Analog joystick library
Joystick.cpp@1:8e384c3393dd, 2020-01-27 (annotated)
- Committer:
- eencae
- Date:
- Mon Jan 27 15:28:02 2020 +0000
- Revision:
- 1:8e384c3393dd
- Parent:
- 0:649b59b2fb26
Gamepad2
Who changed what in which revision?
User | Revision | Line number | New contents of line |
---|---|---|---|
eencae | 0:649b59b2fb26 | 1 | #include "Joystick.h" |
eencae | 0:649b59b2fb26 | 2 | |
eencae | 1:8e384c3393dd | 3 | Joystick::Joystick(PinName vertPin,PinName horizPin) |
eencae | 0:649b59b2fb26 | 4 | { |
eencae | 0:649b59b2fb26 | 5 | vert = new AnalogIn(vertPin); |
eencae | 0:649b59b2fb26 | 6 | horiz = new AnalogIn(horizPin); |
eencae | 0:649b59b2fb26 | 7 | } |
eencae | 0:649b59b2fb26 | 8 | |
eencae | 0:649b59b2fb26 | 9 | void Joystick::init() |
eencae | 0:649b59b2fb26 | 10 | { |
eencae | 0:649b59b2fb26 | 11 | // read centred values of joystick |
eencae | 0:649b59b2fb26 | 12 | _x0 = horiz->read(); |
eencae | 0:649b59b2fb26 | 13 | _y0 = vert->read(); |
eencae | 0:649b59b2fb26 | 14 | |
eencae | 0:649b59b2fb26 | 15 | // this assumes that the joystick is centred when the init function is called |
eencae | 0:649b59b2fb26 | 16 | // if perfectly centred, the pots should read 0.5, but this may |
eencae | 0:649b59b2fb26 | 17 | // not be the case and x0 and y0 will be used to calibrate readings |
eencae | 0:649b59b2fb26 | 18 | } |
eencae | 0:649b59b2fb26 | 19 | |
eencae | 0:649b59b2fb26 | 20 | Direction Joystick::get_direction() |
eencae | 0:649b59b2fb26 | 21 | { |
eencae | 0:649b59b2fb26 | 22 | float angle = get_angle(); // 0 to 360, -1 for centred |
eencae | 0:649b59b2fb26 | 23 | |
eencae | 0:649b59b2fb26 | 24 | Direction d; |
eencae | 0:649b59b2fb26 | 25 | // partition 360 into segments and check which segment the angle is in |
eencae | 0:649b59b2fb26 | 26 | if (angle < 0.0f) { |
eencae | 0:649b59b2fb26 | 27 | d = CENTRE; // check for -1.0 angle |
eencae | 0:649b59b2fb26 | 28 | } else if (angle < 22.5f) { // then keep going in 45 degree increments |
eencae | 0:649b59b2fb26 | 29 | d = N; |
eencae | 0:649b59b2fb26 | 30 | } else if (angle < 67.5f) { |
eencae | 0:649b59b2fb26 | 31 | d = NE; |
eencae | 0:649b59b2fb26 | 32 | } else if (angle < 112.5f) { |
eencae | 0:649b59b2fb26 | 33 | d = E; |
eencae | 0:649b59b2fb26 | 34 | } else if (angle < 157.5f) { |
eencae | 0:649b59b2fb26 | 35 | d = SE; |
eencae | 0:649b59b2fb26 | 36 | } else if (angle < 202.5f) { |
eencae | 0:649b59b2fb26 | 37 | d = S; |
eencae | 0:649b59b2fb26 | 38 | } else if (angle < 247.5f) { |
eencae | 0:649b59b2fb26 | 39 | d = SW; |
eencae | 0:649b59b2fb26 | 40 | } else if (angle < 292.5f) { |
eencae | 0:649b59b2fb26 | 41 | d = W; |
eencae | 0:649b59b2fb26 | 42 | } else if (angle < 337.5f) { |
eencae | 0:649b59b2fb26 | 43 | d = NW; |
eencae | 0:649b59b2fb26 | 44 | } else { |
eencae | 0:649b59b2fb26 | 45 | d = N; |
eencae | 0:649b59b2fb26 | 46 | } |
eencae | 0:649b59b2fb26 | 47 | |
eencae | 0:649b59b2fb26 | 48 | return d; |
eencae | 0:649b59b2fb26 | 49 | } |
eencae | 0:649b59b2fb26 | 50 | |
eencae | 0:649b59b2fb26 | 51 | // this method gets the magnitude of the joystick movement |
eencae | 0:649b59b2fb26 | 52 | float Joystick::get_mag() |
eencae | 0:649b59b2fb26 | 53 | { |
eencae | 0:649b59b2fb26 | 54 | Polar p = get_polar(); |
eencae | 0:649b59b2fb26 | 55 | return p.mag; |
eencae | 0:649b59b2fb26 | 56 | } |
eencae | 0:649b59b2fb26 | 57 | |
eencae | 0:649b59b2fb26 | 58 | // this method gets the angle of joystick movement (0 to 360, 0 North) |
eencae | 0:649b59b2fb26 | 59 | float Joystick::get_angle() |
eencae | 0:649b59b2fb26 | 60 | { |
eencae | 0:649b59b2fb26 | 61 | Polar p = get_polar(); |
eencae | 0:649b59b2fb26 | 62 | return p.angle; |
eencae | 0:649b59b2fb26 | 63 | } |
eencae | 0:649b59b2fb26 | 64 | |
eencae | 0:649b59b2fb26 | 65 | // get raw joystick coordinate in range -1 to 1 |
eencae | 0:649b59b2fb26 | 66 | // Direction (x,y) |
eencae | 0:649b59b2fb26 | 67 | // North (0,1) |
eencae | 0:649b59b2fb26 | 68 | // East (1,0) |
