基于STM32控制的PS2摇柄模块—双轴按键摇杆控制器控制TFTLCD

原文链接：https://www.cnblogs.com/zitech/p/5033851.html

实验使用如下所示的双轴按键摇杆控制器，来控制TFTLCD上显示的直线首先介绍一下双轴按键摇杆控制器。原理：十字摇杆为一个双向的10K电阻器，随着摇杆方向不同，抽头的阻值随着变化。本模块使用5V供电（在本实验中使用3.3V ），原始状态下X，Y读出电压为2.5V左右（本实验为1.65V），当随箭头方向按下，读出电压值随着增加，最大到5V （本实验最大为3.3V） ;箭头相反方向按下，读出电压值减少，最小为0V即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ž轴上按下，类型其为数字开关量坐标标识符清晰简明，准确定位;用其可以轻松控制物体（如二自由度舵机云台）在二维空间运动。

实验目的：

在屏幕的中心区域显示一条射线，射线起点为屏幕中心（120160），射线方向与摇杆歪的方向相同，射线长度与歪的程度有关线路连接。：

PC1 - ADC1 channel_11;  PC0 - ADC1 channel_10; 
PC2 - SW;

实验准备：

如图1所示，实验中对摇杆两个模拟段输入的检测需要使用STM32的ADC功能;

2，在数据转换之后的移动数据时使用DMA，以将数据及时转移出ADC的寄存器;

我们先来看看主函数，在主函数中我们定义了浮点型数组float ADC_ConvertedValueLocal [2];用于保存转换计算后的电压值，还有在adc.c文件中定义的数组ADC_ConvertedValue [2] ;用来装转换后的数据。

的的#include 中中
的的#include “ stm32f10x.h ” 
的的#include “ led.h ” 
的的#include “ delay.h ” 
的的#include “ key.h ” 
的的#include “ timer.h ” 
的＃包括“ beep.h ” 
＃包括“ usart.h中” 
的#include “ adc.h ” 
的#include “ lcd.h用于”

// ADC1转换的电压值通过MDA方式传到SRAM 
外部 __IO uint16_t ADC_ConvertedValue [ 2 ];

// 局部变量，用于保存转换计算后的电压值               
float ADC_ConvertedValueLocal [ 2 ];    

int main（void ）
{ 
  u8 x = 0 ; 
  u8 lcd_id [ 12 ];            // 存放LCD ID字符串  
  SysTick_Init（）; // 延时  
  初始化USART1_Int（9600 ）; 
  LCD_Init（）; 
  ADC1_Init（）; 
 POINT_COLOR = RED; 
  而（1 ）
    {        
        
        如果（GPIO_ReadInputDataBit（GPIOC，GPIO_Pin_2）！= 1 ）{ 
            LCD_Clear（黄色）; 
            LCD_ShowString（20，100，200，100，16，“ 谢谢你！ ” ）;    
            Delay_ms（2000 ）;    
            LCD_Clear（白色）; 
        }
        
        对于（x = 0 ; x < 2 ; x ++ ）{ 
            ADC_ConvertedValueLocal [x] =（float）ADC_ConvertedValue [x] / 4096 * 3.3 ; // 读取转换的AD值  
            LCD_ShowxNum（0，0 + X * 20，ADC_ConvertedValue [X]，5，16，0 ）; 
        }
 
        LCD_DrawLine（124，158，165 - （50 * ADC_ConvertedValueLocal [ 1 ]）+ 42，50 * ADC_ConvertedValueLocal [ 0 ] + 78 ）;                
           
        Delay_ms（100 ）;    
        LCD_Fill（34，72，210，246 ，LGRAY）; 
        
    } 
}

在主函数的而（1）循环之前，我进了三个初始化，分别是：

  USART1_Int（9600 ）; 
  LCD_Init（）; 
  ADC1_Init（）;

