Craig Evans / Gamepad

Library for ELEC2645 Gamepad PCB. University of Leeds

Dependents:   Project_MaZe1_copy Labirint Game_Controller_Project 200943373MAZE ... more

Gamepad.cpp@20:c0959710291b, 2017-04-26 (annotated)

Committer:
valavanisalex
Date:
Wed Apr 26 13:58:10 2017 +0000
Revision:
20:c0959710291b
Parent:
18:e0a4f15a7750 
Correct spellings

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 17:cf1e1ffcf773 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)),
eencae 17:cf1e1ffcf773 24
valavanisalex 14:688bdcbdd3a5 25 _vert(new AnalogIn(PTB10)),
valavanisalex 14:688bdcbdd3a5 26 _horiz(new AnalogIn(PTB11)),
eencae 17:cf1e1ffcf773 27
valavanisalex 14:688bdcbdd3a5 28 _buzzer(new PwmOut(PTC10)),
valavanisalex 14:688bdcbdd3a5 29 _pot(new AnalogIn(PTB2)),
eencae 17:cf1e1ffcf773 30
valavanisalex 14:688bdcbdd3a5 31 _timeout(new Timeout()),
eencae 17:cf1e1ffcf773 32
valavanisalex 14:688bdcbdd3a5 33 _event_state(0),
eencae 17:cf1e1ffcf773 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
eencae 18:e0a4f15a7750 93 void Gamepad::led(int n,float val) const
valavanisalex 14:688bdcbdd3a5 94 {
eencae 18:e0a4f15a7750 95 // ensure they are within vlaid range
eencae 18:e0a4f15a7750 96 if (val < 0.0f) {
eencae 18:e0a4f15a7750 97 val = 0.0f;
eencae 18:e0a4f15a7750 98 }
eencae 18:e0a4f15a7750 99 if (val > 1.0f) {
eencae 18:e0a4f15a7750 100 val = 1.0f;
eencae 18:e0a4f15a7750 101 }
eencae 18:e0a4f15a7750 102
eencae 17:cf1e1ffcf773 103 switch (n) {
eencae 17:cf1e1ffcf773 104
eencae 17:cf1e1ffcf773 105 // check for valid LED number and set value
eencae 17:cf1e1ffcf773 106
eencae 17:cf1e1ffcf773 107 case 1:
eencae 17:cf1e1ffcf773 108 _led1->write(1.0f-val); // active-low so subtract from 1
eencae 17:cf1e1ffcf773 109 break;
eencae 17:cf1e1ffcf773 110 case 2:
eencae 17:cf1e1ffcf773 111 _led2->write(1.0f-val); // active-low so subtract from 1
eencae 17:cf1e1ffcf773 112 break;
eencae 17:cf1e1ffcf773 113 case 3:
eencae 17:cf1e1ffcf773 114 _led3->write(1.0f-val); // active-low so subtract from 1
eencae 17:cf1e1ffcf773 115 break;
eencae 17:cf1e1ffcf773 116 case 4:
eencae 17:cf1e1ffcf773 117 _led4->write(1.0f-val); // active-low so subtract from 1
eencae 17:cf1e1ffcf773 118 break;
eencae 17:cf1e1ffcf773 119 case 5:
eencae 17:cf1e1ffcf773 120 _led5->write(1.0f-val); // active-low so subtract from 1
eencae 17:cf1e1ffcf773 121 break;
eencae 17:cf1e1ffcf773 122 case 6:
eencae 17:cf1e1ffcf773 123 _led6->write(1.0f-val); // active-low so subtract from 1
eencae 17:cf1e1ffcf773 124 break;
eencae 17:cf1e1ffcf773 125
eencae 17:cf1e1ffcf773 126 }
eencae 1:6d25cd49059b 127 }
eencae 1:6d25cd49059b 128
valavanisalex 11:ff86b2ffce01 129 float Gamepad::read_pot() const
eencae 1:6d25cd49059b 130 {
valavanisalex 11:ff86b2ffce01 131 return _pot->read();
