Play Station 2 Controller - Dual Shock 2

兼容 Sony PlayStation2 的遙控手柄。
通訊協定被破解後，被廣泛使用在其他需要遙控的應用上。

Overview

分為手把與接收器。
接收器連接主機(可抽換為其他控制器)，接收來自手把的訊號，亦可發送命令至手把選擇模式。

• 手把 :
  

• 接收器 :
  

Pin Figuration

通訊協定類似 SPI (Serial Peripheral Interface)。

1	2	3	4	5	6	7	8	9
DI/DAT	DO/CMD	NC	GND	VDD	CS/SEL	CLK	NC	ACK

• DI/DAT : Master in Slave out. 單次送收 8bits，CS下降緣時發送。
• DO/CMD : Master out Slave in. 單次送收 8bits，CS下降緣時發送。
• NC : No Connection. ( 震動馬達電源 : 7.2~9V (?) )
• GND : 電源地。
• VDD : 工作電壓 3~5 V 。
• CS/SEL : Chip Select. 通訊期間維持低電壓。
• CLK : Clock Signal. 由主機發送。
• NC : No Connection.
• ACK : Acknowledgement. 軟體設定不使用。

(*註 : ACK在說明書解釋為 : 从手柄到主机的应答信号。此信号在每个 8bits 数据发送的最后一个周期变低并且 CS 一直保持低电平，如果 CS 信号不变低，约 60 微秒 PS 主机会试另一个外设。在编程时未使用 ACK 端口。)

時序

CLK 頻率 250kHz，若通訊不穩，可適當增加頻率。
先送 LSB 。

---

一個通訊週期 9 Bytes，如下表依序傳送。

• 主機讀取手把資料時:

  1. 主機先拉低CS腳並發送"0x01"(CMD)。
  2. 手把回復ID "0x41"(綠燈模式) 或 "0x73"(紅燈模式)。
  3. 主機發送 "0x42" 請求數據。
  4. 手把發送 "0x5A" 確認狀態。
  5. 開始資料段如上圖。

  當該按鍵被按下，其對應位置為 "0"，其他為 "1"
  eg. LEFT 被按下時 Data[3] = 0b01111111.

  (*註 : idle 為閒置狀態)

• 綠燈模式 :
  左右搖桿回傳類比值(0x00 ~ 0xFF)。
  L3、R3有效。

• 紅燈模式 :
  左右搖桿推至極限時回傳 UP、RIGHT、DOWN、LEFT，△、〇、X、□。
  L3、R3無效。

• 震動模式(未使用) :
  WW 位控制右邊震動馬達 : 0x00 為關，其他為開。
  YY 位控制左邊震動馬達 : 0x40 ~ 0xFF 為開，數字越大震動越大。

硬體使用說明

手把使用兩顆AAA電池，接收器使用主機電源(3~5V)。

接收器未配對時閃綠燈。
手把未配對時燈會不停地閃，未找到前手把的燈會不停地閃，超過一定時間會自動進入待機模式，等待 Start 鍵再次喚醒。

接收器接上電源，手把上開關撥至 ON 時會自動配對附近接收器，成功配對時，燈常亮。

成功配對後，Mode可切換綠燈模式或紅燈模式。

程式範例

主機 : ASA M128

• PA0 -> DAT (Input)
• PA1 -> CMD (Output)
• PA2 -> CS (Output)
• PA3 -> CLK (Output)

PS2.c

/**
 * @file PS2.h
 * @author C.Y. YANG
 * @date 2020.1.31
 * @brief PS2搖桿
 * 
 * NOTE: 硬體相依標頭檔內腳位定義與各檔案內工作頻率定義
 */ 

/*
 *  PA0 -> DAT (Input)
 *  PA1 -> CMD (Output)
 *  PA2 -> CS  (Output)
 *  PA3 -> CLK (Output)
 */

#include "PS2.h"
#include <math.h>
#include <stdio.h>
#include <stdint.h>
#include <avr/io.h>
#include <util/delay.h>

#define F_CPU 11059200UL

uint8_t DO[9] = {0x01, 0x42, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00};
uint8_t DI[9] = {0};

void PORT_init (void) {
	DIR_SET();
	CS_SET();
	CLK_SET();
}

// Full-Duplex
uint8_t ByteCommunication (uint8_t cmd) {

	uint8_t res_buffer = 1;
	uint8_t res = 0;

	for (int i = 0; i < 8; i++) {

		if(cmd & 0x01)
			CMD_SET();
		else
			CMD_CLR();

		cmd >>= 1;

		_delay_us(100);

		CLK_CLR();

		_delay_us(100);

		if(PINA & 0x01)
			res = res + res_buffer;

		res_buffer <<= 1;

		CLK_SET();

	}
	return res;
}

uint8_t Read_PS2_Controller (void) {

	uint8_t controller_res = 0;

	CS_CLR();

	for(int i = 0; i < 9; i++)
		DI[i] = ByteCommunication(DO[i]);

