Craig Evans / Gamepad

Library for ELEC2645 Gamepad PCB. University of Leeds

Dependents:   Project_MaZe1_copy Labirint Game_Controller_Project 200943373MAZE ... more

Gamepad.cpp@16:3ea3d9714b0c, 2017-03-03 (annotated)

Committer:
valavanisalex
Date:
Fri Mar 03 13:19:19 2017 +0000
Revision:
16:3ea3d9714b0c
Parent:
14:688bdcbdd3a5
Child:
17:cf1e1ffcf773
Move Gamepad events enum into class.  Too class-specific to be defined externally.

Who changed what in which revision?

UserRevisionLine numberNew contents of line
eencae 0:a6288c29b936 1 #include "Gamepad.h"
eencae 0:a6288c29b936 2
valavanisalex 13:ef5fc9f58805 3 #include "mbed.h"
valavanisalex 13:ef5fc9f58805 4
eencae 1:6d25cd49059b 5 //////////// constructor/destructor ////////////
eencae 0:a6288c29b936 6 Gamepad::Gamepad()
valavanisalex 14:688bdcbdd3a5 7 :
valavanisalex 14:688bdcbdd3a5 8 _led1(new PwmOut(PTA1)),
valavanisalex 14:688bdcbdd3a5 9 _led2(new PwmOut(PTA2)),
valavanisalex 14:688bdcbdd3a5 10 _led3(new PwmOut(PTC2)),
valavanisalex 14:688bdcbdd3a5 11 _led4(new PwmOut(PTC3)),
valavanisalex 14:688bdcbdd3a5 12 _led5(new PwmOut(PTC4)),
valavanisalex 14:688bdcbdd3a5 13 _led6(new PwmOut(PTD3)),
eencae 3:964a6d95acdd 14
valavanisalex 14:688bdcbdd3a5 15 _button_A(new InterruptIn(PTB9)),
valavanisalex 14:688bdcbdd3a5 16 _button_B(new InterruptIn(PTD0)),
valavanisalex 14:688bdcbdd3a5 17 _button_X(new InterruptIn(PTC17)),
valavanisalex 14:688bdcbdd3a5 18 _button_Y(new InterruptIn(PTC12)),
valavanisalex 14:688bdcbdd3a5 19 _button_L(new InterruptIn(PTB18)),
valavanisalex 14:688bdcbdd3a5 20 _button_R(new InterruptIn(PTB3)),
valavanisalex 14:688bdcbdd3a5 21 _button_back(new InterruptIn(PTB19)),
valavanisalex 14:688bdcbdd3a5 22 _button_start(new InterruptIn(PTC5)),
valavanisalex 14:688bdcbdd3a5 23 _button_joystick(new InterruptIn(PTC16)),
valavanisalex 14:688bdcbdd3a5 24
valavanisalex 14:688bdcbdd3a5 25 _vert(new AnalogIn(PTB10)),
valavanisalex 14:688bdcbdd3a5 26 _horiz(new AnalogIn(PTB11)),
valavanisalex 14:688bdcbdd3a5 27
valavanisalex 14:688bdcbdd3a5 28 _buzzer(new PwmOut(PTC10)),
valavanisalex 14:688bdcbdd3a5 29 _pot(new AnalogIn(PTB2)),
valavanisalex 14:688bdcbdd3a5 30
valavanisalex 14:688bdcbdd3a5 31 _timeout(new Timeout()),
valavanisalex 14:688bdcbdd3a5 32
valavanisalex 14:688bdcbdd3a5 33 _event_state(0),
valavanisalex 14:688bdcbdd3a5 34
valavanisalex 14:688bdcbdd3a5 35 _x0(0),
valavanisalex 14:688bdcbdd3a5 36 _y0(0)
valavanisalex 14:688bdcbdd3a5 37 {}
eencae 0:a6288c29b936 38
eencae 1:6d25cd49059b 39 Gamepad::~Gamepad()
eencae 1:6d25cd49059b 40 {
eencae 10:a13d2f9d8a14 41 delete _led1,_led2,_led3,_led4,_led5,_led6;
valavanisalex 11:ff86b2ffce01 42 delete _button_A,_button_B,_button_joystick,_vert,_horiz;
valavanisalex 11:ff86b2ffce01 43 delete _button_X,_button_Y,_button_back,_button_start;
valavanisalex 11:ff86b2ffce01 44 delete _button_L,_button_R, _buzzer, _pot, _timeout;