eencae 1:6d25cd49059b 132 }
eencae 1:6d25cd49059b 133
eencae 1:6d25cd49059b 134 void Gamepad::tone(float frequency, float duration)
eencae 1:6d25cd49059b 135 {
valavanisalex 11:ff86b2ffce01 136 _buzzer->period(1.0f/frequency);
valavanisalex 11:ff86b2ffce01 137 _buzzer->write(0.5); // 50% duty cycle - square wave
valavanisalex 11:ff86b2ffce01 138 _timeout->attach(callback(this, &Gamepad::tone_off), duration );
eencae 1:6d25cd49059b 139 }
eencae 1:6d25cd49059b 140
valavanisalex 12:1b0b6355da4f 141 bool Gamepad::check_event(GamepadEvent const id)
eencae 1:6d25cd49059b 142 {
valavanisalex 12:1b0b6355da4f 143 // Check whether event flag is set
valavanisalex 12:1b0b6355da4f 144 if (_event_state[id]) {
valavanisalex 12:1b0b6355da4f 145 _event_state.reset(id); // clear flag
eencae 3:964a6d95acdd 146 return true;
eencae 3:964a6d95acdd 147 } else {
eencae 3:964a6d95acdd 148 return false;
eencae 3:964a6d95acdd 149 }
eencae 3:964a6d95acdd 150 }
eencae 3:964a6d95acdd 151
eencae 3:964a6d95acdd 152 // this method gets the magnitude of the joystick movement
eencae 3:964a6d95acdd 153 float Gamepad::get_mag()
eencae 3:964a6d95acdd 154 {
eencae 3:964a6d95acdd 155 Polar p = get_polar();
eencae 3:964a6d95acdd 156 return p.mag;
eencae 3:964a6d95acdd 157 }
eencae 3:964a6d95acdd 158
eencae 3:964a6d95acdd 159 // this method gets the angle of joystick movement (0 to 360, 0 North)
eencae 3:964a6d95acdd 160 float Gamepad::get_angle()
eencae 3:964a6d95acdd 161 {
eencae 3:964a6d95acdd 162 Polar p = get_polar();
eencae 3:964a6d95acdd 163 return p.angle;
eencae 3:964a6d95acdd 164 }
eencae 3:964a6d95acdd 165
eencae 4:bafb7f483e93 166 Direction Gamepad::get_direction()
eencae 3:964a6d95acdd 167 {
eencae 3:964a6d95acdd 168 float angle = get_angle(); // 0 to 360, -1 for centred
eencae 3:964a6d95acdd 169
eencae 3:964a6d95acdd 170 Direction d;
eencae 3:964a6d95acdd 171 // partition 360 into segments and check which segment the angle is in
eencae 3:964a6d95acdd 172 if (angle < 0.0f) {
eencae 3:964a6d95acdd 173 d = CENTRE; // check for -1.0 angle
eencae 3:964a6d95acdd 174 } else if (angle < 22.5f) { // then keep going in 45 degree increments
eencae 3:964a6d95acdd 175 d = N;
eencae 3:964a6d95acdd 176 } else if (angle < 67.5f) {
eencae 3:964a6d95acdd 177 d = NE;
eencae 3:964a6d95acdd 178 } else if (angle < 112.5f) {
eencae 3:964a6d95acdd 179 d = E;
eencae 3:964a6d95acdd 180 } else if (angle < 157.5f) {
eencae 3:964a6d95acdd 181 d = SE;
eencae 3:964a6d95acdd 182 } else if (angle < 202.5f) {
eencae 3:964a6d95acdd 183 d = S;
eencae 3:964a6d95acdd 184 } else if (angle < 247.5f) {
eencae 3:964a6d95acdd 185 d = SW;
eencae 3:964a6d95acdd 186 } else if (angle < 292.5f) {
eencae 3:964a6d95acdd 187 d = W;
eencae 3:964a6d95acdd 188 } else if (angle < 337.5f) {
