MJKDZ PS2手柄控制OskarBot小车（二）：硬件连接与通信时序

大家好，又见面了，我是你们的朋友全栈君。

MJKDZ PS2手柄控制OskarBot小车（二）：硬件连接与通信时序

【目录】

    – 1、PS2硬件连接

        – 1.1 硬件连接原理图

        – 1.2 硬件接口关系对比

    – 2、通信协议

        – 2.1 PS2通信硬件接口与信号

        – 2.2 PS2通信时序

        – 2.3 PS2手柄各数据的意义

        – 2.4 PS2手柄数据与MJKDZ手柄：传送数据对比

    – 3、PS2手柄代码

        – 3.1 PS2手柄按键处理主要内容

        – 3.2 手柄命令处理函数的主要修改点

【目标】：OskarBot遥控，原来连接的是PS2手柄控制器，遵循PS2手柄协议，为模拟的SPI通信。

现改为MJKDZ的2.4GHz无线串口模块（BK2461），为串口通信。采用串口2接收MJKDZ手柄的数据，加入原PS2手柄的按键处理程序中。

【参考】：

（1）亚博智能 – 实验十四：C51单片机平台–PS2控制智能小车综合实验

   https://www.yahboom.com/build.html?id=1095&cid=161

（2）YFRobot – PS2解码通讯及例程V1.8.zip

http://yfrobot.com/thread-11561-1-1.html

采购信息：OskarBot 奥斯卡机器人舵机小车

小车：

https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z09.2.0.0.67002e8dCycmQ8&id=570479397628&_u=qefkhaj6c7e

STM32控制板： https://item.taobao.com/item.htm?spm=2013.1.0.0.7b9274f8qfCjqB&id=565040857054

1、PS2手柄硬件连接

1.1 硬件连接原理图

（1）PS2接收底座与芯片的管脚连接

 

（2）MJKDZ的无线串口模块与芯片连接（串口2）

1.2 硬件接口关系对比

（1）引脚功能对比

（2）改造方案

方案1、继续沿用PS2接口的模拟SPI通信，找两个端口当做CLK：硬件太复杂，放弃。

方案2、改用串口通信，修改代码，接收MJKDZ手柄传来的数据，移植到原PS2手柄处理的代码上（这些代码比较复杂，可以后期再优化精简）。

选择方案2.

（3）PS2手柄按键对应关系

2、通信协议

2.1 PS2通信硬件接口与信号

DI/DAT：信号流向，从手柄到主机，此信号是一个 8bit 的串行数据，同步传送于时钟的下降沿。信号的读取在时钟由高到低的变化过程中完成。

DO/CMD：信号流向，从主机到手柄，此信号和 DI 相对，信号是一个 8bit 的串行数据，同步传送于时钟的下降沿。
NC：空端口；

GND：电源地；

VDD：接收器工作电源，电源范围 3~5V；

CS/SEL：用于提供手柄触发信号。在通讯期间，处于低电平；

CLK：时钟信号，由主机发出，用于保持数据同步；

NC：空端口；

ACK：从手柄到主机的应答信号。此信号在每个 8bits 数据发送的最后一个周期变低并且 CS 一直保持低电平，如果 CS 信号不变低，约 60 微秒 PS 主机会试另一个外设。在编程时未使用 ACK 端口。

 

当主机想读手柄数据时，将会拉低 CS 线电平，并发出一个命令“0x01”；

手柄会回复它的 ID“0x41=模拟绿灯，0x73=模拟红灯”；

在手柄发送 ID 的同时，主机将传送 0x42，请求数据；

随后手柄发送出 0x5A，告诉主机“数据来了”。

 

2.2 PS2通信时序

 

 

时钟频率 250KHz（4us），如果接收数据不稳定，可以适当的增加频率。在通讯过程中，

一串数据通讯完成后 CS 才会由低转高，不是 1 个字节通讯完成后就由低转高，在通讯期间，

一直处于低电平。

在时钟下降沿时，完成数据（1bit）的发送与接收，发送和接收是同时完成的。

 

