ELEC2645 (2018/19) / Mbed 2 deprecated el17dg

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Dependencies:   mbed

Fork of el17dg by Dmitrijs Griskovs

Gamepad/Gamepad.cpp@40:e3bbda7444fa, 2019-05-07 (annotated)

Committer:
Noximilien
Date:
Tue May 07 15:22:35 2019 +0000
Revision:
40:e3bbda7444fa
Parent:
2:ec89189860e0 
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Noximilien 2:ec89189860e0 1 #include "Gamepad.h"
Noximilien 2:ec89189860e0 2
Noximilien 2:ec89189860e0 3 #include "mbed.h"
Noximilien 2:ec89189860e0 4
Noximilien 2:ec89189860e0 5 //////////// constructor/destructor ////////////
Noximilien 2:ec89189860e0 6 Gamepad::Gamepad()
Noximilien 2:ec89189860e0 7 :
Noximilien 2:ec89189860e0 8 _led1(new PwmOut(PTA1)),
Noximilien 2:ec89189860e0 9 _led2(new PwmOut(PTA2)),
Noximilien 2:ec89189860e0 10 _led3(new PwmOut(PTC2)),
Noximilien 2:ec89189860e0 11 _led4(new PwmOut(PTC3)),
Noximilien 2:ec89189860e0 12 _led5(new PwmOut(PTC4)),
Noximilien 2:ec89189860e0 13 _led6(new PwmOut(PTD3)),
Noximilien 2:ec89189860e0 14
Noximilien 2:ec89189860e0 15 _button_A(new InterruptIn(PTB9)),
Noximilien 2:ec89189860e0 16 _button_B(new InterruptIn(PTD0)),
Noximilien 2:ec89189860e0 17 _button_X(new InterruptIn(PTC17)),
Noximilien 2:ec89189860e0 18 _button_Y(new InterruptIn(PTC12)),
Noximilien 2:ec89189860e0 19 _button_L(new InterruptIn(PTB18)),
Noximilien 2:ec89189860e0 20 _button_R(new InterruptIn(PTB3)),
Noximilien 2:ec89189860e0 21 _button_back(new InterruptIn(PTB19)),
Noximilien 2:ec89189860e0 22 _button_start(new InterruptIn(PTC5)),
Noximilien 2:ec89189860e0 23 _button_joystick(new InterruptIn(PTC16)),
Noximilien 2:ec89189860e0 24
Noximilien 2:ec89189860e0 25 _vert(new AnalogIn(PTB10)),
Noximilien 2:ec89189860e0 26 _horiz(new AnalogIn(PTB11)),
Noximilien 2:ec89189860e0 27
Noximilien 2:ec89189860e0 28 _buzzer(new PwmOut(PTC10)),
Noximilien 2:ec89189860e0 29 _pot(new AnalogIn(PTB2)),
Noximilien 2:ec89189860e0 30
Noximilien 2:ec89189860e0 31 _timeout(new Timeout()),
Noximilien 2:ec89189860e0 32
Noximilien 2:ec89189860e0 33 _event_state(0),
Noximilien 2:ec89189860e0 34
Noximilien 2:ec89189860e0 35 _x0(0),
Noximilien 2:ec89189860e0 36 _y0(0)
Noximilien 2:ec89189860e0 37 {}
Noximilien 2:ec89189860e0 38
Noximilien 2:ec89189860e0 39 Gamepad::~Gamepad()
Noximilien 2:ec89189860e0 40 {
Noximilien 2:ec89189860e0 41 delete _led1,_led2,_led3,_led4,_led5,_led6;
Noximilien 2:ec89189860e0 42 delete _button_A,_button_B,_button_joystick,_vert,_horiz;
Noximilien 2:ec89189860e0 43 delete _button_X,_button_Y,_button_back,_button_start;
Noximilien 2:ec89189860e0 44 delete _button_L,_button_R, _buzzer, _pot, _timeout;
Noximilien 2:ec89189860e0 45 }
Noximilien 2:ec89189860e0 46
Noximilien 2:ec89189860e0 47 ///////////////// public methods /////////////////
Noximilien 2:ec89189860e0 48
Noximilien 2:ec89189860e0 49 void Gamepad::init()
Noximilien 2:ec89189860e0 50 {
Noximilien 2:ec89189860e0 51 leds_off();
Noximilien 2:ec89189860e0 52 init_buttons();
Noximilien 2:ec89189860e0 53