eencae 3:964a6d95acdd 189 d = NW;
eencae 3:964a6d95acdd 190 } else {
eencae 3:964a6d95acdd 191 d = N;
eencae 3:964a6d95acdd 192 }
eencae 3:964a6d95acdd 193
eencae 3:964a6d95acdd 194 return d;
eencae 3:964a6d95acdd 195 }
eencae 3:964a6d95acdd 196
eencae 1:6d25cd49059b 197 ///////////////////// private methods ////////////////////////
eencae 1:6d25cd49059b 198
eencae 1:6d25cd49059b 199 void Gamepad::tone_off()
eencae 1:6d25cd49059b 200 {
eencae 17:cf1e1ffcf773 201 // called after timeout
valavanisalex 11:ff86b2ffce01 202 _buzzer->write(0.0);
eencae 1:6d25cd49059b 203 }
eencae 1:6d25cd49059b 204
eencae 1:6d25cd49059b 205 void Gamepad::init_buttons()
eencae 1:6d25cd49059b 206 {
eencae 1:6d25cd49059b 207 // turn on pull-downs as other side of button is connected to 3V3
eencae 1:6d25cd49059b 208 // button is 0 when not pressed and 1 when pressed
valavanisalex 11:ff86b2ffce01 209 _button_A->mode(PullDown);
valavanisalex 11:ff86b2ffce01 210 _button_B->mode(PullDown);
valavanisalex 11:ff86b2ffce01 211 _button_X->mode(PullDown);
valavanisalex 11:ff86b2ffce01 212 _button_Y->mode(PullDown);
valavanisalex 11:ff86b2ffce01 213 _button_back->mode(PullDown);
valavanisalex 11:ff86b2ffce01 214 _button_start->mode(PullDown);
valavanisalex 11:ff86b2ffce01 215 _button_L->mode(PullDown);
valavanisalex 11:ff86b2ffce01 216 _button_R->mode(PullDown);
valavanisalex 11:ff86b2ffce01 217 _button_joystick->mode(PullDown);
eencae 1:6d25cd49059b 218 // therefore setup rising edge interrupts
valavanisalex 11:ff86b2ffce01 219 _button_A->rise(callback(this,&Gamepad::a_isr));
valavanisalex 11:ff86b2ffce01 220 _button_B->rise(callback(this,&Gamepad::b_isr));
valavanisalex 11:ff86b2ffce01 221 _button_X->rise(callback(this,&Gamepad::x_isr));
valavanisalex 11:ff86b2ffce01 222 _button_Y->rise(callback(this,&Gamepad::y_isr));
valavanisalex 11:ff86b2ffce01 223 _button_L->rise(callback(this,&Gamepad::l_isr));
valavanisalex 11:ff86b2ffce01 224 _button_R->rise(callback(this,&Gamepad::r_isr));
valavanisalex 11:ff86b2ffce01 225 _button_start->rise(callback(this,&Gamepad::start_isr));
valavanisalex 11:ff86b2ffce01 226 _button_back->rise(callback(this,&Gamepad::back_isr));
valavanisalex 11:ff86b2ffce01 227 _button_joystick->rise(callback(this,&Gamepad::joy_isr));
eencae 1:6d25cd49059b 228 }
eencae 1:6d25cd49059b 229
eencae 1:6d25cd49059b 230 // button interrupts ISRs
valavanisalex 12:1b0b6355da4f 231 // Each of these simply sets the appropriate event bit in the _event_state
valavanisalex 12:1b0b6355da4f 232 // variable
eencae 1:6d25cd49059b 233 void Gamepad::a_isr()
eencae 1:6d25cd49059b 234 {
valavanisalex 16:3ea3d9714b0c 235 _event_state.set(A_PRESSED);
eencae 1:6d25cd49059b 236 }
eencae 1:6d25cd49059b 237 void Gamepad::b_isr()
eencae 1:6d25cd49059b 238 {
