Difference between revisions of "Matrix - Joystick/zh"

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(运行测试程序)
(连接NanoPC-T2)
 
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==介绍==
 
==介绍==
 
[[File:Joystick01.png|thumb|Joystick]]
 
[[File:Joystick01.png|thumb|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。PS2游戏用的就是这种摇杆,两路模拟量输出,一路数字量输出,X,Y轴输出为两个电位器,可以通过AD转换读出扭动角度。向下按摇杆,可以出动一路轻触开关,为数字输出,已上拉。适用于两自由度舵机云台控制或者其他遥控比例控制。
+
*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。
 
*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。
  
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|名称 || 描述
 
|名称 || 描述
 
|-
 
|-
|GND   || 地
+
|GND   || 地
 
|-
 
|-
 
|5V    || 电源5V
 
|5V    || 电源5V
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|SW    || 按键
 
|SW    || 按键
 
|-  
 
|-  
|X       || X轴
+
|X     || X轴
 
|-
 
|-
 
|Y    || Y轴
 
|Y    || Y轴
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==工作原理==
 
==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。<br>
 
*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。<br>
*为了更加方便地配合扩展板等标准接口,在设计上把 X,Y,Z 轴的电路都单独引出,以控制输入这个操纵杆模块的 x、y、z 的值以及在特定的值下实现某种功能。
+
*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。
  
==下载Matrix源码==
+
==硬件连接==
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:git://github.com/friendlyarm/matrix.git <br>
+
模块Matrix-Joystick输出的是模拟信号,需要使用ADC转换模块Matrix-Analog_to_Digital_Converter将模拟信号转换为数字信号。<br>
该仓库里不同的分支代表着Matrix配件所支持的不同开发板。<br>
+
关于模块Matrix-Analog_to_Digital_Converter的使用方法可参考wiki:[[Matrix_-_Analog_to_Digital_Converter/zh|Matrix-Analog_to_Digital_Converter]]。<br>
*matrix-nanopi分支包含了Matrix对NanoPi的支持;
+
*matrix-tiny4412分支包含了Matrix对Tiny4412的支持;
+
*matrix-raspberrypi分支包含了Matrix对RaspberryPi的支持;
+
  
在主机PC上安装git,以Ubuntu14.04为例
+
===连接NanoPi NEO/NanoPi NEO Air===
<syntaxhighlight lang="bash">
+
NanoPi M1和NanoPi NEO以及NanoPi NEO Air的前24Pin引脚定义是一模一样的,所以它们操作Matrix配件的步骤是一样的,并且使用同一份代码。<br>
$ sudo apt-get install git
+
</syntaxhighlight>
+
  
克隆Matrix配件代码仓库
+
参考下图连接模块:<br>
<syntaxhighlight lang="bash">
+
[[File:Matrix_Joystick_nanopi_NEO.jpg|frameless|600px|Matrix_Joystick_nanopi_NEO]]
$ git clone git://github.com/friendlyarm/matrix.git
+
</syntaxhighlight>
+
克隆完成后会得到一个matrix目录,里面存放着所有Matrix配件的代码。
+
  
==与NanoPi连接使用==
+
连接说明:
===准备工作===
+
{| class="wikitable"
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/zh|NanoPi]]
+
|-
 +
|Matrix-Joystick ||   
 +
|-
 +
|GND    || NanoPi NEO Pin9
 +
|-
 +
|5V    || NanoPi NEO Pin2
 +
|-
 +
|X      || Matrix-Analog_to_Digital_Converter A1
 +
|-
 +
|Y      || Matrix-Analog_to_Digital_Converter A2
 +
|}
  
===硬件连接===
+
===连接NanoPi M1===
参考下图连接模块Matrix-Joystick、模块Matrix-Analog_to_Digital_Converter和NanoPi <br>
+
参考下图连接模块:<br>
[[File:matrix-joystick_nanopi.jpg|frameless|600px|matrix-joystick_nanopi]]
+
[[File:Matrix_Joystick_nanopi_m1.jpg|frameless|600px|Matrix_Joystick_nanopi_m1]]
  
 
连接说明:
 
连接说明:
 
{| class="wikitable"
 
{| class="wikitable"
 
|-
 
|-
|Matrix-Joystick ||      
+
|Matrix-Joystick ||    
 
|-
 
|-
|GND    || NanoPi Pin14
+
|GND    || NanoPi M1 Pin9
 
|-
 
|-
|5V   || NanoPi Pin2
+
|5V     || NanoPi M1 Pin2
|-
+
|SW      || Matrix-Analog_to_Digital_Converter A2
+
 
|-
 
|-
|X     || Matrix-Analog_to_Digital_Converter A1
+
|X     || Matrix-Analog_to_Digital_Converter A1
 
|-
 
|-
|Y     || Matrix-Analog_to_Digital_Converter A0
+
|Y     || Matrix-Analog_to_Digital_Converter A2
 
|}
 
|}
  
===编译测试程序===
+
===连接NanoPi 2===
进入matrix代码仓库,切换到matrix-nanopi分支
+
参考下图连接模块:<br>
<syntaxhighlight lang="bash">
+
[[File:Matrix-Joystick_nanopi_2.jpg|frameless|600px|Matrix-Joystick_nanopi_2]]
$ cd matrix
+
$ git checkout matrix-nanopi
+
</syntaxhighlight>
+
  