Noximilien 2:ec89189860e0 54 // read centred values of joystick
Noximilien 2:ec89189860e0 55 _x0 = _horiz->read();
Noximilien 2:ec89189860e0 56 _y0 = _vert->read();
Noximilien 2:ec89189860e0 57
Noximilien 2:ec89189860e0 58 // clear all flags
Noximilien 2:ec89189860e0 59 _event_state = 0;
Noximilien 2:ec89189860e0 60 }
Noximilien 2:ec89189860e0 61
Noximilien 2:ec89189860e0 62 void Gamepad::leds_off()
Noximilien 2:ec89189860e0 63 {
Noximilien 2:ec89189860e0 64 leds(0.0);
Noximilien 2:ec89189860e0 65 }
Noximilien 2:ec89189860e0 66
Noximilien 2:ec89189860e0 67 void Gamepad::leds_on()
Noximilien 2:ec89189860e0 68 {
Noximilien 2:ec89189860e0 69 leds(1.0);
Noximilien 2:ec89189860e0 70 }
Noximilien 2:ec89189860e0 71
Noximilien 2:ec89189860e0 72 void Gamepad::leds(float val) const
Noximilien 2:ec89189860e0 73 {
Noximilien 2:ec89189860e0 74 if (val < 0.0f) {
Noximilien 2:ec89189860e0 75 val = 0.0f;
Noximilien 2:ec89189860e0 76 }
Noximilien 2:ec89189860e0 77 if (val > 1.0f) {
Noximilien 2:ec89189860e0 78 val = 1.0f;
Noximilien 2:ec89189860e0 79 }
Noximilien 2:ec89189860e0 80
Noximilien 2:ec89189860e0 81 // leds are active-low, so subtract from 1.0
Noximilien 2:ec89189860e0 82 // 0.0 corresponds to fully-off, 1.0 to fully-on
Noximilien 2:ec89189860e0 83 val = 1.0f - val;
Noximilien 2:ec89189860e0 84
Noximilien 2:ec89189860e0 85 _led1->write(val);
Noximilien 2:ec89189860e0 86 _led2->write(val);
Noximilien 2:ec89189860e0 87 _led3->write(val);
Noximilien 2:ec89189860e0 88 _led4->write(val);
Noximilien 2:ec89189860e0 89 _led5->write(val);
Noximilien 2:ec89189860e0 90 _led6->write(val);
Noximilien 2:ec89189860e0 91 }
Noximilien 2:ec89189860e0 92
Noximilien 2:ec89189860e0 93 void Gamepad::led(int n,float val) const
Noximilien 2:ec89189860e0 94 {
Noximilien 2:ec89189860e0 95 // ensure they are within vlaid range
Noximilien 2:ec89189860e0 96 if (val < 0.0f) {
Noximilien 2:ec89189860e0 97 val = 0.0f;
Noximilien 2:ec89189860e0 98 }
Noximilien 2:ec89189860e0 99 if (val > 1.0f) {
Noximilien 2:ec89189860e0 100 val = 1.0f;
Noximilien 2:ec89189860e0 101 }
Noximilien 2:ec89189860e0 102
Noximilien 2:ec89189860e0 103 switch (n) {
Noximilien 2:ec89189860e0 104
Noximilien 2:ec89189860e0 105 // check for valid LED number and set value
Noximilien 2:ec89189860e0 106
Noximilien 2:ec89189860e0 107 case 1:
Noximilien 2:ec89189860e0 108 _led1->write(1.0f-val); // active-low so subtract from 1
Noximilien 2:ec89189860e0 109 break;
Noximilien 2:ec89189860e0 110 case 2:
Noximilien 2:ec89189860e0 111 _led2->write(1.0f-val); // active-low so subtract from 1
Noximilien 2:ec89189860e0 112 break;
Noximilien 2:ec89189860e0 113 case 3:
Noximilien 2:ec89189860e0 114 _led3->write(1.0f-val); // active-low so subtract from 1
Noximilien 2:ec89189860e0 115 break;
Noximilien 2:ec89189860e0 116 case 4:
Noximilien 2:ec89189860e0 117 _led4->write(1.0f-val); // active-low so subtract from 1
Noximilien 2:ec89189860e0 118 break;
Noximilien 2:ec89189860e0 119 case 5:
Noximilien 2:ec89189860e0 120 _led5->write(1.0f-val); // active-low so subtract from 1