eencae | 0:649b59b2fb26 | 69 | // South (0,-1) |
eencae | 0:649b59b2fb26 | 70 | // West (-1,0) |
eencae | 0:649b59b2fb26 | 71 | Vector2D Joystick::get_coord() |
eencae | 0:649b59b2fb26 | 72 | { |
eencae | 0:649b59b2fb26 | 73 | // read() returns value in range 0.0 to 1.0 so is scaled and centre value |
eencae | 0:649b59b2fb26 | 74 | // substracted to get values in the range -1.0 to 1.0 |
eencae | 0:649b59b2fb26 | 75 | float x = 2.0f*( horiz->read() - _x0 ); |
eencae | 0:649b59b2fb26 | 76 | float y = 2.0f*( vert->read() - _y0 ); |
eencae | 0:649b59b2fb26 | 77 | |
eencae | 1:8e384c3393dd | 78 | // Note: the values are negated so postive is up (y). |
eencae | 1:8e384c3393dd | 79 | Vector2D coord = {x,-y}; |
eencae | 0:649b59b2fb26 | 80 | return coord; |
eencae | 0:649b59b2fb26 | 81 | } |
eencae | 0:649b59b2fb26 | 82 | |
eencae | 0:649b59b2fb26 | 83 | // This maps the raw x,y coord onto a circular grid. |
eencae | 0:649b59b2fb26 | 84 | // See: http://mathproofs.blogspot.co.uk/2005/07/mapping-square-to-circle.html |
eencae | 0:649b59b2fb26 | 85 | Vector2D Joystick::get_mapped_coord() |
eencae | 0:649b59b2fb26 | 86 | { |
eencae | 0:649b59b2fb26 | 87 | Vector2D coord = get_coord(); |
eencae | 0:649b59b2fb26 | 88 | |
eencae | 0:649b59b2fb26 | 89 | // do the transformation |
eencae | 0:649b59b2fb26 | 90 | float x = coord.x*sqrt(1.0f-pow(coord.y,2.0f)/2.0f); |
eencae | 0:649b59b2fb26 | 91 | float y = coord.y*sqrt(1.0f-pow(coord.x,2.0f)/2.0f); |
eencae | 0:649b59b2fb26 | 92 | |
eencae | 0:649b59b2fb26 | 93 | Vector2D mapped_coord = {x,y}; |
eencae | 0:649b59b2fb26 | 94 | return mapped_coord; |
eencae | 0:649b59b2fb26 | 95 | } |
eencae | 0:649b59b2fb26 | 96 | |
eencae | 0:649b59b2fb26 | 97 | // this function converts the mapped coordinates into polar form |
eencae | 0:649b59b2fb26 | 98 | Polar Joystick::get_polar() |
eencae | 0:649b59b2fb26 | 99 | { |
eencae | 0:649b59b2fb26 | 100 | // get the mapped coordinate |
eencae | 0:649b59b2fb26 | 101 | Vector2D coord = get_mapped_coord(); |
eencae | 0:649b59b2fb26 | 102 | |
eencae | 0:649b59b2fb26 | 103 | // at this point, 0 degrees (i.e. x-axis) will be defined to the East. |
eencae | 0:649b59b2fb26 | 104 | // We want 0 degrees to correspond to North and increase clockwise to 359 |
eencae | 0:649b59b2fb26 | 105 | // like a compass heading, so we need to swap the axis and invert y |
eencae | 0:649b59b2fb26 | 106 | float x = coord.y; |
eencae | 0:649b59b2fb26 | 107 | float y = coord.x; |
eencae | 0:649b59b2fb26 | 108 | |
eencae | 0:649b59b2fb26 | 109 | float mag = sqrt(x*x+y*y); // pythagoras |
eencae | 0:649b59b2fb26 | 110 | float angle = RAD2DEG*atan2(y,x); |
eencae | 0:649b59b2fb26 | 111 | // angle will be in range -180 to 180, so add 360 to negative angles to |
eencae | 0:649b59b2fb26 | 112 | // move to 0 to 360 range |
eencae | 0:649b59b2fb26 | 113 | if (angle < 0.0f) { |
eencae | 0:649b59b2fb26 | 114 | angle+=360.0f; |
eencae | 0:649b59b2fb26 | 115 | } |
eencae | 0:649b59b2fb26 | 116 | |
eencae | 0:649b59b2fb26 | 117 | // the noise on the ADC causes the values of x and y to fluctuate slightly |
eencae | 0:649b59b2fb26 | 118 | // around the centred values. This causes the random angle values to get |
eencae | 0:649b59b2fb26 | 119 | // calculated when the joystick is centred and untouched. This is also when |
eencae | 0:649b59b2fb26 | 120 | // the magnitude is very small, so we can check for a small magnitude and then |
eencae | 0:649b59b2fb26 | 121 | // set the angle to -1. This will inform us when the angle is invalid and the |
eencae | 0:649b59b2fb26 | 122 | // joystick is centred |
eencae | 0:649b59b2fb26 | 123 | |
eencae | 0:649b59b2fb26 | 124 | if (mag < TOL) { |
eencae | 0:649b59b2fb26 | 125 | mag = 0.0f; |
eencae | 0:649b59b2fb26 | 126 | angle = -1.0f; |
eencae | 0:649b59b2fb26 | 127 | } |
eencae | 0:649b59b2fb26 | 128 | |
eencae | 0:649b59b2fb26 | 129 | Polar p = {mag,angle}; |
eencae | 0:649b59b2fb26 | 130 | return p; |
eencae | 1:8e384c3393dd | 131 | } |