原创 FC手柄的控制[转]

 2011-1-14 11:22  3372 11 11 分类: 工程师职场

假期在家拆了N个FC游戏机手柄（注意是以前小霸王学习机上的15针的手柄，9针的好像有点区别，手头没有9针的，没有研究），认真研究了一下它的驱动，现在写出来，以后可能会用得到，呵呵。
先看控制板，用螺丝刀拆开手柄的塑料壳，看到一个电路板，上面有按键，还有一个黑点，以及5根线，从靠近黑点到远离黑点颜色依次为黄、红、白（或黑）、蓝、棕。这几根线是有特殊意义的，在我拆的几个手柄中，无一例外，都是按上面的顺序排列的。将手柄插到机器上检测各线电压发现红线电平最低，黄线总是+5V相对红线，所以这两个就是电源线了。拔下来，外接+5V电源，经过LED测试（所谓LED测试，是我常用的一种判断芯片输入输出引脚的方法，其实就是在引脚上接一个发光二极管串联一个470欧电阻，若不管上拉还是下拉LED都不亮，那一定是输入引脚，一般芯片的输入电阻很大，是不会让LED点亮的。若LED亮，则证明引脚为输出。判断输入输出有利于了解芯片时序，减少意外的发生），发现只有棕线是手柄输出的，我估计是DATA线。剩下两根一个是串行时钟CLK，一个是锁存，都是输入引脚，只好猜测了。最后发现白线是锁存，蓝线是CLK。列出如下：

1黄 2红 3白 4蓝 5棕
+5V GND LATCH CLK DATA

常规状态下，LATCH为低电平，CLK为高电平，DATA为高电平，这也是初始化端口时的状态。
单片机读取键值时序很简单，LATCH先发送一个高脉冲，（我发送1~10us宽度的，都没问题）数据将锁存到手柄内部的移位寄存器，然后在CLK时钟下降沿数据将从DATA低位在先连续发出。按键映射到数据的对应位上，有键按下则对应位为0，无键按下则为1.即不按任何键时，读取数据为0xFF。
以下是数据位图
D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7
A键 B键选择开始上下左右
其中A键就是超级玛丽中的“跳跃”键，B键就是“火炮”键！这个是常识，呵呵
还有就是A键和连_发A键，B键和连_发B键的区别。当你按下A键不放时，读取的数据将始终是0xFE，一直不变。但如果你按下连_发A键时，读取的数据在两次0xFE之间隔着一个或两个0xFF，让主机认为你是在连续多次按下A键。这就是二者的区别了。
大部分按键支持多键同时按下，这样就有多个位同时有效，在程序中要考虑这种情况，注意有的手柄每次只能锁存一个按键，若有多个按键同时按下，则为0xFF，这个很令人纳闷，我玩热血格斗时，多键同时按是常有的事，如果碰上这种不支持多键同时按的手柄，不知人家是怎么处理的。

下面是串口调试助手得到的图。

最后附上15针母头的线分布图，让针_孔面向你

简单测试程序：main.c@GCC20081205
#include <avr/io.h>
#include <util/delay.h>
#include "usart.h"
#define FC_PORT PORTC
#define FC_DIR DDRC
#define FC_PIN PINC
#define FC_LATCH  0x80
#define FC_CLK 0x40
#define FC_DATA 0x20
#define FC_LATCH_0 FC_PORT&=~FC_LATCH
#define FC_LATCH_1 FC_PORT|= FC_LATCH
#define FC_CLK_0 FC_PORT&=~FC_CLK
#define FC_CLK_1 FC_PORT|= FC_CLK
#define FC_DATA_IN (FC_PIN&FC_DATA)

void FC_Init(void)
{
FC_DIR|=FC_LATCH|FC_CLK;
FC_DIR&=~FC_DATA;
FC_PORT|=FC_DATA|FC_CLK;
FC_PORT&=~FC_LATCH;
}
unsigned char FC_Getdata(void)
{
unsigned char i,t=0;
FC_LATCH_1;
_delay_us(1);
FC_LATCH_0;
for(i=0;i<8;i++)
{
  t>>=1;
  FC_CLK_0;
  if(FC_DATA_IN)
  {
t|=0x80;
  }
  _delay_us(1);
  FC_CLK_1;
  _delay_us(1);
}
return t;
}
unsigned char i;
void main(void)
{
FC_Init();
USART_Init(25);
print_str("Hello world\r\n");
while(1)
{
  i=FC_Getdata();
  i^=0xff;
  if(i)
  {
switch(i)
{
case 0x80:
   print_str("Right\r\n");
   break;
case 0x40:
   print_str("Left\r\n");
   break;
case 0x10:
   print_str("Up \r\n");
   break;
case 0x20:
   print_str("Down\r\n");
   break;
case 0x04:
   print_str("Select\r\n");
   break;
case 0x08:
   print_str("Start\r\n");
   break;
case 0x01:
   print_str("ButtonA\r\n");
   break;
case 0x02:
   print_str("ButtonB\r\n");
   break;
default:
   print_hex(i);
   print_str("\r\n");
   break;
}
  }
  _delay_ms(100);
}
}