在这里第一个就不在介绍，不懂解的可以参考：http：//www.ciast.net/post/2015119.html  。第二个在这里也不作为重点介绍，TFTLCD的介绍可以参见  http：/ /www.ciast.net/post/20151112.html  ，在这里我们会使用到lcd.c中定义的一些操作液晶屏的函数，如下所示：

// 清屏函数
  // 颜色：清要屏的
填充色空隙LCD_Clear（U16颜色）;
// 在指定区域内填充单个颜色
  // （SX，SY），（例如，EY）：填充矩形对角坐标，区域大小为:(前SX + 1）*（EY-SY + 1）   
  // 颜色：要
填充的颜色空隙LCD_Fill（U16 SX，SY U16，U16 EX，EY U16，U16颜色）;
// 画线
  // x1，y1：起点坐标
  // x2，y2：终点坐标    
void LCD_DrawLine（u16 x1，u16 y1，u16 x2，u16 y2）;
// 显示数字，高位为0，还是显示
  // x，y：起点坐标// num：数值（0〜999999999
  ）;     
// len：长度（即要显示的位数）
  //size：字体大小
  // mode：
  // [7]：0，不填充; 1，填充0.
 // [6：1]：保留
  // [0]：0，非叠加显示; 1，叠加显示。
空隙LCD_ShowxNum（U16的x，U16 Y，U32 NUM，U8 LEN，U8大小，U8模式）;
// 显示字符串
  // x，y：起点坐标
  // 宽度，高度：区域大小  
  // 尺寸：字体大小
  // * p：字符串起始地址            
void LCD_ShowString（u16 x，u16 y，u16 width，u16身高，u8大小，u8 * p）

这些功能将在一段时间（1）循环中使用我们现在着重要将的是ADC1_Init（）;这个初始化函数，我们找到这个函数的定义，内容如下：

/ * 
 *函数名：ADC1_Init 
 *描述：无
 *输入：无
 *输出：无
 *调用：外部调用
 * / 
void ADC1_Init（void ）
{ 
    ADC1_GPIO_Config（）; 
    ADC1_Mode_Config（）; 
}

这个函数由另外两个函数组成，分别是：

/ * 
 *函数名：ADC1_GPIO_Config 
 *描述：使能ADC1和DMA1的时钟，初始PC.00，PC.01和PC.02 
 *输入：无
 *输出：无
 *调用：内部调用
 * / 
static  void ADC1_GPIO_Config（void ）;
/ * 函数名：ADC1_Mode_Config 
 *描述：配置ADC1的工作模式为MDA模式
 *输入：无
 *输出：无
 *调用：内部调用
 * / 
static  void ADC1_Mode_Config（void）;

首先看的是第一个函数，即引脚定义：

/ * 
 *函数名：ADC1_GPIO_Config 
 *描述：使能ADC1和DMA1的时钟，初始化PC.01 
 *输入：无
 *输出：无
 *调用：内部调用
 * / 
static  void ADC1_GPIO_Config（void ）
{ 
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    
    / * 
    启用DMA 时钟* / RCC_AHBPeriphClockCmd（RCC_AHBPeriph_DMA1，ENABLE）;
    
    / * 使能ADC1和
    GPIOC 时钟* / RCC_APB2PeriphClockCmd（RCC_APB2Periph_ADC1 | RCC_APB2Periph_GPIOC，ENABLE）;
    
    / *将PC.01配置为模拟输入* / 
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_0; 
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN; 
    GPIO_Init（GPIOC，＆GPIO_InitStructure）;                // PC1 PC0，输入时不用设置速率
    
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2; 
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU; 
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; 
    GPIO_Init（GPIOC，＆GPIO_InitStructure）;                // PC2设置按键功能
}

我将两个模拟输入设置为GPIO_Mode_AIN（模拟输入），将PC2按键功能键设置成上拉输入（摇杆的SW引脚已经被上拉）。下面是重点：

在ADC1_GPIO_Config（void ）函数中，我们主要进行的是DMA和ADC1双通道的设置，下面我们对负责传输的DMA进行设置：

DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;