valavanisalex 16:3ea3d9714b0c 239 _event_state.set(B_PRESSED);
eencae 1:6d25cd49059b 240 }
eencae 1:6d25cd49059b 241 void Gamepad::x_isr()
eencae 1:6d25cd49059b 242 {
valavanisalex 16:3ea3d9714b0c 243 _event_state.set(X_PRESSED);
eencae 1:6d25cd49059b 244 }
eencae 1:6d25cd49059b 245 void Gamepad::y_isr()
eencae 1:6d25cd49059b 246 {
valavanisalex 16:3ea3d9714b0c 247 _event_state.set(Y_PRESSED);
eencae 1:6d25cd49059b 248 }
eencae 1:6d25cd49059b 249 void Gamepad::l_isr()
eencae 1:6d25cd49059b 250 {
valavanisalex 16:3ea3d9714b0c 251 _event_state.set(L_PRESSED);
eencae 1:6d25cd49059b 252 }
eencae 1:6d25cd49059b 253 void Gamepad::r_isr()
eencae 1:6d25cd49059b 254 {
valavanisalex 16:3ea3d9714b0c 255 _event_state.set(R_PRESSED);
eencae 1:6d25cd49059b 256 }
eencae 1:6d25cd49059b 257 void Gamepad::back_isr()
eencae 1:6d25cd49059b 258 {
valavanisalex 16:3ea3d9714b0c 259 _event_state.set(BACK_PRESSED);
eencae 1:6d25cd49059b 260 }
eencae 1:6d25cd49059b 261 void Gamepad::start_isr()
eencae 1:6d25cd49059b 262 {
valavanisalex 16:3ea3d9714b0c 263 _event_state.set(START_PRESSED);
eencae 3:964a6d95acdd 264 }
eencae 3:964a6d95acdd 265 void Gamepad::joy_isr()
eencae 3:964a6d95acdd 266 {
valavanisalex 16:3ea3d9714b0c 267 _event_state.set(JOY_PRESSED);
eencae 3:964a6d95acdd 268 }
eencae 3:964a6d95acdd 269
eencae 3:964a6d95acdd 270 // get raw joystick coordinate in range -1 to 1
eencae 3:964a6d95acdd 271 // Direction (x,y)
eencae 3:964a6d95acdd 272 // North (0,1)
eencae 3:964a6d95acdd 273 // East (1,0)
eencae 3:964a6d95acdd 274 // South (0,-1)
eencae 3:964a6d95acdd 275 // West (-1,0)
eencae 3:964a6d95acdd 276 Vector2D Gamepad::get_coord()
eencae 3:964a6d95acdd 277 {
eencae 3:964a6d95acdd 278 // read() returns value in range 0.0 to 1.0 so is scaled and centre value
eencae 3:964a6d95acdd 279 // substracted to get values in the range -1.0 to 1.0
valavanisalex 11:ff86b2ffce01 280 float x = 2.0f*( _horiz->read() - _x0 );
valavanisalex 11:ff86b2ffce01 281 float y = 2.0f*( _vert->read() - _y0 );
eencae 3:964a6d95acdd 282
eencae 3:964a6d95acdd 283 // Note: the x value here is inverted to ensure the positive x is to the
eencae 3:964a6d95acdd 284 // right. This is simply due to how the potentiometer on the joystick
eencae 3:964a6d95acdd 285 // I was using was connected up. It could have been corrected in hardware
eencae 3:964a6d95acdd 286 // by swapping the power supply pins. Instead it is done in software so may
eencae 3:964a6d95acdd 287 // need to be changed depending on your wiring setup
eencae 3:964a6d95acdd 288
eencae 3:964a6d95acdd 289 Vector2D coord = {-x,y};
eencae 3:964a6d95acdd 290 return coord;
eencae 3:964a6d95acdd 291 }
eencae 3:964a6d95acdd 292
eencae 3:964a6d95acdd 293 // This maps the raw x,y coord onto a circular grid.