Noximilien 2:ec89189860e0 121 break;
Noximilien 2:ec89189860e0 122 case 6:
Noximilien 2:ec89189860e0 123 _led6->write(1.0f-val); // active-low so subtract from 1
Noximilien 2:ec89189860e0 124 break;
Noximilien 2:ec89189860e0 125
Noximilien 2:ec89189860e0 126 }
Noximilien 2:ec89189860e0 127 }
Noximilien 2:ec89189860e0 128
Noximilien 2:ec89189860e0 129 float Gamepad::read_pot() const
Noximilien 2:ec89189860e0 130 {
Noximilien 2:ec89189860e0 131 return _pot->read();
Noximilien 2:ec89189860e0 132 }
Noximilien 2:ec89189860e0 133
Noximilien 2:ec89189860e0 134 void Gamepad::tone(float frequency, float duration)
Noximilien 2:ec89189860e0 135 {
Noximilien 2:ec89189860e0 136 _buzzer->period(1.0f/frequency);
Noximilien 2:ec89189860e0 137 _buzzer->write(0.5); // 50% duty cycle - square wave
Noximilien 2:ec89189860e0 138 _timeout->attach(callback(this, &Gamepad::tone_off), duration );
Noximilien 2:ec89189860e0 139 }
Noximilien 2:ec89189860e0 140
Noximilien 2:ec89189860e0 141 bool Gamepad::check_event(GamepadEvent const id)
Noximilien 2:ec89189860e0 142 {
Noximilien 2:ec89189860e0 143 // Check whether event flag is set
Noximilien 2:ec89189860e0 144 if (_event_state[id]) {
Noximilien 2:ec89189860e0 145 _event_state.reset(id); // clear flag
Noximilien 2:ec89189860e0 146 return true;
Noximilien 2:ec89189860e0 147 } else {
Noximilien 2:ec89189860e0 148 return false;
Noximilien 2:ec89189860e0 149 }
Noximilien 2:ec89189860e0 150 }
Noximilien 2:ec89189860e0 151
Noximilien 2:ec89189860e0 152 // this method gets the magnitude of the joystick movement
Noximilien 2:ec89189860e0 153 float Gamepad::get_mag()
Noximilien 2:ec89189860e0 154 {
Noximilien 2:ec89189860e0 155 Polar p = get_polar();
Noximilien 2:ec89189860e0 156 return p.mag;
Noximilien 2:ec89189860e0 157 }
Noximilien 2:ec89189860e0 158
Noximilien 2:ec89189860e0 159 // this method gets the angle of joystick movement (0 to 360, 0 North)
Noximilien 2:ec89189860e0 160 float Gamepad::get_angle()
Noximilien 2:ec89189860e0 161 {
Noximilien 2:ec89189860e0 162 Polar p = get_polar();
Noximilien 2:ec89189860e0 163 return p.angle;
Noximilien 2:ec89189860e0 164 }
Noximilien 2:ec89189860e0 165
Noximilien 2:ec89189860e0 166 Direction Gamepad::get_direction()
Noximilien 2:ec89189860e0 167 {
Noximilien 2:ec89189860e0 168 float angle = get_angle(); // 0 to 360, -1 for centred
Noximilien 2:ec89189860e0 169
Noximilien 2:ec89189860e0 170 Direction d;
Noximilien 2:ec89189860e0 171 // partition 360 into segments and check which segment the angle is in
Noximilien 2:ec89189860e0 172 if (angle < 0.0f) {
Noximilien 2:ec89189860e0 173 d = CENTRE; // check for -1.0 angle
Noximilien 2:ec89189860e0 174 } else if (angle < 22.5f) { // then keep going in 45 degree increments
Noximilien 2:ec89189860e0 175 d = N;
Noximilien 2:ec89189860e0 176 } else if (angle < 67.5f) {
Noximilien 2:ec89189860e0 177 d = NE;
Noximilien 2:ec89189860e0 178 } else if (angle < 112.5f) {
Noximilien 2:ec89189860e0 179 d = E;
Noximilien 2:ec89189860e0 180 } else if (angle < 157.5f) {