eencae 1:6d25cd49059b 45 }
eencae 1:6d25cd49059b 46
eencae 1:6d25cd49059b 47 ///////////////// public methods /////////////////
eencae 1:6d25cd49059b 48
eencae 0:a6288c29b936 49 void Gamepad::init()
eencae 0:a6288c29b936 50 {
eencae 1:6d25cd49059b 51 leds_off();
eencae 7:019671f7bd83 52 init_buttons();
valavanisalex 14:688bdcbdd3a5 53
eencae 3:964a6d95acdd 54 // read centred values of joystick
valavanisalex 11:ff86b2ffce01 55 _x0 = _horiz->read();
valavanisalex 11:ff86b2ffce01 56 _y0 = _vert->read();
eencae 1:6d25cd49059b 57
eencae 1:6d25cd49059b 58 // clear all flags
valavanisalex 12:1b0b6355da4f 59 _event_state = 0;
eencae 0:a6288c29b936 60 }
eencae 0:a6288c29b936 61
eencae 0:a6288c29b936 62 void Gamepad::leds_off()
eencae 0:a6288c29b936 63 {
eencae 10:a13d2f9d8a14 64 leds(0.0);
eencae 0:a6288c29b936 65 }
eencae 0:a6288c29b936 66
eencae 0:a6288c29b936 67 void Gamepad::leds_on()
eencae 0:a6288c29b936 68 {
eencae 10:a13d2f9d8a14 69 leds(1.0);
eencae 1:6d25cd49059b 70 }
eencae 1:6d25cd49059b 71
valavanisalex 11:ff86b2ffce01 72 void Gamepad::leds(float val) const
eencae 1:6d25cd49059b 73 {
eencae 1:6d25cd49059b 74 if (val < 0.0f) {
eencae 1:6d25cd49059b 75 val = 0.0f;
eencae 1:6d25cd49059b 76 }
eencae 1:6d25cd49059b 77 if (val > 1.0f) {
eencae 1:6d25cd49059b 78 val = 1.0f;
eencae 1:6d25cd49059b 79 }
eencae 1:6d25cd49059b 80
eencae 1:6d25cd49059b 81 // leds are active-low, so subtract from 1.0
eencae 1:6d25cd49059b 82 // 0.0 corresponds to fully-off, 1.0 to fully-on
eencae 1:6d25cd49059b 83 val = 1.0f - val;
eencae 1:6d25cd49059b 84
eencae 10:a13d2f9d8a14 85 _led1->write(val);
eencae 10:a13d2f9d8a14 86 _led2->write(val);
eencae 10:a13d2f9d8a14 87 _led3->write(val);
eencae 10:a13d2f9d8a14 88 _led4->write(val);
eencae 10:a13d2f9d8a14 89 _led5->write(val);
eencae 10:a13d2f9d8a14 90 _led6->write(val);
eencae 9:893189072e89 91 }
eencae 9:893189072e89 92
valavanisalex 14:688bdcbdd3a5 93 void Gamepad::led1(float val)
valavanisalex 14:688bdcbdd3a5 94 {
eencae 10:a13d2f9d8a14 95 _led1->write(1.0f-val); // active-low so subtract from 1
eencae 9:893189072e89 96 }
valavanisalex 14:688bdcbdd3a5 97 void Gamepad::led2(float val)
valavanisalex 14:688bdcbdd3a5 98 {
eencae 10:a13d2f9d8a14 99 _led2->write(1.0f-val); // active-low so subtract from 1
eencae 9:893189072e89 100 }
valavanisalex 14:688bdcbdd3a5 101 void Gamepad::led3(float val)
valavanisalex 14:688bdcbdd3a5 102 {
eencae 10:a13d2f9d8a14 103 _led3->write(1.0f-val); // active-low so subtract from 1
eencae 9:893189072e89 104 }
valavanisalex 14:688bdcbdd3a5 105 void Gamepad::led4(float val)
valavanisalex 14:688bdcbdd3a5 106 {
eencae 10:a13d2f9d8a14 107 _led4->write(1.0f-val); // active-low so subtract from 1
eencae 9:893189072e89 108 }
valavanisalex 14:688bdcbdd3a5 109 void Gamepad::led5(float val)
valavanisalex 14:688bdcbdd3a5 110 {
eencae 10:a13d2f9d8a14 111 _led5->write(1.0f-val); // active-low so subtract from 1