编译Matrix配件代码
+
连接说明:
<syntaxhighlight lang="bash">
+
{| class="wikitable"
$ make CROSS_COMPILE=arm-linux- clean
+
|-
$ make CROSS_COMPILE=arm-linux-
+
|Matrix-Joystick ||       
$ make CROSS_COMPILE=arm-linux- install
+
|-
</syntaxhighlight>
+
|GND    || NanoPi 2 Pin9
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。<br>
+
|-
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。<br>
+
|5V    || NanoPi 2 Pin2
 +
|-
 +
|X      || Matrix-Analog_to_Digital_Converter A1
 +
|-
 +
|Y      || Matrix-Analog_to_Digital_Converter A2
 +
|}
  
===运行测试程序===
+
===连接NanoPi M2 / NanoPi 2 Fire===
拷贝库文件和测试程序到NanoPi的文件系统上
+
NanoPi M2和NanoPi 2 Fire的40 Pin引脚定义是一模一样的,所以它们操作Matrix配件的步骤是一样的,这里仅以NanoPi M2为例。<br>
<syntaxhighlight lang="bash">
+
参考下图连接模块:<br>
$ cp install/usr/bin/* nanopi_rootfs/usr/bin/
+
[[File:Matrix_Joystick_nanopi_m2.jpg|frameless|600px|Matrix_Joystick_nanopi_m2]]
$ cp install/lib/* nanopi_rootfs/lib/ -d
+
</syntaxhighlight>
+
  
然后启动NanoPi,在Debian的shell终端中执行如下命令运行模块Matrix-Joystick的测试程序 <br>
+
连接说明:
<syntaxhighlight lang="bash">
+
{| class="wikitable"
$ matrix-joystick
+
|-
</syntaxhighlight>
+
|Matrix-Joystick ||       
 +
|-
 +
|GND    || NanoPi M2 Pin9
 +
|-
 +
|5V    || NanoPi M2 Pin2
 +
|-
 +
|X      || Matrix-Analog_to_Digital_Converter A1
 +
|-
 +
|Y      || Matrix-Analog_to_Digital_Converter A2
 +
|}
  
===代码展示===
+
===连接NanoPi M3===
<syntaxhighlight lang="c">
+
参考下图连接模块:<br>
int main(int argc, char ** argv)
+
[[File:Matrix_Joystick_nanopi_m3.jpg|frameless|600px|Matrix_Joystick_nanopi_m3]]
{
+
int mode = 0x0;
+
  
if ((devFD = pcf8591Init()) == -1) {
+
连接说明:
        printf("Fail to init pcf8591 AD\n");
+
{| class="wikitable"
        return -1;
+
|-
    }
+
|Matrix-Joystick ||       
    if (pcf8591SetCtrl(devFD, PCF8591_INIT_AD_CONTROL) == -1) {
+
|-
        printf("Fail to Set pcf8591 control AD\n");
+
|GND    || NanoPi M3 Pin9
        pcf8591DeInit(devFD);
+
|-
        return -1;
+
|5V     || NanoPi M3 Pin2
     }
+
|-
 
+
|X      || Matrix-Analog_to_Digital_Converter A1
    int i = 0;
+
|-
int x, y, z;
+
|Y     || Matrix-Analog_to_Digital_Converter A2
signal(SIGINT, PS2Handler);
+
|}
for (i=0; i<PS2_READ_TIMES; i++) {
+
x = pcf8591Read(devFD, mode, PCF8591_AIN_CHANNEL0);
+
y = pcf8591Read(devFD, mode, PCF8591_AIN_CHANNEL1);
+
z = pcf8591Read(devFD, mode, PCF8591_AIN_CHANNEL2);
+
if (z > SW_TRIGGER) {
+
z = 0;
+
} else {
+
z = 1;
+
}
+
printf("X=%3d Y=%3d Z=%d\n", x, y, z);
+
sleep(1);
+
}
+
pcf8591DeInit(devFD);
+
return 0;
+
}
+
</syntaxhighlight>
+
 
+
==与Tiny4412连接使用==
+
===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。<br>
+
注意:只能使用Tiny4412SDK-1506的底板。
+
  