	CS_SET();

	if(DI[1] == 0x41)
		//printf("Green Light Mode\n");

	if(DI[3] == PSB_SELECT)
		printf("PSB_SELECT\n");
		controller_res = 1;
	if(DI[3] == PSB_L3)
		printf("PSB_L3\n");
		controller_res = 2;
	if(DI[3] == PSB_R3)
		printf("PSB_R3\n");
		controller_res = 3;
	if(DI[3] == PSB_START)
		printf("PSB_START\n");
		controller_res = 4;
	if(DI[3] == PSB_PAD_UP)
		printf("PSB_PAD_UP\n");
		controller_res = 5;
	if(DI[3] == PSB_PAD_RIGHT)
		printf("PSB_PAD_RIGHT\n");
		controller_res = 6;
	if(DI[3] == PSB_PAD_DOWN)
		printf("PSB_PAD_DOWN\n");
		controller_res = 7;
	if(DI[3] == PSB_PAD_LEFT)
		printf("PSB_PAD_LEFT\n");
		controller_res = 8;

	if(DI[4] == PSB_L2)
		printf("PSB_L2\n");
		controller_res = 9;
	if(DI[4] == PSB_R2)
		printf("PSB_R2\n");
		controller_res = 10;
	if(DI[4] == PSB_L1)
		printf("PSB_L1\n");
		controller_res = 11;
	if(DI[4] == PSB_R1)
		printf("PSB_R1\n");
		controller_res = 12;
	if(DI[4] == PSB_GREEN)
		printf("PSB_GREEN\n");
		controller_res = 13;
	if(DI[4] == PSB_RED)
		printf("PSB_RED\n");
		controller_res = 14;
	if(DI[4] == PSB_BLUE)
		printf("PSB_BLUE\n");
		controller_res = 15;
	if(DI[4] == PSB_PINK)
		printf("PSB_PINK\n");
		controller_res = 16;

	if(DI[1] == 0x73) {
		//printf("Red Light Mode\n");
		if(DI[5] != 128)
			printf("PSS_RX : %d\n", DI[5]);
		if(DI[6] != 127)
			printf("PSS_RY : %d\n", DI[6]);
		if(DI[7] != 128)
			printf("PSS_LX : %d\n", DI[7]);
		if(DI[8] != 127)
			printf("PSS_LY : %d\n", DI[8]);
	}

	while ((DI[3] != 0xFF) || (DI[4] != 0xFF)) {

		CS_CLR();

		for(int i = 0; i < 9; i++)
		DI[i] = ByteCommunication(DO[i]);

		CS_SET();

		_delay_ms(1);
	}

	_delay_ms(10);

	return controller_res;
}

PS2.h

/**
 * @file PS2.h
 * @author C.Y. YANG
 * @date 2020.1.31
 * @brief PS2搖桿
 * 
 * NOTE: 硬體相依標頭檔內腳位定義與各檔案內工作頻率定義
 */

/*
 *  PA0 -> DAT (Input)
 *  PA1 -> CMD (Output)
 *  PA2 -> CS  (Output)
 *  PA3 -> CLK (Output)
 */

#ifndef PS2_H_
#define PS2_H_

#include <math.h>
#include <stdio.h>
#include <stdint.h>
#include <avr/io.h>
#include <util/delay.h>

#define F_CPU 11059200UL

#define DIR_SET()	(DDRA |=	(1<<DDRA1) | \
								(1<<DDRA2) | \
								(1<<DDRA3))

#define CMD_SET()	(PORTA |=  (1<<PORTA1))
#define CMD_CLR()	(PORTA &= ~(1<<PORTA1))

#define CS_SET()	(PORTA |=  (1<<PORTA2))
#define CS_CLR()	(PORTA &= ~(1<<PORTA2))

#define CLK_SET()	(PORTA |=  (1<<PORTA3))
#define CLK_CLR()	(PORTA &= ~(1<<PORTA3))

// PS2 Buttons
#define PSB_SELECT      0b11111110
#define PSB_L3          0b11111101
#define PSB_R3          0b11111011
#define PSB_START       0b11110111
#define PSB_PAD_UP      0b11101111
#define PSB_PAD_RIGHT   0b11011111
#define PSB_PAD_DOWN    0b10111111
#define PSB_PAD_LEFT    0b01111111

#define PSB_L2          0b11111110
#define PSB_R2          0b11111101
#define PSB_L1          0b11111011
#define PSB_R1          0b11110111
#define PSB_GREEN       0b11101111
#define PSB_RED         0b11011111
#define PSB_BLUE        0b10111111
#define PSB_PINK        0b01111111
#define PSB_TRIANGLE    0b11101111
#define PSB_CIRCLE      0b11011111
#define PSB_CROSS       0b10111111
#define PSB_SQUARE      0b01111111

// PS2 Sticks
// #define PSS_RX 5
// #define PSS_RY 6
// #define PSS_LX 7
// #define PSS_LY 8

void PORT_init (void);
uint8_t ByteCommunication (uint8_t cmd);
uint8_t Read_PS2_Controller (void);

#endif /* PS2_H_ */

main.c

/*
 * PS2_contoller.c
 *
 * Created: 2020/1/31
 * Author : C.Y. YANG
 * NOTE:
 */ 

/*
 *	Play Station 2 Controller
 *
 *  PA0 -> DAT (Input)
 *  PA1 -> CMD (Output)
 *  PA2 -> CS  (Output)
 *  PA3 -> CLK (Output)
 *
 */

#define F_CPU 11059200UL
#include "c4mlib.h"
#include "PS2.h"

int main (void) {

	C4M_DEVICE_set();

	uint8_t ck = 0;
	
	printf("----- Start -----\n");

	PORT_init();

	while (1) {
		ck = Read_PS2_Controller();
		//printf("ck = %d\n", ck);
		_delay_ms(100);
	}
	return 0;
}

Reference

參考智宇机器人PS2 无线遥控手柄说明书
版权声明
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非经 ZYRobot 授权同意（书面形式），任何单位及个人不得擅自摘录本手册部分及全部内容用于商业用途，违者将追究其法律责任。可以在网上传播，以方便更多人，但必须保证手册的完整性。

https://shopee.tw/product/139069730/2342925575

https://store.curiousinventor.com/guides/PS2
https://robosavvy.com/forum/viewtopic.php?t=2561
https://www.rhydolabz.com/wiki/?p=12663
https://zh.wikipedia.org/wiki/DualShock

tags: MODULE ROBOT