树莓派是最近比较火热的开源硬件，其设备只有信用卡大小，运行着Linux系统，专为学生编程教育而设计。我十多年的技术路线基本以学习微软的技术为主，中间也曾试图学习过linux，但是相对陡峭的学习曲线，只好让我放弃了。最近几年深入研究嵌入式系统，自然绕不过去linux学习这个坎。幸好有了树莓派，一是让人容易滋生学习的兴趣；二是全球范围内网友技术交流，便于问题的定位和解决；所以在学习的过程中，慢慢地解开了linux的神秘面纱，使得有机会一探linux设计架构之美。以前用.NETMicroFramework系统做过一些智能车控制，但是功能相对简单。这次有了树莓派的加入，增加了SonyPS2遥控器、视频监控和机械手，便变得很有意思了。下图是设备连接的示意图：
从上图来看，功能还是相对比较复杂的，需要9路PWM，其中7路来自凌霄评估板（.NETMicroFramework开发板）3路控制机械手，余下的四路PWM和8个GPIO分别驱动四个马达；另外2路PWM来自树莓派，用来驱动摄像头云台（两自由度，可以水平和垂直旋转）；树莓派引出一个GPIO，用来控制LED闪烁，摄像头选取的是配套摄像头；由于SonyPS2接收器和凌霄评估板连接，所以还需要把一些按键信息通过串口发给树莓派，由树莓派驱动摄像头云台。下图是组装好的设备图片：
为了让大家有一个直观的印象，先看一段演示：
由于需要介绍的内容相对较多，所以我们分四篇来讲解视频监控智能车的制作，分别为《遥控篇》：主要讲解SonyPS2遥控器信号接收处理；《控制篇（.NETMF）》：主要讲解用.NETMF如何驱动小车和控制机械手；《控制篇（树莓派）》：主要讲解如何用树莓派驱动GPIO、PWM和串口通信；《视频篇》：主要讲解视频服务的搭建，远程视频观看及自启动程序的配置。本篇先介绍SonyPS2遥控器信号获取。
遥控器说明
SonyPS2游戏机手柄有两个摇杆，14个功能键（不包含模式键），非常适合我们控制复杂的系统，比如控制机械手、摄像头云台、小车行进及速度快慢。目前网上购买一个这样的游戏手柄大概40元左右的样子，性价比还是非常高的。
设备接线
购买游戏手柄的时候已经包含了一个接收头了。有些店家还额外提供两种转接头，一种是SPI接口的，一种是串口的。SPI接口的其实就是进行了一个电平转换（3V3=5V）,没有进行什么特别的处理。串口的转接头是中间加了一个AVR单片，可以主动把采集的按键信息，通过串口（TTL电平）发送出去。使用相对简单，但是功能上有问题，一是程序似乎有bug，在操作PSB_PINK和PSB_BLUE按键的时候，其返值和其它按键不同（PSB_PINK仅抬起发键值，PSB_BLUE按下和抬起都发键值，其它键都是按下发键值）。另外摇杆的键值是必须按下L2或R2时，才发送对应摇杆的X/Y值，此外多个按键如果同时按下，是无法区分的。所以我们选用SPI接口的（其实我们也可以直接把手柄接收头和我们的凌霄系统进行连接，只是增加转接板便于接线）。
凌霄评估板包含一个USB、一个TF卡槽和一路RS接口，另外直接引出31个PIN（两个标准.NETGadgeteer接口和一个子板接口）。提供2路SPI、1路I2C、5个串口、16路PWM、12路AD、2路DA、若干GPIO（Pin脚会有复用）。四个马达，两个驱动器供分别需要4个GPIO和2路PWM，为了便于连接，我们分别通过.NETGadgeteer接口提供，所以遥控手柄接收器我们连接在子板接口上。
接线如下：
?Mainboard.SubPort.Pin2（5V）--电源（4.vcc，如果是直接连，则连接Pin13V3）?Mainboard.SubPort.Pin12（PA5）--att（6.ATT选取）?Mainboard.SubPort.Pin10（PA7）--cmd（2.命令）?Mainboard.SubPort.Pin8（PC7）--dat（1.资料）?Mainboard.SubPort.Pin14（PB3）--clk（7.时钟）?Mainboard.SubPort.Pin3（GND）--地（GND）
中间的四个GPIO可以任意，只要在程序中指定就可以。
用户驱动开发
虽然接口类似SPI，但是实际用SPI接口去通信，设置各种模式（A/B/C/D四种模式），通信都不正常（返回0xFF等系列值）。所以我们采用用户驱动，用C++进行开发。用户驱动我已经写过几篇文章了，请网友自行参考《.NETMicroFramework之MDKC++二次开发》。我们直接从Arduino相关驱动进行修改移植，包含两个文件：ps2x_lib.h和ps2x_lib.cpp。我们需要修改和GPIO操作、时钟操作相关的部分。在config_gamepad函数中我们添加GPIO初始化相关代码
MF-CPU_GPIO_EnableOutputPin(att,FALSE);
MF-CPU_GPIO_EnableOutputPin(cmd,FALSE);