===硬件连接===
+
===连接NanoPC-T2/NanoPC-T3===
参考下图连接模块Matrix-Joystick、模块Matrix-Analog_to_Digital_Converter和Tiny4412 <br>
+
由于NanoPC-T2跟NanoPC-T3的引脚是一样的,所以连接方式是一样的,这里仅以T2为例,参考下图连接模块:<br>
[[File:matrix-joystick_tiny4412.jpg|frameless|600px|matrix-joystick_tiny4412]]
+
[[File:Matrix_Joystick_NanoPC-T2.jpg|frameless|600px|Matrix_Joystick_NanoPC-T2]]
  
 
连接说明:
 
连接说明:
Line 153: Line 138:
 
|Matrix-Joystick ||         
 
|Matrix-Joystick ||         
 
|-
 
|-
|GND    || Tiny4412 CON16 GND
+
|GND    || NanoPC-T2 USB Host GND
 
|-
 
|-
|5V   || Tiny4412 CON16 5V
+
|5V     || NanoPC-T2 USB Host 5V
|-
+
|SW      || Matrix-Analog_to_Digital_Converter A2
+
 
|-
 
|-
|X     || Matrix-Analog_to_Digital_Converter A1
+
|X     || Matrix-Analog_to_Digital_Converter A1
 
|-
 
|-
|Y     || Matrix-Analog_to_Digital_Converter A0
+
|Y     || Matrix-Analog_to_Digital_Converter A2
 
|}
 
|}
  
===编译测试程序===
+
==编译运行测试程序==
进入matrix代码仓库,切换到matrix-tiny4412分支
+
启动开发板并运行Debian系统,进入系统后克隆Matrix代码仓库:
 
<syntaxhighlight lang="bash">
 
<syntaxhighlight lang="bash">
$ cd matrix
+
$ apt-get update && apt-get install git
$ git checkout matrix-tiny4412
+
$ git clone https://github.com/friendlyarm/matrix.git
 
</syntaxhighlight>
 
</syntaxhighlight>
 +
克隆完成后会得到一个名为matrix的目录。
  
编译Matrix配件代码
+
编译并安装Matrix:
 
<syntaxhighlight lang="bash">
 
<syntaxhighlight lang="bash">
$ make CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- clean
+
$ cd matrix
$ make CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf-
+
$ make && make install
$ make CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- install
+
 
</syntaxhighlight>
 
</syntaxhighlight>
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。<br>
 
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。
 
  
===运行测试程序===
+
运行测试程序:
拷贝库文件和测试程序到Tiny4412的UbuntuCore的文件系统上
+
 
<syntaxhighlight lang="bash">
 
<syntaxhighlight lang="bash">
$ cp install/usr/bin/* tiny4412_rootfs/usr/bin/
+
$ matrix-joystick
$ cp install/lib/* tiny4412_rootfs/lib/ -d
+
 
</syntaxhighlight>
 
</syntaxhighlight>
 
+
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。<br>
然后启动Tiny4412,在UbuntuCore的shell终端中执行如下命令运行模块Matrix-Joystick的测试程序
+
运行效果如下:<br>
 
<syntaxhighlight lang="bash">
 
<syntaxhighlight lang="bash">
$ matrix-joystick
+
x=1280 y=1280
 
</syntaxhighlight>
 
</syntaxhighlight>
 +
拨动摇杆可以检测到x和y轴的变化。
  
===代码展示===
+
==代码说明==
 +
所有的开发板都共用一套Matrix代码,本模块的测试示例代码为matrix-joystick,内容如下:
 
<syntaxhighlight lang="c">
 
<syntaxhighlight lang="c">
 
int main(int argc, char ** argv)
 
int main(int argc, char ** argv)
 
{
 
{
int mode = 0x0;
+
    int i = 0;
 
+
    int x, y, board;
if ((devFD = pcf8591Init()) == -1) {
+
   
         printf("Fail to init pcf8591 AD\n");
+
    x = y = 0;
 +
    if ((board = boardInit()) < 0) {
 +
         printf("Fail to init board\n");
 
         return -1;
 
         return -1;
 
     }
 
     }
     if (pcf8591SetCtrl(devFD, PCF8591_INIT_AD_CONTROL) == -1) {
+
      
        printf("Fail to Set pcf8591 control AD\n");
+
    system("modprobe "DRIVER_MODULE);
         pcf8591DeInit(devFD);
+
    signal(SIGINT, intHandler);
        return -1;
+
    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);
 +
         }
 
