有Debian系统的SD卡插入一台运行Linux的电脑，可以挂载SD卡上的boot和rootfs分区。
假设rootfs分区的挂载路径为/media/rootfs，执行以下命令将Matrix的硬件驱动、库文件和测试程序拷贝到NanoPi 2的文件系统上。

$ cp modules /media/rootfs/ -r
$ cp install/lib/* /media/rootfs/lib/ -d
$ cp install/usr/bin/* /media/rootfs/usr/bin/

将SD卡重新插入NanoPi 2，上电启动，在Debian的shell终端中执行以下命令加载硬件驱动。

$ cd /modules
$ insmod pcf8591.ko

运行模块Matrix-Joystick的测试程序。

$ matrix-joystick

运行效果如下：
matrix-joystick_result

5.4 代码展示

int main(int argc, char ** argv)
{
    int i = 0;
    int x, y;
 
    x = y = 0;
    for (i=0; i<PS2_READ_TIMES; i++) {
        if (pcf8591Read(1, &x) != -1 && pcf8591Read(2, &y) != -1) {
            printf("x=%4d y=%4d\n", x, y);
        }
    }
    return 0;
}

6 与NanoPi连接使用

6.1 准备工作

在NanoPi上运行Debian系统，然后在主机PC上安装并使用相应的编译器，参考wiki: NanoPi & How to Build the Compiling Environment。
注意: 只有使用nanopi-v4.1.y-matrix分支编译出来的内核才能配合Matrix配件正常工作。
下载NanoPi内核源代码并编译: 

$ git clone https://github.com/friendlyarm/linux-4.x.y.git
$ cd linux-4.x.y
$ git checkout nanopi-v4.1.y-matrix
$ make nanopi_defconfig
$ touch .scmversion
$ make

编译好后的zImage位于内核源码arch/arm/boot/目录下，把该zImage替换掉NanoPi烧写文件sd-fuse_nanopi/prebuilt下的zImage，重新制作SD卡即可。

6.2 硬件连接

参考下图连接模块Matrix-Joystick、模块Matrix-Analog_to_Digital_Converter和NanoPi：
matrix-joystick_nanopi

连接说明：

Matrix-Joystick
GND NanoPi Pin14
5V NanoPi Pin2
X Matrix-Analog_to_Digital_Converter A1
Y Matrix-Analog_to_Digital_Converter A2

6.3 编译测试程序

进入matrix代码仓库，切换到nanopi分支 

$ cd matrix
$ git checkout nanopi

编译Matrix配件代码 

$ make CROSS_COMPILE=arm-linux- clean
$ make CROSS_COMPILE=arm-linux-
$ make CROSS_COMPILE=arm-linux- install

注意：请确保你的主机PC当前使用的交叉编译器为NanoPi-Debian配套的arm-linux-gcc-4.4.3。
编译出来的库文件位于install/lib目录下，而测试程序则位于install/usr/bin目录下，模块Matrix-Joystick对应的测试程序为matrix-joystick。

6.4 运行测试程序

将带有Debian系统的SD卡插入一台运行Linux的电脑，可以挂载SD卡上的boot和rootfs分区。
假设rootfs分区的挂载路径为/media/rootfs，执行以下命令可将Matrix的所有库文件和测试程序拷贝到NanoPi的文件系统上。

$ cp install/usr/bin/* /media/rootfs/usr/bin/
$ cp install/lib/* /media/rootfs/lib/ -d

将SD卡重新插入NanoPi，上电启动，在Debian的shell终端中执行以下命令运行模块Matrix-Joystick的测试程序。

$ matrix-joystick

注意：此模块并不支持热插拔，启动系统前需要确保硬件正常连接。

6.5 代码展示

int main(int argc, char ** argv)
{
    int i = 0;
    int x, y;
 
    x = y = 0;
    for (i=0; i<PS2_READ_TIMES; i++) {
        if (pcf8591Read(1, &x) != -1 && pcf8591Read(2, &y) != -1) {
            printf("x=%4d y=%4d\n", x, y);
        }
    }
    return 0;
}

7 与Tiny4412连接使用

7.1 准备工作

参考Tiny4412光盘里的《友善之臂Ubuntu使用手册》，在Tiny4412上运行UbuntuCore系统，然后在主机PC上安装并使用相应的编译器。
注意：只能使用Tiny4412SDK-1506的底板。

7.2 硬件连接

参考下图连接模块Matrix-Joystick、模块Matrix-Analog_to_Digital_Converter和Tiny4412：
matrix-joystick_tiny4412

连接说明：

Matrix-Joystick
GND Tiny4412 CON16 GND
5V Tiny4412 CON16 5V
X Matrix-Analog_to_Digital_Converter A1
Y Matrix-Analog_to_Digital_Converter A2

7.3 编译测试程序

进入matrix代码仓库，切换到tiny4412分支 

$ cd matrix
$ git checkout tiny4412

编译Matrix配件代码 

$ make CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- clean
$ make CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf-
$ make CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- install

注意：请确保你的主机PC当前使用的交叉编译器为Tiny4412-UbuntuCore配套的arm-linux-gnueabihf-gcc-4.7.3。
编译出来的库文件位于install/lib目录下，而测试程序则位于install/usr/bin目录下，模块Matrix-Joystick对应的测试程序为matrix-joystick。

7.4 运行测试程序

将带有UbuntuCore系统的SD卡插入一台运行Linux的电脑，可以挂载SD卡上的boot和rootfs分区。
假设rootfs分区的挂载路径为/media/rootfs，执行以下命令可将Matrix的所有库文件和测试程序拷贝到Tiny4412的文件系统上。

$ cp install/usr/bin/* /media/rootfs/usr/bin/
$ cp install/lib/* /media/rootfs/lib/ -d

将SD卡重新插入Tiny4412，上电启动，在UbuntuCore的shell终端中执行以下命令运行模块Matrix-Joystick的测试程序。

$ matrix-joystick

注意：此模块并不支持热插拔，启动系统前需要确保硬件连接正确。

7.5 代码展示

int main(int argc, char ** argv)
{
    int i = 0;
    int x, y;
 
    x = y = 0;
    for (i=0; i<PS2_READ_TIMES; i++) {
        if (pcf8591Read(1, &x) != -1 && pcf8591Read(2, &y) != -1) {
            printf("x=%4d y=%4d\n", x, y);
        }
    }
    return 0;
}

8 与RaspberryPi连接使用

9 与Arduino连接使用

10 相关资料

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