/ * DMA通道1配置* / 
    DMA_DeInit（DMA1_Channel1）; 
    DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = ADC1_DR_Address;     // ADC地址  
    DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr =（u32）＆ADC_ConvertedValue; // 内存地址  
    DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralSRC; 
    DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = 2 ; 
    DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable; // 外设地址固定  
    DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable;  // 内存地址固定  
    DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_HalfWord;    // 半字  
    DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_HalfWord; 
    DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Circular;        // 循环传输  
    DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_High; 
    DMA_InitStructure.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable; 
    DMA_Init（DMA1_Channel1，＆DMA_InitStructure）;
    
    / * 
    启用DMA通道1 * / DMA_Cmd（DMA1_Channel1，ENABLE）;

 

下面我们开始使用ADC1的通道10和通道11来转换接受到的虚拟信号：

ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;

/ * ADC1配置* / 
    ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;    // 独立ADC模式  
    ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = ENABLE;      // 禁止扫描模式，扫描模式用于多通道采集  
    ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = ENABLE;    // 开启连续转换模式，即不停地进行ADC转换  
    ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None;    // 不使用外部触发转换  
    ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;     // 采集数据右对齐  
    ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 2 ;         // 要转换的通道数目2  
    ADC_Init（ADC1，＆ADC_InitStructure）;
    
    
    / * 配置ADC时钟，为PCLK2的8分频，即9Hz * / 
    RCC_ADCCLKConfig（RCC_PCLK2_Div8）; 
    / * 配置ADC1的通道11为55. 5 个采样周期，序列为1 * /  
    ADC_RegularChannelConfig（ADC1，ADC_Channel_11，1 ，ADC_SampleTime_55Cycles5）; 
    ADC_RegularChannelConfig（ADC1，ADC_Channel_10，2，ADC_SampleTime_55Cycles5）; // ADC1; ADC1通道0;第2转换;采样时间为239.5周期

    ADC_DMACmd（ADC1，ENABLE）;      / * 
    启用ADC1 DMA * / ADC_Cmd（ADC1，ENABLE）;          / * 
    启用ADC1 * / ADC_ResetCalibration（ADC1）;       / * 复位校准寄存器* / while
    
    （ADC_GetResetCalibrationStatus（ADC1））;     / * 等待校准寄存器复位完成* / 
    ADC_StartCalibration（ADC1）;       / * ADC校准* / 
    while（ADC_GetCalibrationStatus（ADC1））;      / * 等待校准完成* /
    
    
    / * 由于没有采用外部触发，所以使用软件触发ADC转换* /  
    ADC_SoftwareStartConvCmd（ADC1，ENABLE）;

我把整个ADC的设置分成了四个部分：

第一部分：主要是ADC的初始化参数配置函数，具体设置可以参考：http：//www.ciast.net/post/20151226.html  ，在这里使用独立ADC模式模式，由于使用了双通道，所以ADC_ScanConvMode = ENABLE;即开启扫描模式，且ADC_NbrOfChannel = 2;

第二部分：主要是配置ADC时钟和规则通道设置这里由于ADC的频率不能大于12MHz的的，所以我们选择分频为PCLK2的8分频，即9HZ 规则通道的设置是每一个通道都要进行的，可以设置通道和扫描顺序以及扫描周期等，这也是ADC设置的重点，可以参考  http://www.ciast.net/post/20151226.html  。

第三部分：主要是使能DMA和ADC，以及复位校准;

第四部分：使用软件触发ADC转换，转换开始。

至此初始化函数介绍完毕，下面开始的同时（1）循环部分的介绍：

  而（1 ）
    {         
        如果（GPIO_ReadInputDataBit（GPIOC，GPIO_Pin_2）！= 1 ）{ 
            LCD_Clear（黄色）; 
            LCD_ShowString（20，100，200，100，16，“ 谢谢你！ ” ）;    
            Delay_ms（2000 ）;    
            LCD_Clear（白色）; 
        }
        