eencae 9:893189072e89 112 }
valavanisalex 14:688bdcbdd3a5 113 void Gamepad::led6(float val)
valavanisalex 14:688bdcbdd3a5 114 {
eencae 10:a13d2f9d8a14 115 _led6->write(1.0f-val); // active-low so subtract from 1
eencae 1:6d25cd49059b 116 }
eencae 1:6d25cd49059b 117
valavanisalex 11:ff86b2ffce01 118 float Gamepad::read_pot() const
eencae 1:6d25cd49059b 119 {
valavanisalex 11:ff86b2ffce01 120 return _pot->read();
eencae 1:6d25cd49059b 121 }
eencae 1:6d25cd49059b 122
eencae 1:6d25cd49059b 123 void Gamepad::tone(float frequency, float duration)
eencae 1:6d25cd49059b 124 {
valavanisalex 11:ff86b2ffce01 125 _buzzer->period(1.0f/frequency);
valavanisalex 11:ff86b2ffce01 126 _buzzer->write(0.5); // 50% duty cycle - square wave
valavanisalex 11:ff86b2ffce01 127 _timeout->attach(callback(this, &Gamepad::tone_off), duration );
eencae 1:6d25cd49059b 128 }
eencae 1:6d25cd49059b 129
valavanisalex 12:1b0b6355da4f 130 bool Gamepad::check_event(GamepadEvent const id)
eencae 1:6d25cd49059b 131 {
valavanisalex 12:1b0b6355da4f 132 // Check whether event flag is set
valavanisalex 12:1b0b6355da4f 133 if (_event_state[id]) {
valavanisalex 12:1b0b6355da4f 134 _event_state.reset(id); // clear flag
eencae 3:964a6d95acdd 135 return true;
eencae 3:964a6d95acdd 136 } else {
eencae 3:964a6d95acdd 137 return false;
eencae 3:964a6d95acdd 138 }
eencae 3:964a6d95acdd 139 }
eencae 3:964a6d95acdd 140
eencae 3:964a6d95acdd 141 // this method gets the magnitude of the joystick movement
eencae 3:964a6d95acdd 142 float Gamepad::get_mag()
eencae 3:964a6d95acdd 143 {
eencae 3:964a6d95acdd 144 Polar p = get_polar();
eencae 3:964a6d95acdd 145 return p.mag;
eencae 3:964a6d95acdd 146 }
eencae 3:964a6d95acdd 147
eencae 3:964a6d95acdd 148 // this method gets the angle of joystick movement (0 to 360, 0 North)
eencae 3:964a6d95acdd 149 float Gamepad::get_angle()
eencae 3:964a6d95acdd 150 {
eencae 3:964a6d95acdd 151 Polar p = get_polar();
eencae 3:964a6d95acdd 152 return p.angle;
eencae 3:964a6d95acdd 153 }
eencae 3:964a6d95acdd 154
eencae 4:bafb7f483e93 155 Direction Gamepad::get_direction()
eencae 3:964a6d95acdd 156 {
eencae 3:964a6d95acdd 157 float angle = get_angle(); // 0 to 360, -1 for centred
eencae 3:964a6d95acdd 158
eencae 3:964a6d95acdd 159 Direction d;
eencae 3:964a6d95acdd 160 // partition 360 into segments and check which segment the angle is in
eencae 3:964a6d95acdd 161 if (angle < 0.0f) {
eencae 3:964a6d95acdd 162 d = CENTRE; // check for -1.0 angle
eencae 3:964a6d95acdd 163 } else if (angle < 22.5f) { // then keep going in 45 degree increments
eencae 3:964a6d95acdd 164 d = N;
eencae 3:964a6d95acdd 165 } else if (angle < 67.5f) {
eencae 3:964a6d95acdd 166 d = NE;
eencae 3:964a6d95acdd 167 } else if (angle < 112.5f) {
eencae 3:964a6d95acdd 168 d = E;
eencae 3:964a6d95acdd 169 } else if (angle < 157.5f) {
eencae 3:964a6d95acdd 170 d = SE;