Noximilien 2:ec89189860e0 181 d = SE;
Noximilien 2:ec89189860e0 182 } else if (angle < 202.5f) {
Noximilien 2:ec89189860e0 183 d = S;
Noximilien 2:ec89189860e0 184 } else if (angle < 247.5f) {
Noximilien 2:ec89189860e0 185 d = SW;
Noximilien 2:ec89189860e0 186 } else if (angle < 292.5f) {
Noximilien 2:ec89189860e0 187 d = W;
Noximilien 2:ec89189860e0 188 } else if (angle < 337.5f) {
Noximilien 2:ec89189860e0 189 d = NW;
Noximilien 2:ec89189860e0 190 } else {
Noximilien 2:ec89189860e0 191 d = N;
Noximilien 2:ec89189860e0 192 }
Noximilien 2:ec89189860e0 193
Noximilien 2:ec89189860e0 194 return d;
Noximilien 2:ec89189860e0 195 }
Noximilien 2:ec89189860e0 196
Noximilien 2:ec89189860e0 197 ///////////////////// private methods ////////////////////////
Noximilien 2:ec89189860e0 198
Noximilien 2:ec89189860e0 199 void Gamepad::tone_off()
Noximilien 2:ec89189860e0 200 {
Noximilien 2:ec89189860e0 201 // called after timeout
Noximilien 2:ec89189860e0 202 _buzzer->write(0.0);
Noximilien 2:ec89189860e0 203 }
Noximilien 2:ec89189860e0 204
Noximilien 2:ec89189860e0 205 void Gamepad::init_buttons()
Noximilien 2:ec89189860e0 206 {
Noximilien 2:ec89189860e0 207 // turn on pull-downs as other side of button is connected to 3V3
Noximilien 2:ec89189860e0 208 // button is 0 when not pressed and 1 when pressed
Noximilien 2:ec89189860e0 209 _button_A->mode(PullDown);
Noximilien 2:ec89189860e0 210 _button_B->mode(PullDown);
Noximilien 2:ec89189860e0 211 _button_X->mode(PullDown);
Noximilien 2:ec89189860e0 212 _button_Y->mode(PullDown);
Noximilien 2:ec89189860e0 213 _button_back->mode(PullDown);
Noximilien 2:ec89189860e0 214 _button_start->mode(PullDown);
Noximilien 2:ec89189860e0 215 _button_L->mode(PullDown);
Noximilien 2:ec89189860e0 216 _button_R->mode(PullDown);
Noximilien 2:ec89189860e0 217 _button_joystick->mode(PullDown);
Noximilien 2:ec89189860e0 218 // therefore setup rising edge interrupts
Noximilien 2:ec89189860e0 219 _button_A->rise(callback(this,&Gamepad::a_isr));
Noximilien 2:ec89189860e0 220 _button_B->rise(callback(this,&Gamepad::b_isr));
Noximilien 2:ec89189860e0 221 _button_X->rise(callback(this,&Gamepad::x_isr));
Noximilien 2:ec89189860e0 222 _button_Y->rise(callback(this,&Gamepad::y_isr));
Noximilien 2:ec89189860e0 223 _button_L->rise(callback(this,&Gamepad::l_isr));
Noximilien 2:ec89189860e0 224 _button_R->rise(callback(this,&Gamepad::r_isr));
Noximilien 2:ec89189860e0 225 _button_start->rise(callback(this,&Gamepad::start_isr));
Noximilien 2:ec89189860e0 226 _button_back->rise(callback(this,&Gamepad::back_isr));
Noximilien 2:ec89189860e0 227 _button_joystick->rise(callback(this,&Gamepad::joy_isr));
Noximilien 2:ec89189860e0 228 }
Noximilien 2:ec89189860e0 229
Noximilien 2:ec89189860e0 230 // button interrupts ISRs
Noximilien 2:ec89189860e0 231 // Each of these simply sets the appropriate event bit in the _event_state
Noximilien 2:ec89189860e0 232 // variable
Noximilien 2:ec89189860e0 233 void Gamepad::a_isr()
Noximilien 2:ec89189860e0 234 {
Noximilien 2:ec89189860e0 235 _event_state.set(A_PRESSED);
