STM32外设系列：双轴按键PS2摇杆

引言

STM32系列微控制器以其强大的性能和丰富的外设而备受开发者的青睐。在本篇博客中，我们将介绍如何使用STM32的外部中断与GPIO外设结合，实现一个双轴按键PS2摇杆的功能。

PS2摇杆简介

PS2摇杆是一种常见的游戏外设，由两个轴和多个按键组成。它通常通过PS2接口与主机或微控制器连接，用于控制游戏角色移动和操作等。

硬件连接

首先，将PS2摇杆的VCC引脚连接到STM32的3.3V电源，GND引脚连接到STM32的地线。然后将X轴和Y轴的输出引脚连接到STM32的GPIO引脚，用作输入。最后，将摇杆的按键引脚连接到STM32的外部中断引脚，用于检测按键按下事件。

编程实现

在使用STM32的外部中断和GPIO外设之前，我们需要初始化相关的寄存器。首先，使用RCC外设使能GPIO的时钟。然后，配置GPIO引脚作为输入，并启用上拉或下拉电阻，以确保信号的稳定。接下来，配置外部中断，设置中断触发条件，例如上升沿触发。最后，通过优先级配置中断以及使能中断。

在中断服务函数中，我们可以读取GPIO的输入状态以及按键按下事件，并作出相应的操作。需要注意的是，由于摇杆输出的是模拟信号，我们需要使用ADC外设将其转换为数字信号进行处理。

示例代码

下面是一个使用STM32 HAL库编写的示例代码，展示了如何实现双轴按键PS2摇杆的功能：

#include "stm32f4xx_hal.h"

#define X_AXIS_PIN    GPIO_PIN_0
#define Y_AXIS_PIN    GPIO_PIN_1
#define BUTTON_PIN    GPIO_PIN_2

ADC_HandleTypeDef hadc;

void SystemClock_Config(void);
void GPIO_Init(void);
void ADC_Init(void);

int main(void)
{
    HAL_Init();
    SystemClock_Config();
    GPIO_Init();
    ADC_Init();

    while (1)
    {
        // 读取X轴和Y轴的模拟值
        uint16_t x_value = HAL_ADC_GetValue(&hadc);
        uint16_t y_value = HAL_ADC_GetValue(&hadc);

        // 判断按键是否按下
        if (HAL_GPIO_ReadPin(GPIOC, BUTTON_PIN) == GPIO_PIN_RESET)
        {
            // 按键按下事件处理
            // ...
        }
    }
}

void SystemClock_Config(void)
{
    RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct;
    RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct;

    __HAL_RCC_PWR_CLK_ENABLE();
    __HAL_PWR_VOLTAGESCALING_CONFIG(PWR_REGULATOR_VOLTAGE_SCALE1);

    RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSI;
    RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_ON;
    RCC_OscInitStruct.HSICalibrationValue = 16;
    RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_NONE;
    if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK)
    {
        while(1);
    }

    RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK | RCC_CLOCKTYPE_HCLK |
                                  RCC_CLOCKTYPE_PCLK1 | RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;
    RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_HSI;
    RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;
    RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;
    RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;
    if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_0) != HAL_OK)
    {
        while(1);
    }
}

void GPIO_Init(void)
{
    __GPIOA_CLK_ENABLE();
    __GPIOC_CLK_ENABLE();

    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

    GPIO_InitStructure.Pin = X_AXIS_PIN | Y_AXIS_PIN;
    GPIO_InitStructure.Mode = GPIO_MODE_ANALOG;
    GPIO_InitStructure.Pull = GPIO_PULLDOWN;
    HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

    GPIO_InitStructure.Pin = BUTTON_PIN;
    GPIO_InitStructure.Mode = GPIO_MODE_IT_RISING;
    GPIO_InitStructure.Pull = GPIO_PULLUP;
    HAL_GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);

    HAL_NVIC_SetPriority(EXTI2_IRQn, 0, 0);
    HAL_NVIC_EnableIRQ(EXTI2_IRQn);
}

void ADC_Init(void)
{
    __ADC1_CLK_ENABLE();

    ADC_ChannelConfTypeDef sConfig;

    hadc.Instance = ADC1;
    hadc.Init.ClockPrescaler = ADC_CLOCKPRESCALER_PCLK_DIV2;
    hadc.Init.Resolution = ADC_RESOLUTION_12B;
    hadc.Init.ScanConvMode = DISABLE;
    hadc.Init.ContinuousConvMode = ENABLE;
    hadc.Init.DiscontinuousConvMode = DISABLE;
    hadc.Init.NbrOfDiscConversion = 0;
    hadc.Init.ExternalTrigConvEdge = ADC_EXTERNALTRIGCONVEDGE_NONE;
    hadc.Init.ExternalTrigConv = ADC_SOFTWARE_START;
    hadc.Init.DataAlign = ADC_DATAALIGN_RIGHT;
    hadc.Init.NbrOfConversion = 1;
    hadc.Init.DMAContinuousRequests = DISABLE;
    hadc.Init.EOCSelection = DISABLE;

    HAL_ADC_Init(&hadc);

    sConfig.Channel = ADC_CHANNEL_0;
    sConfig.Rank = 1;
    sConfig.SamplingTime = ADC_SAMPLETIME_15CYCLES;

    HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc, &sConfig);
}

void EXTI2_IRQHandler(void)
{
    HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(GPIO_PIN_2);
}

void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)
{
    if (GPIO_Pin == BUTTON_PIN)
    {
        // 按键按下事件处理
        // ...
    }
}

结论

在本篇博客中，我们介绍了如何使用STM32的外部中断和GPIO外设实现双轴按键PS2摇杆的功能。通过合理的硬件连接和编程实现，我们可以将PS2摇杆与STM32微控制器无缝集成，为游戏开发或其他应用提供更多的控制选项。希望这篇博客对您在STM32开发中有所帮助！

参考文献：

1. STM32CubeF4 HAL库参考手册