（1）当单片机想读手柄数据或向手柄发送命令时，将会拉低 CS 线电平，并发出一个命令“0x01”；

（2）手柄会回复它的 ID“0x41=绿灯模式，0x73=红灯模式”；

（3）在手柄发送 ID 的同时，单片机将传送 0x42，请求数据；

（4）随后手柄发送出 0x5A，告诉单片机“数据来了”。

（5）手柄正式发送数据；

（6）一个通讯周期有 9 个字节（8 位），这些数据是依次按位传送。

idle：数据线空闲，该数据线无数据传送。

 

2.3 PS2手柄各数据的意义

（1）PS2手柄数据格式

 

当有按键按下，对应位为“0”，其他位为“1”，例如当键“SELECT”被按下时，Data[3]=1111 1110 B。

 

MODE 灯的意义？

A：因手柄的供应商不同，模式灯有所区别。现有手柄 MODE 灯意义如下：

1、模式灯是“绿灯模式”和“红灯模式”；

2、ID 值没有改变，“0x41=红灯模式，0x73=绿灯模式”；

红灯模式时：左右摇杆发送模拟值，0x00~0xFF 之间，且摇杆按下的键值值 L3、R3 有效；

绿灯模式时：左右摇杆模拟值为无效，推到极限时，对应发送 UP、RIGHT、DOWN、LEFT、△、○、╳、□，按键 L3、R3 无效。

 

2.4 PS2手柄数据与MJKDZ手柄：传送数据对比

（1）主机发送数据

PS2手柄，需要主机发送请求，手柄才会传输数据。

而MJKDZ手柄，采用串口中断模式，只要按键值有更新，就发送数据。

 

Q：后期优化代码：MJKDZ手柄，收到发送请求，发送当前按键值。

 

（2）主机接收到的数据

PS2手柄发送数据固定：当有按键按下，对应位为“0”，其他位为“1”；

MJKDZ手柄发送数据，可自定义，修改后可保持与PS2手柄的数据一致；

 

Q：后期优化代码：MJKDZ手柄，追加发送数据的情况：

（1）按键值有更新，发送按键值，摇杆模拟量；

（2）按键值不变，摇杆值更新，不会单独发送数据（PS2手柄支持）。->临时替代方案：需要摇杆数据时，先改摇杆，再将R1键按下。后期再优化。

（3）两个按键同时按下，PS2手柄的按键值可正常响应，而MJKDZ手柄会识别成先后两个键按下。->此使用场景，是否有需求？

PS2手柄，单键按下，只有4个数字：7(0111)、B(1011)、D(1101)、E(1110)；PS2双键按下，有多种数字组合。

MJKDZ手柄，双键按下，如何读取数值？

 

注意事项：

1）都是发送8个字节（8位）数据；

2）头2个字节数据不同：PS2手柄为工作模式，数据Ready；MJKDZ手柄为自定义数据校验码1（0x73），校验码2（0x5A）被当做尾校验；

->数据处理，代码中增加首尾字符校验。

3）PS2手柄遍历所有按键（16个），需占用2个字节，才知道哪个按键被按下。按下的键位0，未按下为1。

MJKDZ手柄，一个字节，就知道哪个键被按下，按键代表的数值为自定义0x00~0x0F；

 

3、PS2手柄代码

3.1 PS2手柄按键处理主要内容

获取按键值，响应储存数据，处理命令

20ms读一次按键值

 

 

3.2 手柄命令处理函数的主要修改点

原PS2按键响应函数只需要赋值给下一步消息处理的函数，

现在需要增加判断一帧数据（MJKDZ发的8位数据）接收完毕，赋值给数组psx_buf[8]（原来为psx_buf[9]）。

数组的顺序与原来不同，但处理消息函数 收到的数据要保持不变 void parse_psx_buf(unsigned char *buf, unsigned char mode)