        对于（x = 0 ; x < 2 ; x ++ ）{ 
            ADC_ConvertedValueLocal [x] =（float）ADC_ConvertedValue [x] / 4096 * 3.3 ; // 读取转换的AD值  
            LCD_ShowxNum（0，0 + X * 20，ADC_ConvertedValue [X]，5，16，0 ）; 
        }
 
        LCD_DrawLine（124，158，165 - （50 * ADC_ConvertedValueLocal [ 1 ]）+ 42，50 * ADC_ConvertedValueLocal [ 0 ] + 78 ）;                
                  
        Delay_ms（100 ）;    
        LCD_Fill（34，72，210，246 ，LGRAY）; 
    }

其中的重点是FOR语句：

        对于（x = 0 ; x < 2 ; x ++ ）{ 
            ADC_ConvertedValueLocal [x] =（float）ADC_ConvertedValue [x] / 4096 * 3.3 ; // 读取转换的AD值  
            LCD_ShowxNum（0，0 + X * 20，ADC_ConvertedValue [X]，5，16，0 ）; 
        }

在这个循环语句中，我们读取两个通道中的数据。其中ADC_ConvertedValue [X]为我们在一开始就定义的用户存数处理过的数据的数组，其中X取1和2为什么这个数组？可以接受到两个通道的数据呢其实在DMA中我们设置了数据的传输：

    DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = ADC1_DR_Address;     // ADC地址  
    DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr =（u32）＆ADC_ConvertedValue; // 内存地址  
    DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralSRC;

其中传输方向是从外设到内存，而内存地址，我们取得就是这个数组的首地址，这样转换过的数据自然就被传到了这个数组中。那么传输之前数据的处理又是怎么进行的呢？从下面的程序可以看到，我们在ADC设置时，使能了扫描和连续转换，且通道数目为2，那么在连续转换时，ADC就会按照下面ADC_RegularChannelConfig中设置的转换顺序进行连续的转换所有的通道（即转换完通道1后转换通道2）。每次转换完一个通道后，转换好的数据就会被DMA转走，从而回到了上面的步骤。

    ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = ENABLE;      // 禁止扫描模式，扫描模式用于多通道采集  
    ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = ENABLE;    // 开启连续转换模式，即不停地进行ADC转换  
    ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 2 ;         // 要转换的通道数目2 
------------------------------------------ ----------------------------------------------
      
    ADC_RegularChannelConfig（ADC1， ADC_Channel_11，1 ，ADC_SampleTime_55Cycles5）; 
    ADC_RegularChannelConfig（ADC1，ADC_Channel_10，2，ADC_SampleTime_55Cycles5）; // ADC1; ADC1通道0;第2转换;采样时间为239.5周期

下面的语句是FOR语句下面的，实现的是话射线功能，我们使用的屏是240×320的，图形具体尺寸见下图：

LCD_DrawLine（124，158，165 - （50 * ADC_ConvertedValueLocal [ 1 ]）+ 42，50 * ADC_ConvertedValueLocal [ 0 ] + 78 ）;                
                  
Delay_ms（100 ）;    
LCD_Fill（34，72，210，246，LGRAY）;

中间一点是理论中心点（120160），但是由于摇杆的电压不是太稳定，出现了电压波动，所示实际中心点是（124159），中间的正方形是射线的边界。

还有最后的IF语句，设置的是按下是的操作，实现的是按下后在屏幕上刷黄色屏，出现一个字符串：

如果（GPIO_ReadInputDataBit（GPIOC，GPIO_Pin_2）！= 1 ）{  LCD_Clear（黄色）;  LCD_ShowString（20，100，200，100，16，“ 谢谢你！” ）;  Delay_ms（2000 ）;  LCD_Clear（白色）;  }

现在整个实验就结束了。这个实验今天从早上7点多开始，我一直弄到下午4点半才成功，中间还百度了很多资料。

最终效果如下：