     }
 
     }
 
+
     system("rmmod "DRIVER_MODULE);
     int i = 0;
+
    return 0;
int x, y, z;
+
signal(SIGINT, PS2Handler);
+
for (i=0; i<PS2_READ_TIMES; i++) {
+
x = pcf8591Read(devFD, mode, PCF8591_AIN_CHANNEL0);
+
y = pcf8591Read(devFD, mode, PCF8591_AIN_CHANNEL1);
+
z = pcf8591Read(devFD, mode, PCF8591_AIN_CHANNEL2);
+
if (z > SW_TRIGGER) {
+
z = 0;
+
} else {
+
z = 1;
+
}
+
printf("X=%3d Y=%3d Z=%d\n", x, y, z);
+
sleep(1);
+
}
+
pcf8591DeInit(devFD);
+
return 0;
+
 
}
 
}
 
</syntaxhighlight>
 
</syntaxhighlight>
 
+
API说明参考维基:[[Matrix API reference manual/zh|Matrix API reference manual]] <br>
==与RaspberryPi连接使用==
+
 
+
==与Arduino连接使用==
+
  
 
==相关资料==
 
==相关资料==

Latest revision as of 08:46, 10 November 2016

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
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 硬件连接

模块Matrix-Joystick输出的是模拟信号,需要使用ADC转换模块Matrix-Analog_to_Digital_Converter将模拟信号转换为数字信号。
关于模块Matrix-Analog_to_Digital_Converter的使用方法可参考wiki:Matrix-Analog_to_Digital_Converter

4.1 连接NanoPi NEO/NanoPi NEO Air

NanoPi M1和NanoPi NEO以及NanoPi NEO Air的前24Pin引脚定义是一模一样的,所以它们操作Matrix配件的步骤是一样的,并且使用同一份代码。

参考下图连接模块:
Matrix_Joystick_nanopi_NEO

连接说明:

Matrix-Joystick
GND NanoPi NEO Pin9
5V NanoPi NEO Pin2
X Matrix-Analog_to_Digital_Converter A1
Y Matrix-Analog_to_Digital_Converter A2

4.2 连接NanoPi M1

参考下图连接模块:
Matrix_Joystick_nanopi_m1

连接说明:

Matrix-Joystick
GND NanoPi M1 Pin9
5V NanoPi M1 Pin2
X Matrix-Analog_to_Digital_Converter A1
Y Matrix-Analog_to_Digital_Converter A2

4.3 连接NanoPi 2

参考下图连接模块:
Matrix-Joystick_nanopi_2

连接说明:

Matrix-Joystick
GND NanoPi 2 Pin9
5V NanoPi 2 Pin2
X Matrix-Analog_to_Digital_Converter A1
Y Matrix-Analog_to_Digital_Converter A2

4.4 连接NanoPi M2 / NanoPi 2 Fire

NanoPi M2和NanoPi 2 Fire的40 Pin引脚定义是一模一样的,所以它们操作Matrix配件的步骤是一样的,这里仅以NanoPi M2为例。
参考下图连接模块:
Matrix_Joystick_nanopi_m2

连接说明:

Matrix-Joystick
GND NanoPi M2 Pin9
5V NanoPi M2 Pin2
X Matrix-Analog_to_Digital_Converter A1
Y Matrix-Analog_to_Digital_Converter A2

4.5 连接NanoPi M3

参考下图连接模块:
Matrix_Joystick_nanopi_m3

连接说明:

Matrix-Joystick
GND NanoPi M3 Pin9
5V NanoPi M3 Pin2
X Matrix-Analog_to_Digital_Converter A1
Y Matrix-Analog_to_Digital_Converter A2

4.6 连接NanoPC-T2/NanoPC-T3

由于NanoPC-T2跟NanoPC-T3的引脚是一样的,所以连接方式是一样的,这里仅以T2为例,参考下图连接模块:
Matrix_Joystick_NanoPC-T2

连接说明:

Matrix-Joystick
GND NanoPC-T2 USB Host GND
5V NanoPC-T2 USB Host 5V
X Matrix-Analog_to_Digital_Converter A1
Y Matrix-Analog_to_Digital_Converter A2

5 编译运行测试程序

启动开发板并运行Debian系统,进入系统后克隆Matrix代码仓库:

$ apt-get update && apt-get install git
$ git clone https://github.com/friendlyarm/matrix.git

克隆完成后会得到一个名为matrix的目录。

编译并安装Matrix:

$ cd matrix
$ make && make install

运行测试程序:

$ 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。
运行效果如下:

x=1280 y=1280

拨动摇杆可以检测到x和y轴的变化。

6 代码说明

所有的开发板都共用一套Matrix代码,本模块的测试示例代码为matrix-joystick,内容如下:

int main(int argc, char ** argv)
{
    int i = 0;
    int x, y, board;
 
    x = y = 0;
    if ((board = boardInit()) < 0) {
        printf("Fail to init board\n");
        return -1;
    }
 
    system("modprobe "DRIVER_MODULE);
    signal(SIGINT, intHandler);
    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);
        }
    }
    system("rmmod "DRIVER_MODULE);
    return 0;
}

API说明参考维基:Matrix API reference manual

7 相关资料