eencae 3:964a6d95acdd 294 // See: http://mathproofs.blogspot.co.uk/2005/07/mapping-square-to-circle.html
eencae 3:964a6d95acdd 295 Vector2D Gamepad::get_mapped_coord()
eencae 3:964a6d95acdd 296 {
eencae 3:964a6d95acdd 297 Vector2D coord = get_coord();
eencae 3:964a6d95acdd 298
eencae 3:964a6d95acdd 299 // do the transformation
eencae 3:964a6d95acdd 300 float x = coord.x*sqrt(1.0f-pow(coord.y,2.0f)/2.0f);
eencae 3:964a6d95acdd 301 float y = coord.y*sqrt(1.0f-pow(coord.x,2.0f)/2.0f);
eencae 3:964a6d95acdd 302
eencae 3:964a6d95acdd 303 Vector2D mapped_coord = {x,y};
eencae 3:964a6d95acdd 304 return mapped_coord;
eencae 3:964a6d95acdd 305 }
eencae 3:964a6d95acdd 306
eencae 3:964a6d95acdd 307 // this function converts the mapped coordinates into polar form
eencae 3:964a6d95acdd 308 Polar Gamepad::get_polar()
eencae 3:964a6d95acdd 309 {
eencae 3:964a6d95acdd 310 // get the mapped coordinate
eencae 3:964a6d95acdd 311 Vector2D coord = get_mapped_coord();
eencae 3:964a6d95acdd 312
eencae 3:964a6d95acdd 313 // at this point, 0 degrees (i.e. x-axis) will be defined to the East.
eencae 3:964a6d95acdd 314 // We want 0 degrees to correspond to North and increase clockwise to 359
eencae 3:964a6d95acdd 315 // like a compass heading, so we need to swap the axis and invert y
eencae 3:964a6d95acdd 316 float x = coord.y;
eencae 3:964a6d95acdd 317 float y = coord.x;
eencae 3:964a6d95acdd 318
eencae 3:964a6d95acdd 319 float mag = sqrt(x*x+y*y); // pythagoras
eencae 3:964a6d95acdd 320 float angle = RAD2DEG*atan2(y,x);
eencae 3:964a6d95acdd 321 // angle will be in range -180 to 180, so add 360 to negative angles to
eencae 3:964a6d95acdd 322 // move to 0 to 360 range
eencae 3:964a6d95acdd 323 if (angle < 0.0f) {
eencae 3:964a6d95acdd 324 angle+=360.0f;
eencae 3:964a6d95acdd 325 }
eencae 3:964a6d95acdd 326
eencae 3:964a6d95acdd 327 // the noise on the ADC causes the values of x and y to fluctuate slightly
eencae 3:964a6d95acdd 328 // around the centred values. This causes the random angle values to get
eencae 3:964a6d95acdd 329 // calculated when the joystick is centred and untouched. This is also when
eencae 3:964a6d95acdd 330 // the magnitude is very small, so we can check for a small magnitude and then
eencae 3:964a6d95acdd 331 // set the angle to -1. This will inform us when the angle is invalid and the
eencae 3:964a6d95acdd 332 // joystick is centred
eencae 3:964a6d95acdd 333
eencae 3:964a6d95acdd 334 if (mag < TOL) {
eencae 3:964a6d95acdd 335 mag = 0.0f;
eencae 3:964a6d95acdd 336 angle = -1.0f;
eencae 3:964a6d95acdd 337 }
eencae 3:964a6d95acdd 338
eencae 3:964a6d95acdd 339 Polar p = {mag,angle};
eencae 3:964a6d95acdd 340 return p;
eencae 1:6d25cd49059b 341 }