基于STM32的PS2遙控小車

摘要：PS2手柄是索尼的PlayStation2游戲機(jī)的遙控手柄。索尼的psx系列游戲主機(jī)在全球很是暢銷。不知什么時(shí)候便有人打起ps2手柄的主意，破解了通訊協(xié)議，使得手柄可以接在其他器件上遙控使用，比如遙控我們熟悉的智能小車。突出的特點(diǎn)是這款手柄性價(jià)比極高，按鍵豐富，方便擴(kuò)展到其它應(yīng)用中。

1.PS2手柄控制

PS2手柄由手柄與接收器兩部分組成，手柄主要負(fù)責(zé)發(fā)送按鍵信息；接收器與單片機(jī)（也可叫作主機(jī)，可直接用在PS2游戲機(jī)上）相連，用于接收手柄發(fā)來的信息，并傳遞給單片機(jī)，單片機(jī)也可通過接收器，向手柄發(fā)送命令，配置手柄的發(fā)送模式。

2.PS2手柄時(shí)序

1、CS線在通訊期間拉低，通信過程中CS信號(hào)線在一串?dāng)?shù)據(jù)（9個(gè)字節(jié),每個(gè)字節(jié)為8位）發(fā)送完畢后才會(huì)拉高，而不是每個(gè)字節(jié)發(fā)送完拉高。

2、DO、DI在在CLK時(shí)鐘的下降沿完成數(shù)據(jù)的發(fā)送和讀取。

“

下降沿：數(shù)字電平從高電平（數(shù)字“1”）變?yōu)榈碗娖剑〝?shù)字“0”）的那一瞬間叫作下降沿。

”

3、CLK的每個(gè)周期為12us。若在某個(gè)時(shí)刻，CLK處于下降沿，若此時(shí)DO為高電平則取“1”，低電平則取“0”。連續(xù)讀8次則得到一個(gè)字節(jié)byte的數(shù)據(jù)，連續(xù)讀9個(gè)字節(jié)就能得到一次傳輸周期所需要的數(shù)據(jù)。DI也是一樣的，發(fā)送和傳輸同時(shí)進(jìn)行。

以STM32與PS2手柄 通信為例：

1、 首先STM32拉低CS片選信號(hào)線，然后在每個(gè)CLK的下降沿讀一個(gè)bit，每讀八個(gè)bit（即一個(gè)byte）CLK拉高一小段時(shí)間，一共讀九組bit。這九個(gè)byte如下表

對(duì)應(yīng)的的手柄讀取代碼如下

//讀取手柄數(shù)據(jù)
voidPS2_ReadData(void)
{
volatileu8byte=0;
volatileu16ref=0x01;
CS_L;
PS2_Cmd(0x01);//開始命令
PS2_Cmd(0x42);//請(qǐng)求數(shù)據(jù)
for(byte=2;byte<9;byte++)//開始接受數(shù)據(jù)
{
for(ref=0x01;ref<0x100;ref<<=1)
{
CLK_H;
CLK_L;
delay_us(50);
CLK_H;
if(DI)
Data[byte]=ref|Data[byte];
}
delay_us(50);
}
CS_H;
}

2、第1個(gè)byte是STM32發(fā)給接收器命令“0X01” ，是一個(gè)開始的命令。

3、第2個(gè)byte是STM32發(fā)給PS2一個(gè)0x42請(qǐng)求數(shù)據(jù)。PS2手柄會(huì)在第二個(gè)byte回復(fù)它的ID（0x41=綠燈模式，0x73=紅燈模式）。

“

紅燈模式時(shí) ：左右搖桿發(fā)送模擬值，0x00~0xFF 之間，且搖桿按下的 鍵值 L3 、 R3 有效；綠燈模式時(shí) ：左右搖桿模擬值為無效，推到極限時(shí)，對(duì)應(yīng)發(fā)送 UP、RIGHT、DOWN、 LEFT、△、○、╳、□，按鍵 L3 、 R3 無效；

”

4、第3個(gè)byte時(shí)PS2 會(huì)給主機(jī)發(fā)送 “0x5A” 告訴STM32數(shù)據(jù)來了。

5、從第4個(gè)byte開始到第9個(gè)byte全是接收器給主機(jī)(stm32)發(fā)送的數(shù)據(jù)，每個(gè)byte定義如上圖，當(dāng)有按鍵按下，對(duì)應(yīng)位為“0 ”，例如當(dāng)鍵“SELECT”被按下時(shí)， Data[3]=11111110。

