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.. _2.1.9_c:

2.1.9 ジョイスティック
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はじめに
------------

このプロジェクトでは、ジョイスティックの動作について学びます。ジョイスティックを操作し、結果を画面に表示します。

必要な部品
------------------------------

このプロジェクトには、以下の部品が必要です。

.. image:: ../img/image317.png

一式をまとめて購入するのが便利です。以下のリンクから購入できます：

.. list-table::
    :widths: 20 20 20
    :header-rows: 1

    *   - 名前	
        - このキットのアイテム
        - リンク
    *   - Raphael Kit
        - 337
        - |link_Raphael_kit|

以下のリンクから個別に購入することもできます。

.. list-table::
    :widths: 30 20
    :header-rows: 1

    *   - コンポーネントの紹介
        - 購入リンク

    *   - :ref:`cpn_gpio_board`
        - |link_gpio_board_buy|
    *   - :ref:`cpn_breadboard`
        - |link_breadboard_buy|
    *   - :ref:`cpn_wires`
        - |link_wires_buy|
    *   - :ref:`cpn_resistor`
        - |link_resistor_buy|
    *   - :ref:`cpn_joystick`
        - \-
    *   - :ref:`cpn_adc0834`
        - \-

回路図
-----------------

ジョイスティックのデータを読み取る際、軸ごとにいくつかの違いがあります：X軸とY軸のデータはアナログで、アナログ値をデジタル値に変換するためにADC0834を使用する必要があります。Z軸のデータはデジタルで、GPIOを使用して直接読み取ることも、ADCを使用して読み取ることもできます。

.. image:: ../img/image319.png

.. image:: ../img/image320.png

実験手順
-----------------------

**ステップ1:** 回路を組む。

.. image:: ../img/image193.png

**ステップ2:** コードのフォルダに移動します。

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block::

    cd ~/raphael-kit/c/2.1.9/

**ステップ3:** コードをコンパイルする。

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block::

    gcc 2.1.9_Joystick.c -lwiringPi

**ステップ4:** 実行ファイルを実行する。

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block::

    sudo ./a.out

コードが実行された後、ジョイスティックを回すと、x、y、Btnの対応する値が画面に表示されます。

.. note::

    実行後に動作しない、または「wiringPi.h: No such file or directory」というエラープロンプトが表示された場合は、 :ref:`install_wiringpi` を参照してください。

**コード**

.. code-block:: c

    #include <wiringPi.h>
    #include <stdio.h>
    #include <softPwm.h>

    typedef unsigned char uchar;
    typedef unsigned int uint;

    #define     ADC_CS    0
    #define     ADC_CLK   1
    #define     ADC_DIO   2
    #define     BtnPin    3

    uchar get_ADC_Result(uint channel)
    {
        uchar i;
        uchar dat1=0, dat2=0;
        int sel = channel > 1 & 1;
        int odd = channel & 1;

        digitalWrite(ADC_CLK, 1);
        delayMicroseconds(2);
        digitalWrite(ADC_CLK, 0);
        delayMicroseconds(2);

        pinMode(ADC_DIO, OUTPUT);
        digitalWrite(ADC_CS, 0);
        // Start bit
        digitalWrite(ADC_CLK,0);
        digitalWrite(ADC_DIO,1);    delayMicroseconds(2);
        digitalWrite(ADC_CLK,1);    delayMicroseconds(2);
        //Single End mode
        digitalWrite(ADC_CLK,0);
        digitalWrite(ADC_DIO,1);    delayMicroseconds(2);
        digitalWrite(ADC_CLK,1);    delayMicroseconds(2);
        // ODD
        digitalWrite(ADC_CLK,0);
        digitalWrite(ADC_DIO,odd);  delayMicroseconds(2);
        digitalWrite(ADC_CLK,1);    delayMicroseconds(2);
        //Select
        digitalWrite(ADC_CLK,0);
        digitalWrite(ADC_DIO,sel);    delayMicroseconds(2);
        digitalWrite(ADC_CLK,1);

        digitalWrite(ADC_DIO,1);    delayMicroseconds(2);
        digitalWrite(ADC_CLK,0);
        digitalWrite(ADC_DIO,1);    delayMicroseconds(2);

        for(i=0;i<8;i++)
        {
            digitalWrite(ADC_CLK,1);    delayMicroseconds(2);
            digitalWrite(ADC_CLK,0);    delayMicroseconds(2);
            pinMode(ADC_DIO, INPUT);
            dat1=dat1<<1 | digitalRead(ADC_DIO);
        }
        for(i=0;i<8;i++)
        {
            dat2 = dat2 | ((uchar)(digitalRead(ADC_DIO))<<i);
            digitalWrite(ADC_CLK,1);    delayMicroseconds(2);
            digitalWrite(ADC_CLK,0);    delayMicroseconds(2);
        }
        digitalWrite(ADC_CS,1);
        pinMode(ADC_DIO, OUTPUT);
        return(dat1==dat2) ? dat1 : 0;
    }
    int main(void)
    {
        uchar x_val;
        uchar y_val;
        uchar btn_val;
        if(wiringPiSetup() == -1){ //when initialize wiring failed,print messageto screen
            printf("setup wiringPi failed !");
            return 1;
        }
        pinMode(BtnPin,  INPUT);
        pullUpDnControl(BtnPin, PUD_UP);
        pinMode(ADC_CS,  OUTPUT);
        pinMode(ADC_CLK, OUTPUT);

        while(1){
            x_val = get_ADC_Result(0);
            y_val = get_ADC_Result(1);
            btn_val = digitalRead(BtnPin);
            printf("x = %d, y = %d, btn = %d\n", x_val, y_val, btn_val);
            delay(100);
        }
        return 0;
    }

**コード説明**

.. code-block:: c

    uchar get_ADC_Result(uint channel)
    {
        uchar i;
        uchar dat1=0, dat2=0;
        int sel = channel > 1 & 1;
        int odd = channel & 1;
        pinMode(ADC_DIO, OUTPUT);
        digitalWrite(ADC_CS, 0);
        // Start bit
        digitalWrite(ADC_CLK,0);
        digitalWrite(ADC_DIO,1);    delayMicroseconds(2);
        digitalWrite(ADC_CLK,1);    delayMicroseconds(2);
        //Single End mode
        digitalWrite(ADC_CLK,0);
        digitalWrite(ADC_DIO,1);    delayMicroseconds(2);
        digitalWrite(ADC_CLK,1);    delayMicroseconds(2);
        ......

この関数の動作プロセスは、2.1.7 ポテンショメータで詳しく説明されています。

.. code-block:: c

    while(1){
            x_val = get_ADC_Result(0);
            y_val = get_ADC_Result(1);
            btn_val = digitalRead(BtnPin);
            printf("x = %d, y = %d, btn = %d\n", x_val, y_val, btn_val);
            delay(100);
        }

ジョイスティックのVRXとVRYは、ADC0834のCH0とCH1にそれぞれ接続されています。したがって、関数getResult()はCH0とCH1の値を読み取るために呼び出されます。次に、読み取った値を変数x_valとy_valに格納する必要があります。さらに、ジョイスティックのSWの値を読み取り、変数Btn_valに格納します。最後に、x_val、y_val、およびBtn_valの値をprint()関数を使用して表示します。

現象の画像
------------------

.. image:: ../img/image194.jpeg