Noximilien 2:ec89189860e0 236 }
Noximilien 2:ec89189860e0 237 void Gamepad::b_isr()
Noximilien 2:ec89189860e0 238 {
Noximilien 2:ec89189860e0 239 _event_state.set(B_PRESSED);
Noximilien 2:ec89189860e0 240 }
Noximilien 2:ec89189860e0 241 void Gamepad::x_isr()
Noximilien 2:ec89189860e0 242 {
Noximilien 2:ec89189860e0 243 _event_state.set(X_PRESSED);
Noximilien 2:ec89189860e0 244 }
Noximilien 2:ec89189860e0 245 void Gamepad::y_isr()
Noximilien 2:ec89189860e0 246 {
Noximilien 2:ec89189860e0 247 _event_state.set(Y_PRESSED);
Noximilien 2:ec89189860e0 248 }
Noximilien 2:ec89189860e0 249 void Gamepad::l_isr()
Noximilien 2:ec89189860e0 250 {
Noximilien 2:ec89189860e0 251 _event_state.set(L_PRESSED);
Noximilien 2:ec89189860e0 252 }
Noximilien 2:ec89189860e0 253 void Gamepad::r_isr()
Noximilien 2:ec89189860e0 254 {
Noximilien 2:ec89189860e0 255 _event_state.set(R_PRESSED);
Noximilien 2:ec89189860e0 256 }
Noximilien 2:ec89189860e0 257 void Gamepad::back_isr()
Noximilien 2:ec89189860e0 258 {
Noximilien 2:ec89189860e0 259 _event_state.set(BACK_PRESSED);
Noximilien 2:ec89189860e0 260 }
Noximilien 2:ec89189860e0 261 void Gamepad::start_isr()
Noximilien 2:ec89189860e0 262 {
Noximilien 2:ec89189860e0 263 _event_state.set(START_PRESSED);
Noximilien 2:ec89189860e0 264 }
Noximilien 2:ec89189860e0 265 void Gamepad::joy_isr()
Noximilien 2:ec89189860e0 266 {
Noximilien 2:ec89189860e0 267 _event_state.set(JOY_PRESSED);
Noximilien 2:ec89189860e0 268 }
Noximilien 2:ec89189860e0 269
Noximilien 2:ec89189860e0 270 // get raw joystick coordinate in range -1 to 1
Noximilien 2:ec89189860e0 271 // Direction (x,y)
Noximilien 2:ec89189860e0 272 // North (0,1)
Noximilien 2:ec89189860e0 273 // East (1,0)
Noximilien 2:ec89189860e0 274 // South (0,-1)
Noximilien 2:ec89189860e0 275 // West (-1,0)
Noximilien 2:ec89189860e0 276 Vector2D Gamepad::get_coord()
Noximilien 2:ec89189860e0 277 {
Noximilien 2:ec89189860e0 278 // read() returns value in range 0.0 to 1.0 so is scaled and centre value
Noximilien 2:ec89189860e0 279 // substracted to get values in the range -1.0 to 1.0
Noximilien 2:ec89189860e0 280 float x = 2.0f*( _horiz->read() - _x0 );
Noximilien 2:ec89189860e0 281 float y = 2.0f*( _vert->read() - _y0 );
Noximilien 2:ec89189860e0 282
Noximilien 2:ec89189860e0 283 // Note: the x value here is inverted to ensure the positive x is to the
Noximilien 2:ec89189860e0 284 // right. This is simply due to how the potentiometer on the joystick
Noximilien 2:ec89189860e0 285 // I was using was connected up. It could have been corrected in hardware
Noximilien 2:ec89189860e0 286 // by swapping the power supply pins. Instead it is done in software so may
Noximilien 2:ec89189860e0 287 // need to be changed depending on your wiring setup
Noximilien 2:ec89189860e0 288
Noximilien 2:ec89189860e0 289 Vector2D coord = {-x,y};
Noximilien 2:ec89189860e0 290 return coord;
Noximilien 2:ec89189860e0 291 }
Noximilien 2:ec89189860e0 292
Noximilien 2:ec89189860e0 293 // This maps the raw x,y coord onto a circular grid.