3.PS2手柄測(cè)試

手柄需要兩節(jié)7號(hào)1.5V的電池供電，接收器和單片機(jī)共用一個(gè)電源，電源范圍為3~5V，不能接反，不能超壓，過壓和反接，都會(huì)使接收器燒壞。手柄上有個(gè)電源開關(guān)，0N開/OFF關(guān)，將手柄開關(guān)打到0N上，在未搜索到接收器的狀況下，手柄的燈會(huì)不停的閃，在一定時(shí)間內(nèi)，還未搜索到接收器，手柄將進(jìn)入待機(jī)模式，手柄的燈將滅掉，這時(shí)，只有通過“START”鍵，喚醒手柄。接收器供電，在未配對(duì)的情況下，綠燈閃。手柄打開，接收器供電，手柄和接收器會(huì)自動(dòng)配對(duì)，這時(shí)燈常亮，手柄配對(duì)成功。下面是接線說明：

“

供電方面VDD接3.3~5V，GND接GND。接收器信號(hào)線與stm32連接方式DI->PAODO->PA1CS->PA2CLK->PA3

”

4.電機(jī)實(shí)物接線圖解

一般的小直流電機(jī)只引出兩個(gè)線，怎么這個(gè)電機(jī)有 6個(gè)線，而且還有兩個(gè)大焊點(diǎn)呢？其實(shí)，那兩個(gè)焊點(diǎn)分別和黃線和棕線是連接在一起的。也就是說只有6 個(gè)線，而6P 排線中，中間的四根線（紅綠白黑）是編碼器的線，只是用于測(cè)速，和直流電機(jī)本身沒有聯(lián)系。在實(shí)現(xiàn)開環(huán)控制的時(shí)候無需使用。我們只需控制施加在黃線和棕色線兩端的直流電壓大小和極性即可實(shí)現(xiàn)調(diào)試和換向。

5.TB6612FNG使用說明

要實(shí)現(xiàn)調(diào)試和換向功能，可以使用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的，但是單片機(jī)IO的帶負(fù)載能力較弱，而直流電機(jī)是大電流感性負(fù)載，所以我們需要功率放大器件，在這里選擇TB6612FNG。

TB6612FNG是東芝半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的一款直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器件，它具有大電流MOSFET-H橋結(jié)構(gòu)，雙通道電路輸出，可同時(shí)驅(qū)動(dòng)2個(gè)電機(jī)。也許大家更熟悉L298N，其實(shí)這兩者的使用基本一致的。而且，相比 L298N的熱耗性和外圍二極管續(xù)流電路，它無需外加散熱片，外圍電路簡(jiǎn)單，只需外接電源濾波電容就可以直接驅(qū)動(dòng)電機(jī)，利于減小系統(tǒng)尺寸。對(duì)于 PWM信號(hào)輸入頻率范圍，高達(dá)100 kHz的頻率更是足以滿足我們大部分的需求了。

以下是TB6612FNG 的主要參數(shù)：最大輸入電壓：VM = 15V最大輸出電流：Iout = 1.2A正反轉(zhuǎn)/短路剎車/停機(jī)功能模式內(nèi)置過熱保護(hù)和低壓檢測(cè)電路以下是TB6612 模塊測(cè)試一個(gè)電機(jī)的接線圖：

VM直接接電池即可，VCC 是內(nèi)部的邏輯供電，一般給3.3 或者5V 都行，模塊的3 個(gè)GND 接任意一個(gè)即可，因?yàn)槎际菍?dǎo)通的，STBY置高模塊才能正常工作。

完成上面的接線之后，我們就可以開始控制電機(jī)了，上圖中紅色部分的5個(gè)引腳控制一路電機(jī)，藍(lán)色部分的控制另外一路電機(jī)，這里只講其中的A 路，B路的使用是一樣的。AO1 和AO2 分別接到電機(jī)的+和-。然后通過PWMA、AIN2、AIN1控制電機(jī)。其中PWMA 接到單片機(jī)的PWM 引腳，一般10Khz 的PWM 即可，并通過改變占空比來調(diào)節(jié)電機(jī)的速度。下面是真值表：

AIN1接 3.3~5V、 AIN2 接GND、 PWMA接 3.3 ~5V。這樣相當(dāng)于控制電機(jī)滿占空比正轉(zhuǎn)；AIN1接 GND、 AIN2 接3.3~ 5V、 PWMA接 3.3~5V。這樣相當(dāng)于控制電機(jī)滿占空比反轉(zhuǎn)；

6.舵機(jī)轉(zhuǎn)向控制

關(guān)于舵機(jī)的控制我在前面的一篇文章已經(jīng)具體的說明了！

點(diǎn)擊查看：STM32驅(qū)動(dòng)舵機(jī)的原理與實(shí)現(xiàn)