eencae 3:964a6d95acdd 171 } else if (angle < 202.5f) {
eencae 3:964a6d95acdd 172 d = S;
eencae 3:964a6d95acdd 173 } else if (angle < 247.5f) {
eencae 3:964a6d95acdd 174 d = SW;
eencae 3:964a6d95acdd 175 } else if (angle < 292.5f) {
eencae 3:964a6d95acdd 176 d = W;
eencae 3:964a6d95acdd 177 } else if (angle < 337.5f) {
eencae 3:964a6d95acdd 178 d = NW;
eencae 3:964a6d95acdd 179 } else {
eencae 3:964a6d95acdd 180 d = N;
eencae 3:964a6d95acdd 181 }
eencae 3:964a6d95acdd 182
eencae 3:964a6d95acdd 183 return d;
eencae 3:964a6d95acdd 184 }
eencae 3:964a6d95acdd 185
eencae 1:6d25cd49059b 186 ///////////////////// private methods ////////////////////////
eencae 1:6d25cd49059b 187
eencae 1:6d25cd49059b 188 void Gamepad::tone_off()
eencae 1:6d25cd49059b 189 {
valavanisalex 11:ff86b2ffce01 190 _buzzer->write(0.0);
eencae 1:6d25cd49059b 191 }
eencae 1:6d25cd49059b 192
eencae 1:6d25cd49059b 193 void Gamepad::init_buttons()
eencae 1:6d25cd49059b 194 {
eencae 1:6d25cd49059b 195 // turn on pull-downs as other side of button is connected to 3V3
eencae 1:6d25cd49059b 196 // button is 0 when not pressed and 1 when pressed
valavanisalex 11:ff86b2ffce01 197 _button_A->mode(PullDown);
valavanisalex 11:ff86b2ffce01 198 _button_B->mode(PullDown);
valavanisalex 11:ff86b2ffce01 199 _button_X->mode(PullDown);
valavanisalex 11:ff86b2ffce01 200 _button_Y->mode(PullDown);
valavanisalex 11:ff86b2ffce01 201 _button_back->mode(PullDown);
valavanisalex 11:ff86b2ffce01 202 _button_start->mode(PullDown);
valavanisalex 11:ff86b2ffce01 203 _button_L->mode(PullDown);
valavanisalex 11:ff86b2ffce01 204 _button_R->mode(PullDown);
valavanisalex 11:ff86b2ffce01 205 _button_joystick->mode(PullDown);
eencae 1:6d25cd49059b 206 // therefore setup rising edge interrupts
valavanisalex 11:ff86b2ffce01 207 _button_A->rise(callback(this,&Gamepad::a_isr));
valavanisalex 11:ff86b2ffce01 208 _button_B->rise(callback(this,&Gamepad::b_isr));
valavanisalex 11:ff86b2ffce01 209 _button_X->rise(callback(this,&Gamepad::x_isr));
valavanisalex 11:ff86b2ffce01 210 _button_Y->rise(callback(this,&Gamepad::y_isr));
valavanisalex 11:ff86b2ffce01 211 _button_L->rise(callback(this,&Gamepad::l_isr));
valavanisalex 11:ff86b2ffce01 212 _button_R->rise(callback(this,&Gamepad::r_isr));
valavanisalex 11:ff86b2ffce01 213 _button_start->rise(callback(this,&Gamepad::start_isr));
valavanisalex 11:ff86b2ffce01 214 _button_back->rise(callback(this,&Gamepad::back_isr));
valavanisalex 11:ff86b2ffce01 215 _button_joystick->rise(callback(this,&Gamepad::joy_isr));
eencae 1:6d25cd49059b 216 }
eencae 1:6d25cd49059b 217
eencae 1:6d25cd49059b 218 // button interrupts ISRs
valavanisalex 12:1b0b6355da4f 219 // Each of these simply sets the appropriate event bit in the _event_state
valavanisalex 12:1b0b6355da4f 220 // variable
eencae 1:6d25cd49059b 221 void Gamepad::a_isr()
eencae 1:6d25cd49059b 222 {
valavanisalex 16:3ea3d9714b0c 223 _event_state.set(A_PRESSED);