Noximilien 2:ec89189860e0 294 // See: http://mathproofs.blogspot.co.uk/2005/07/mapping-square-to-circle.html
Noximilien 2:ec89189860e0 295 Vector2D Gamepad::get_mapped_coord()
Noximilien 2:ec89189860e0 296 {
Noximilien 2:ec89189860e0 297 Vector2D coord = get_coord();
Noximilien 2:ec89189860e0 298
Noximilien 2:ec89189860e0 299 // do the transformation
Noximilien 2:ec89189860e0 300 float x = coord.x*sqrt(1.0f-pow(coord.y,2.0f)/2.0f);
Noximilien 2:ec89189860e0 301 float y = coord.y*sqrt(1.0f-pow(coord.x,2.0f)/2.0f);
Noximilien 2:ec89189860e0 302
Noximilien 2:ec89189860e0 303 Vector2D mapped_coord = {x,y};
Noximilien 2:ec89189860e0 304 return mapped_coord;
Noximilien 2:ec89189860e0 305 }
Noximilien 2:ec89189860e0 306
Noximilien 2:ec89189860e0 307 // this function converts the mapped coordinates into polar form
Noximilien 2:ec89189860e0 308 Polar Gamepad::get_polar()
Noximilien 2:ec89189860e0 309 {
Noximilien 2:ec89189860e0 310 // get the mapped coordinate
Noximilien 2:ec89189860e0 311 Vector2D coord = get_mapped_coord();
Noximilien 2:ec89189860e0 312
Noximilien 2:ec89189860e0 313 // at this point, 0 degrees (i.e. x-axis) will be defined to the East.
Noximilien 2:ec89189860e0 314 // We want 0 degrees to correspond to North and increase clockwise to 359
Noximilien 2:ec89189860e0 315 // like a compass heading, so we need to swap the axis and invert y
Noximilien 2:ec89189860e0 316 float x = coord.y;
Noximilien 2:ec89189860e0 317 float y = coord.x;
Noximilien 2:ec89189860e0 318
Noximilien 2:ec89189860e0 319 float mag = sqrt(x*x+y*y); // pythagoras
Noximilien 2:ec89189860e0 320 float angle = RAD2DEG*atan2(y,x);
Noximilien 2:ec89189860e0 321 // angle will be in range -180 to 180, so add 360 to negative angles to
Noximilien 2:ec89189860e0 322 // move to 0 to 360 range
Noximilien 2:ec89189860e0 323 if (angle < 0.0f) {
Noximilien 2:ec89189860e0 324 angle+=360.0f;
Noximilien 2:ec89189860e0 325 }
Noximilien 2:ec89189860e0 326
Noximilien 2:ec89189860e0 327 // the noise on the ADC causes the values of x and y to fluctuate slightly
Noximilien 2:ec89189860e0 328 // around the centred values. This causes the random angle values to get
Noximilien 2:ec89189860e0 329 // calculated when the joystick is centred and untouched. This is also when
Noximilien 2:ec89189860e0 330 // the magnitude is very small, so we can check for a small magnitude and then
Noximilien 2:ec89189860e0 331 // set the angle to -1. This will inform us when the angle is invalid and the
Noximilien 2:ec89189860e0 332 // joystick is centred
Noximilien 2:ec89189860e0 333
Noximilien 2:ec89189860e0 334 if (mag < TOL) {
Noximilien 2:ec89189860e0 335 mag = 0.0f;
Noximilien 2:ec89189860e0 336 angle = -1.0f;
Noximilien 2:ec89189860e0 337 }
Noximilien 2:ec89189860e0 338
Noximilien 2:ec89189860e0 339 Polar p = {mag,angle};
Noximilien 2:ec89189860e0 340 return p;
Noximilien 2:ec89189860e0 341 }