MF-CPU_GPIO_EnableInputPin(dat,FALSE,NULL,GPIO_INT_NONE,RESISTOR_PULLUP);
MF-CPU_GPIO_EnableOutputPin(clk,FALSE);
原GPIO操作代码：
inlinevoidPS2X::CMD_SET(void){
*_cmd_lport_set
=_cmd_mask;
}
inlinevoidPS2X::CMD_CLR(void){
*_cmd_lport_clr
=_cmd_mask;
}
inlinevoidPS2X::ATT_SET(void){
*_att_lport_set
=_att_mask;
}
inlinevoidPS2X::ATT_CLR(void){
*_att_lport_clr
=_att_mask;
}
inlineboolPS2X::DAT_CHK(void){
return(*_dat_lport_dat_mask)?true:false;
}
改为：
//Onpic32,usetheset/clrregisterstomakethematomic...
inlinevoidPS2X::CLK_SET(void){
MF-CPU_GPIO_SetPinState(SPI_CLK_Pin,TRUE);
}
inlinevoidPS2X::CLK_CLR(void){
MF-CPU_GPIO_SetPinState(SPI_CLK_Pin,FALSE);
}
inlinevoidPS2X::CMD_SET(void){
MF-CPU_GPIO_SetPinState(SPI_MO_Pin,TRUE);
}
inlinevoidPS2X::CMD_CLR(void){
MF-CPU_GPIO_SetPinState(SPI_MO_Pin,FALSE);
}
inlinevoidPS2X::ATT_SET(void){
MF-CPU_GPIO_SetPinState(SPI_CS_Pin,TRUE);
}
inlinevoidPS2X::ATT_CLR(void){
MF-CPU_GPIO_SetPinState(SPI_CS_Pin,FALSE);
}
inlineboolPS2X::DAT_CHK(void){
returnMF-CPU_GPIO_GetPinState(SPI_MI_Pin);
}
定义几个宏：
#definedelayMicrosecondsMF-HAL_Time_Sleep_MicroSeconds_InterruptEnabled#definemillis()(MF-HAL_Time_CurrentTime()/)#definedelay(x)MF-HAL_Time_Sleep_MicroSeconds_InterruptEnabled(*x)
由于没有map函数，需要我们自己实现：
intmap(INT32x,intin_min,intin_max,intout_min,intout_max)
{
return(x-in_min)*(out_max-out_min)/(in_max-in_min)+out_min;
}
另外就是重定义一些变量类型了，这里就不详述了。▌用户驱动接口的编程我们通过GeneralStream_Open2_UserDriver接口传递一个32位整型数，传入四个GPIO的值。
intGeneralStream_Open2_UserDriver(intconfig)
{
//必须第一个执行
InitUserDriver();
//获取系统函数的指针
MF=(IGeneralStream_Function*)config;
//配置IO
att=(UINT8)(MF-iParamxFF);
cmd=(UINT8)(MF-iParamxFF);
dat=(UINT8)(MF-iParamxFF);
clk=(UINT8)(MF-iParamxFF);
……
}
这里我们用到一个.NETMicroFrameworkPAL底层特有的一个功能函数：HAL_COMPLETION。可以定时去执行一个函数，类似一种多线程机制（可以定义多个）。我们定义一个20ms执行的扫描函数，用来扫描键值：
hcHander=MF-HAL_COMPLETION_Initialize(ScanKey,NULL);MF-HAL_COMPLETION_EnqueueDelta(hcHander,);//20ms执行一次
完整的扫描函数代码如下：
voidScanKey(void*arg)
{
if(error==1
type==2)
{
InitPS2();
MF-HAL_COMPLETION_EnqueueDelta(hcHander,000);//1s执行一次
if(error==1
type==2)return;
}
//读状态
ps2x.read_gamepad(false,vibrate);
UINT8button=0;
for(inti=0;i16;i++)
{