eencae 1:6d25cd49059b 224 }
eencae 1:6d25cd49059b 225 void Gamepad::b_isr()
eencae 1:6d25cd49059b 226 {
valavanisalex 16:3ea3d9714b0c 227 _event_state.set(B_PRESSED);
eencae 1:6d25cd49059b 228 }
eencae 1:6d25cd49059b 229 void Gamepad::x_isr()
eencae 1:6d25cd49059b 230 {
valavanisalex 16:3ea3d9714b0c 231 _event_state.set(X_PRESSED);
eencae 1:6d25cd49059b 232 }
eencae 1:6d25cd49059b 233 void Gamepad::y_isr()
eencae 1:6d25cd49059b 234 {
valavanisalex 16:3ea3d9714b0c 235 _event_state.set(Y_PRESSED);
eencae 1:6d25cd49059b 236 }
eencae 1:6d25cd49059b 237 void Gamepad::l_isr()
eencae 1:6d25cd49059b 238 {
valavanisalex 16:3ea3d9714b0c 239 _event_state.set(L_PRESSED);
eencae 1:6d25cd49059b 240 }
eencae 1:6d25cd49059b 241 void Gamepad::r_isr()
eencae 1:6d25cd49059b 242 {
valavanisalex 16:3ea3d9714b0c 243 _event_state.set(R_PRESSED);
eencae 1:6d25cd49059b 244 }
eencae 1:6d25cd49059b 245 void Gamepad::back_isr()
eencae 1:6d25cd49059b 246 {
valavanisalex 16:3ea3d9714b0c 247 _event_state.set(BACK_PRESSED);
eencae 1:6d25cd49059b 248 }
eencae 1:6d25cd49059b 249 void Gamepad::start_isr()
eencae 1:6d25cd49059b 250 {
valavanisalex 16:3ea3d9714b0c 251 _event_state.set(START_PRESSED);
eencae 3:964a6d95acdd 252 }
eencae 3:964a6d95acdd 253 void Gamepad::joy_isr()
eencae 3:964a6d95acdd 254 {
valavanisalex 16:3ea3d9714b0c 255 _event_state.set(JOY_PRESSED);
eencae 3:964a6d95acdd 256 }
eencae 3:964a6d95acdd 257
eencae 3:964a6d95acdd 258 // get raw joystick coordinate in range -1 to 1
eencae 3:964a6d95acdd 259 // Direction (x,y)
eencae 3:964a6d95acdd 260 // North (0,1)
eencae 3:964a6d95acdd 261 // East (1,0)
eencae 3:964a6d95acdd 262 // South (0,-1)
eencae 3:964a6d95acdd 263 // West (-1,0)
eencae 3:964a6d95acdd 264 Vector2D Gamepad::get_coord()
eencae 3:964a6d95acdd 265 {
eencae 3:964a6d95acdd 266 // read() returns value in range 0.0 to 1.0 so is scaled and centre value
eencae 3:964a6d95acdd 267 // substracted to get values in the range -1.0 to 1.0
valavanisalex 11:ff86b2ffce01 268 float x = 2.0f*( _horiz->read() - _x0 );
valavanisalex 11:ff86b2ffce01 269 float y = 2.0f*( _vert->read() - _y0 );
eencae 3:964a6d95acdd 270
eencae 3:964a6d95acdd 271 // Note: the x value here is inverted to ensure the positive x is to the
eencae 3:964a6d95acdd 272 // right. This is simply due to how the potentiometer on the joystick
eencae 3:964a6d95acdd 273 // I was using was connected up. It could have been corrected in hardware
eencae 3:964a6d95acdd 274 // by swapping the power supply pins. Instead it is done in software so may
eencae 3:964a6d95acdd 275 // need to be changed depending on your wiring setup
eencae 3:964a6d95acdd 276
eencae 3:964a6d95acdd 277 Vector2D coord = {-x,y};
eencae 3:964a6d95acdd 278 return coord;
eencae 3:964a6d95acdd 279 }
eencae 3:964a6d95acdd 280
eencae 3:964a6d95acdd 281 // This maps the raw x,y coord onto a circular grid.
