MJKDZ PS2手柄控制OskarBot小车（二）：硬件连接与通信时序
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)
