搖桿一般在航模中的無人機、電玩、遙控車、云臺等設備上應用廣泛，很多帶有屏幕的設備也經(jīng)常使用搖桿作為菜單選擇的輸入控制。

本篇介紹雙軸按鍵搖桿的使用。

產(chǎn)品說明

PS2游戲雙軸搖桿傳感器模塊由采用原裝優(yōu)質(zhì)金屬PS2搖桿電位器制作，具有2軸(X,Y)模擬輸出，1路(Z)按鈕數(shù)字輸出；
方便配合Arduino傳感器擴展板使用。

產(chǎn)品特性

雙軸按鍵搖桿主要由兩個電位器和一個按鍵開關組成，兩個電位器隨著搖桿扭轉(zhuǎn)角度分別輸出X、Y軸上對應的電壓值，在Z軸方向上按下?lián)u桿可觸發(fā)輕觸按鍵。

在配套機械結構的作用下，無外力扭動的搖桿初始狀態(tài)下，兩個電位器都處在量程的中間位置。

它就是兩個電位器和按鍵的組合體。

使用方法

PS2游戲搖桿可以被視為一個按鈕和兩個電位計的組合。

實現(xiàn)的結構類似下面圖中所示：

這個圖對于理解PS2的按鍵原理有幫助，但是圖的質(zhì)量不是很好，網(wǎng)上找不到更好的圖片了，對付看吧。

電位器的兩端，1腳和3腳之間接上電源，本設計中相當于接上3.3V和GND。

擺動PS2游戲搖桿相當于上圖中可動臂轉(zhuǎn)動，隨著接觸刷改變接觸位置，滑動變阻器（電位器）的引腳2處的輸出電壓即發(fā)生變化。

X，Y軸為模擬輸入信號而Z軸是數(shù)字輸入信號，因此，x和y端口連接到ADC引腳，而z端口連接到數(shù)字端口。

所以我們一共需要使用STM32的三個GPIO引腳，其中兩個模擬信號輸入引腳和一個數(shù)字信號輸入引腳。

PS2游戲搖桿正常狀態(tài)（不受力狀態(tài)）檢測電壓常態(tài)時為1.65V附近，最大值3.3V，最小值0V，用STM32自帶ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的兩個通道分別檢測電壓值的變化就可以知道搖桿指向的位置了。

由于STM32單片機的ADC是12位精度，AD值在[0, 4095]之間，理論上X、Y軸輸出中間值2048，但由于電位器及結構差異，原點值會有偏差，有些應用中需要進行校準。

程序中最主要的部分是按鍵掃描函數(shù)，我們分別采集搖桿的X軸和Y軸模擬輸入，通過測試我們選取模擬量ADC值中的0~100、1900~2150、4850~4095三個區(qū)間，作為按鍵的三個狀態(tài)，當扭動搖桿采集回的數(shù)據(jù)小于100或者大于4850，就認為這個軸向上進行了按鍵觸發(fā)。

使用變量VRx（VRy）保存按鍵按下狀態(tài)，只有當模擬量再次進入小于100或者大于4850時才會再次觸發(fā)一次按鍵返回。

由上可知，要獲得按鍵狀態(tài)的難點就是如何獲得VRx、VRy引腳的ADC值。

STM32自帶ADC功能，查看芯片手冊，手冊上引腳中帶有如下標識的引腳即有ADC功能。

對照下面的圖：

我們可知，PC0、PC1、PC2三個引腳可以選擇ADC1、ADC2或ADC3任意一個，初始化選中的ADC，然后獲取通道11的值，即可得到PC1引腳的模擬量值，獲取通道12的值，即可得到PC2引腳的模擬量值。

我們下面實現(xiàn)的代碼選用的是ADC1。

硬件連接

ADC功能實現(xiàn)步驟：

1. ADC功能初始化

void  Adc_Init(void)
{  
 ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure; 
 GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC |RCC_APB2Periph_ADC1 , ENABLE );   //使能ADC1通道時鐘
 
 RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6);   //設置ADC分頻因子6 72M/6=12,ADC最大時間不能超過14M

 //PC1 PC2
 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1|GPIO_Pin_2;
 GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;  //模擬輸入引腳
 GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);

 ADC_DeInit(ADC1);  //復位ADC1,將外設 ADC1 的全部寄存器重設為缺省值

 ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent; //ADC工作模式:ADC1和ADC2工作在獨立模式
 ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE; //模數(shù)轉(zhuǎn)換工作在單通道模式
 ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE; //模數(shù)轉(zhuǎn)換工作在單次轉(zhuǎn)換模式
 ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None; //轉(zhuǎn)換由軟件而不是外部觸發(fā)啟動
 ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right; //ADC數(shù)據(jù)右對齊
 ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 1; //順序進行規(guī)則轉(zhuǎn)換的ADC通道的數(shù)目
 ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure); //根據(jù)ADC_InitStruct中指定的參數(shù)初始化外設ADCx的寄存器   
  
 ADC_Cmd(ADC1, ENABLE); //使能指定的ADC1
 
 ADC_ResetCalibration(ADC1); //使能復位校準  
  
 while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1)); //等待復位校準結束
 
 ADC_StartCalibration(ADC1);  //開啟AD校準
 
 while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1));  //等待校準結束
}

2. 獲取ADC值函數(shù)

//獲得ADC值
//ch:通道值 0~3
u16 Get_Adc(u8 ch)   
{
   //設置指定ADC的規(guī)則組通道，一個序列，采樣時間
 ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ch, 1, ADC_SampleTime_239Cycles5 ); //ADC1,ADC通道,采樣時間為239.5周期          
  
 ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);  //使能指定的ADC1的軟件轉(zhuǎn)換啟動功能 
  
 while(!ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_EOC ));//等待轉(zhuǎn)換結束

 return ADC_GetConversionValue(ADC1); //返回最近一次ADC1規(guī)則組的轉(zhuǎn)換結果
}

u16 Get_Adc_Average(u8 ch,u8 times)
{
 u32 temp_val=0;
 u8 t;
 for(t=0;t<times;t++)
 {
  temp_val+=Get_Adc(ch);
  delay_ms(5);
 }
 return temp_val/times;
} 

3. main函數(shù)，while循環(huán)中，循環(huán)獲得VRx、VRy引腳的電壓值，并打印輸出

#include "stm32f10x.h"  
#include "delay.h"
#include "usart.h" 

#include "common.h"

#include "adc.h"
#include "key.h"

int main(void)  
{ 
 int times = 0; 
 u8 i = 0;
 u8 key=0XFF;
 u16 VRx,VRy;
 u8 dtbuf[50];     
 
 //初始化
 //延時函數(shù)初始化   
 delay_init();
    
 uart_init(115200);    //串口1:Debug,初始化為115200 
 
 Adc_Init();
 KEY_Init();
 
 printf("System Init OK ...\r\n");
 
 while(1) 
 {
  
  times++; 
  
  VRx = Get_Adc_Average(11,10); //PC1 
  
  VRy = Get_Adc_Average(12,10); //PC2
  
  if((VRx >= 2100 || VRx <= 1900) || (VRy >= 2100 || VRy <= 1900))
  {
   sprintf(dtbuf, "VRx:%04d--VRy:%04d \r\n", VRx,VRy);   
   printf(dtbuf);
  }  

  key = KEY_Scan(0);
  
  if(key)   
  { 
   switch(key)    
   { 
    case KEY_SW_PRES:
     {     
      printf("KEY_SW_PRES...\r\n");
     }
     break;     
    default:
     break;
   }   
   
  }  
  
    delay_ms(10); 
 }  
}

結果展示

由上我們可以看出，上下左右改變搖桿的位置，XY軸的AD值是變化的，按下SW按鍵，也能正常檢測出按下的狀態(tài)，所以一個PS2按鍵傳感器可以當做多個按鍵使用。