eencae 3:964a6d95acdd 282 // See: http://mathproofs.blogspot.co.uk/2005/07/mapping-square-to-circle.html
eencae 3:964a6d95acdd 283 Vector2D Gamepad::get_mapped_coord()
eencae 3:964a6d95acdd 284 {
eencae 3:964a6d95acdd 285 Vector2D coord = get_coord();
eencae 3:964a6d95acdd 286
eencae 3:964a6d95acdd 287 // do the transformation
eencae 3:964a6d95acdd 288 float x = coord.x*sqrt(1.0f-pow(coord.y,2.0f)/2.0f);
eencae 3:964a6d95acdd 289 float y = coord.y*sqrt(1.0f-pow(coord.x,2.0f)/2.0f);
eencae 3:964a6d95acdd 290
eencae 3:964a6d95acdd 291 Vector2D mapped_coord = {x,y};
eencae 3:964a6d95acdd 292 return mapped_coord;
eencae 3:964a6d95acdd 293 }
eencae 3:964a6d95acdd 294
eencae 3:964a6d95acdd 295 // this function converts the mapped coordinates into polar form
eencae 3:964a6d95acdd 296 Polar Gamepad::get_polar()
eencae 3:964a6d95acdd 297 {
eencae 3:964a6d95acdd 298 // get the mapped coordinate
eencae 3:964a6d95acdd 299 Vector2D coord = get_mapped_coord();
eencae 3:964a6d95acdd 300
eencae 3:964a6d95acdd 301 // at this point, 0 degrees (i.e. x-axis) will be defined to the East.
eencae 3:964a6d95acdd 302 // We want 0 degrees to correspond to North and increase clockwise to 359
eencae 3:964a6d95acdd 303 // like a compass heading, so we need to swap the axis and invert y
eencae 3:964a6d95acdd 304 float x = coord.y;
eencae 3:964a6d95acdd 305 float y = coord.x;
eencae 3:964a6d95acdd 306
eencae 3:964a6d95acdd 307 float mag = sqrt(x*x+y*y); // pythagoras
eencae 3:964a6d95acdd 308 float angle = RAD2DEG*atan2(y,x);
eencae 3:964a6d95acdd 309 // angle will be in range -180 to 180, so add 360 to negative angles to
eencae 3:964a6d95acdd 310 // move to 0 to 360 range
eencae 3:964a6d95acdd 311 if (angle < 0.0f) {
eencae 3:964a6d95acdd 312 angle+=360.0f;
eencae 3:964a6d95acdd 313 }
eencae 3:964a6d95acdd 314
eencae 3:964a6d95acdd 315 // the noise on the ADC causes the values of x and y to fluctuate slightly
eencae 3:964a6d95acdd 316 // around the centred values. This causes the random angle values to get
eencae 3:964a6d95acdd 317 // calculated when the joystick is centred and untouched. This is also when
eencae 3:964a6d95acdd 318 // the magnitude is very small, so we can check for a small magnitude and then
eencae 3:964a6d95acdd 319 // set the angle to -1. This will inform us when the angle is invalid and the
eencae 3:964a6d95acdd 320 // joystick is centred
eencae 3:964a6d95acdd 321
eencae 3:964a6d95acdd 322 if (mag < TOL) {
eencae 3:964a6d95acdd 323 mag = 0.0f;
eencae 3:964a6d95acdd 324 angle = -1.0f;
eencae 3:964a6d95acdd 325 }
eencae 3:964a6d95acdd 326
eencae 3:964a6d95acdd 327 Polar p = {mag,angle};
eencae 3:964a6d95acdd 328 return p;
eencae 1:6d25cd49059b 329 }