如何使用遊戲手把控制機器人

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作者：科長
連結：http://zhuanlan.zhihu.com/makeblock/20306790
來源：知乎

在製作一些 Arduino 機器人項目時，我們通常希望能便捷地控制機器人。常用的方法有：紅外遙控器、手機 App 控制、USB 設備（鍵鼠/手把）控制等。其中紅外遙控器的控制距離和穩定性都不是很好，手機 App 的實現難度又比較高，比較理想的其實還是使用通用 USB 設備控制機器人。本文將以一款 USB 無線遊戲手把為例，講解如何解析 USB 設備的通信協定，並實現對機器人的控制。
為了讓 Arduino 能讀取 USB 設備的資料，必須使用一塊晶片——CH375B。這塊晶片可以將 USB 資料轉為串口資料，發送給 Arduino。本文使用的是 Makeblock USB Host 模組，其中就帶有一塊 CH375B 晶片。Makeblock 為這個模組提供了庫檔，可以通過簡單地調用庫函數來實現初始化、讀取等操作，不再需要發送一系列指令。簡單地安利一下，常規的 CH375 庫只能使用串口與 CH375 晶片通信，而 Makeblock 封裝後的庫可以使用任意兩個引腳類比串口，不需要佔用硬體串口資源。庫檔可以在這裡下載： Makeblock-official/Makeblock-Libraries · GitHub
先將 USB Host 模組連接到 Makeblock Orion 上，並將無線 USB 遊戲手把的接收器查到 USB Host 模組上。這個遊戲手把是淘寶上隨意買的一款，一般來說 CH375 支援的設備都是普通的 USB 設備，高端的遊戲鍵鼠和手把可能會不相容。

然後編寫一段程式，將 USB Host 接收到的資料通過串口發送到 PC 端查看。

#include "MeOrion.h"
#include "SoftwareSerial.h"

MeUSBHost usbhost(PORT_3);

int length = 0;

void parseJoypad(unsigned char *buf)             //print the data from USB Host
{
        for(int i = 0; i < length; i++)
        {
                  Serial.print(buf[i]);
                  Serial.print(" - ");
        } Serial.println(buf[length]);
}

void setup()
{
            Serial.begin(57600);
            usbhost.init(USB1_0);                   //USB1_0 or USB2_0
}

void loop()
{
           if(!usbhost.device_online)
           {
                 usbhost.probeDevice();
                 delay(1000);
            }
                    else
            {
                 length = usbhost.host_recv();
                 parseJoypad(usbhost.RECV_BUFFER);
                 delay(5);
             }
​}

串口讀到的資料如下圖：

反復操作遊戲手把並觀察接收到的資料，可以總結出操作和資料之間的規律：

// 手把代碼（紅燈亮）
// 默認：128-127-128-127-15-0-0-128
// 左一：128-127-128-127-15-1-0-128
// 右一：128-127-128-127-15-2-0-128
// 左二：128-127-128-127-15-4-0-128
// 右二：128-127-128-127-15-8-0-128
// 三角：128-127-128-127-31-0-0-128 （0001 1111）
// 方形：128-127-128-127-143-0-0-128 （1000 1111）
// 叉號：128-127-128-127-79-0-0-128 （0100 1111）
// 圓圈：128-127-128-127-47-0-0-128 （0010 1111）
// 左微動: 128-127-128-127-15-64-0-128
// 右微動: 128-127-128-127-15-128-0-128
// 向上：128-127-128-127-0-0-0-128 （0000 0000）
// 向下：128-127-128-127-4-0-0-128 （0000 0100）
// 向左：128-127-128-127-6-0-0-128 （0000 0110）
// 向右：128-127-128-127-2-0-0-128 （0000 0010）
// 左上：128-127-128-127-7-0-0-128 （0000 0111）
// 左下：128-127-128-127-5-0-0-128 （0000 0101）
// 右上：128-127-128-127-1-0-0-128 （0000 0001）
// 右下：128-127-128-127-3-0-0-128 （0000 0011）
// 選擇：128-127-128-127-15-16-0-128
// 開始：128-127-128-127-15-32-0-128
// 搖杆：右X-右Y-左X-左Y-15-0-0-128

調用 usbhost.host_recv() 函數後，接收到的資料將保存在以 usbhost.RECV_BUFFER 為起始位址的緩存中。想要用這個手把控制機器人，只需要在 Arduino 的 loop 函數裡調用 host_recv() 函數，並在 parseJoypad() 函數中，訪問 RECV_BUFFER 位址讀取內容，並根據這些內容來控制機器人。