if(ps2x.NewButtonState(Buttons[i]))
{
button=ps2x.Button(Buttons[i]);
//MF-debug_printf("%s:%d\r\n",ButtonNames[i],button);
//MF-lcd_printf("%s:%d\r\n",ButtonNames[i],button);
if(button)ButtonState
=1i;
elseButtonState=~(1i);
//触发事件
MF-Notice_GenerateEvent(UserDriver_Hander,(byte)i16
button);
}
}
UINT8lx=ps2x.Analog(PSS_LX);
UINT8ly=ps2x.Analog(PSS_LY);
UINT8rx=ps2x.Analog(PSS_RX);
UINT8ry=ps2x.Analog(PSS_RY);
ButtonAnalog=lx24
ly16
rx8
ry;
if(frist!=1)
{
if(lx!=olx
ly!=oly)
{
//MF-lcd_printf("lx:%dly:%d\r\n",lx,ly);
//触发事件
MF-Notice_GenerateEvent(UserDriver_Hander,(byte)
lx8
ly);
}
if(rx!=orx
ry!=ory)
{
//MF-lcd_printf("rx:%dry:%d\r\n",rx,ry);
//触发事件
MF-Notice_GenerateEvent(UserDriver_Hander,(byte)
rx8
ry);
}
}
olx=lx;oly=ly;orx=rx;ory=ry;frist=0;
MF-HAL_COMPLETION_EnqueueDelta(hcHander,);//20ms执行一次
}
为了便于同时获取键值和摇杆值，我们还封装了一个接口，代码如下：
intGeneralStream_IOControl2_UserDriver(intcode,intparameter)
{
//获取当前按键状态
if(code==0)returnButtonState;
elseif(code==1)returnButtonAnalog;
return-1;
}
以上代码编译成bin文件，通过YFAccessFlash直接部署到设备中即可。
▌用户C#代码
我们先做一个简单的封装：
publicPS2(Cpu.Pinclk,Cpu.Pincmd,Cpu.Pinatt,Cpu.Pindat)
{
gs=newGeneralStream();
if(gs.Open("UserDriver",(int)((int)clk24
(int)cmd16
(int)att8
(int)dat))=0)
{
thrownewException("OpenUserDriverfailed!");
}
gs.Notice+=newGeneralStreamEventHandler(gs_Notice);
}
voidgs_Notice(uinthander,uintdata,DateTimetimestamp)
{
//Debug.Print(hander.ToString()+"-"+data.ToString());
if(hander==1)
{
Keykey=(Key)(dataxFF);
intstate=0,x=0,y=0;
if(key==Key.LRocker
key==Key.RRocker)
{
x=(int)(data80xFF);
y=(int)(data0xFF);
}
else
{
state=(int)(data0xFF);
}
if(Click!=null)Click(this,newButtonArgs(key,state,x,y));
}
}
publicclassProgram
{
publicstaticvoidMain()
{
PS2ps2=newPS2(Mainboard.SubPort.Pin12,Mainboard.SubPort.Pin10,Mainboard.SubPort.Pin8,Mainboard.SubPort.Pin14
);
ps2.Click+=newPS2.ClickHandle(ps2_Click);
Thread.Sleep(Timeout.Infinite);
}
staticvoidps2_Click(objectsender,PS2.ButtonArgse)
{
Debug.Print(e.ToString());
}
}
用户应用程序功能测试
接上设备，把以上的程序运行，操作游戏机手柄，我们就可以看到按键信息了。
小结
1、有了用户驱动C/C++二次开发接口，很容易移植相关C/C++代码。2、.NETMicroFramework的封装性能，让用户程序仅北京最好的白癜风医院是哪家白癜风复发怎么治疗
