Подключаем геймпад от Nintendo Classic Mini к Raspberry pi

Праздники подходят к концу, а значит пора пожалеть печень и включить голову. Вот и мне пришла в голову очередная идея. После того, как я подключил геймпад от Dendy (он же джойстик, он же контроллер, он же кнюппель, он же игровой пульт и т. д.) geektimes.ru/post/281520 ^[1], я задумался о подключении второго к Raspberry pi. Второе барахло с заедающими кнопками покупать не хотелось, и тут как раз кстати вывалили на прилавки Nintendo Classic Mini, ну как вывалили — хрен купишь. Самой цели покупать эмулятор за 4К не было, а вот геймпад я и решил купить. Благо мне удалось его купить, был последний в магазине. Те, кому интересно, что из этого получилось, могут ткнуть мышкой по кнопке ниже.
Вот прямая ссылка на пруф, если не активируется штатная www.youtube.com/watch?v=T0YV4jJiVYk&t=252s ^[2]

Нет никакого секрета в том, что данный геймпад можно подключить и к Wii и к Wii U, а значит опросить его можно по интерфейсу i2c. Что отрадно, то что геймпад питается от 3,3 V, а значит не надо заморачиваться с согласованием уровней напряжения. Для подключения геймпада к Raspberry pi, я решил купить на алиэкспресс коннекторы для wiimote, которые распаиваются на плате у него. Хоть в упаковке было 2 коннектора, и они были в общей пупырке, один из коннекторов пришел в аварийном состоянии. Без жестянки тут не обойтись. После того, как все было припаяно, было необходимо проверить, а работает ли это. Для этого я решил использовать утилиты из пакета i2c-tools. По идее должно было определиться устройство по адресу — 52. Запустив i2cdetect я увидел заветное:

i2cdetect -y 1
     0  1  2  3  4  5  6  7  8  9  a  b  c  d  e  f
00:          03 04 05 06 07 -- -- -- -- -- -- -- --
10: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
20: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
30: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
40: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
50: -- -- 52 -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
60: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
70: -- -- -- -- -- -- -- --

На сердце сразу стало теплее (как будто весной на улице тебе улыбнулась незнакомая девушка), значит оно работает. Далее нужно было погуглить о подключении периферии к Wii. Я нашел пример того, как к Raspberry pi подключается нунчак от Wii. Из данного примера, я узнал, что геймпад надо проинициализировать, записав в регист 0x40 ноль, а потом перед каждым чтением надо просто записывать ноль и читать первые 6 байт.

В данном, случае я так же встал перед выбором библиотеки для работы i2c. Так как с библиотекой bcm2835 у меня ничего не получилось, и я решил использовать ту библиотеку, которая использована в примере — это библиотека WirinPi. С ней всё получилось. Опытным путём я выяснил, что информация о кнопках содержится в 4 и 5 байтах (если считать байты с нулевого). Информация о кнопках select, start, down, right — в четвертом байте, а информация о кнопках A, B, up, left — в пятом байте. Причем информация о кнопках select, down, right находится в старших 4-х битах байта, а информация о кнопке start — в младших. То же самое и 5-м байте, информация о кнопках A, B находится в старших 4-х битах байта, а информация о кнопках up, left — в младших. Вот коды кнопок: A — 0xcf, B — 0xbf, up — 0xf0, left — 0xf1, select — 0xcf, start — 0xf3, down — 0xbf, right — 0x7f. Результатом совместного нажатия кнопок, информация о которых находится в одном байте и в одних битах — это логическое «И» их кодов. Так например совместное нажатие кнопок А и В даёт значение 0x8f.
Вот ссылка на таблицу:
habrastorage.org/getpro/geektimes/post_images/77c/166/6b1/77c1666b13f7f2b7e71554e5e9f2d690.jpg ^[3]

Далее я написал небольшую тестовую программку для считывания кнопок, ниже приведу её листинг полностью и объясню, что там с чем:

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <wiringPi.h>
#include <wiringPiI2C.h>
#include <errno.h>
char i, a, b, c, d, state;
char bytes[6];
int main(void) {
wiringPiSetup();
int fd = wiringPiI2CSetup(0x52);
wiringPiI2CWriteReg8(fd, 0x40, 0x00);
delayMicroseconds(20);
while(1) 
{
	state = 0;
	wiringPiI2CWrite(fd, 0x00);
        delayMicroseconds(100);
        for (i=0; i<6; i++)
	{
           bytes[i] = wiringPiI2CRead(fd);
        }
	a = bytes[5] >> 4;
	b = bytes[5] << 4;
	c = bytes[4] >> 4;
	d = bytes[4] << 4;
	if (a == 0xc)
	state ^= (1 << 0);
	if (a == 0xb)
	state ^= (1 << 1);
	if (c == 0xc)
	state ^= (1 << 2);
	if (d == 0x30)
	state ^= (1 << 3);
	if (b == 0x00)
	state ^= (1 << 4);
	if (c == 0xb)
	state ^= (1 << 5);
	if (b == 0x10)
	state ^= (1 << 6);
	if (c == 0x7)
	state ^= (1 << 7);
	printf("%x n", state);
	}
    return 0;
}

В самом начале объявляются переменные, при помощи которых будет производится определения состояния конкретной кнопки. Важно, чтобы переменные имели тип char, иначе при побитовом сдвиге влево, просто добавятся 4 нуля, и всё. Интерпритация будет неправильная. Как бы это смешно не звучало, но надо использовать чары.
Далее в основном теле программы происходит инициализация библиотеки WiringPi — wiringPiSetup();, а следом задаётся адрес i2c устройства — 0x52.
Далее происходит инициализация геймпада:

wiringPiI2CWriteReg8(fd, 0x40, 0x00);
delayMicroseconds(20);

Ну а далее уже в теле цикла происходит чтение 6 байт, а перед чтением, каждый раз записывается ноль. И после этого происходит определение нажатой кнопки. В общем весь этот код и перекочевал в файлы эмулятора.

Как и в прошлый раз инициализация библиотеки прописана в файле fceu.c:

int FCEUI_Initialize(void)
{
    if(!FCEU_InitVirtualVideo())
    return 0;
    memset(&FSettings,0,sizeof(FSettings));
    FSettings.UsrFirstSLine[0]=8;
    FSettings.UsrFirstSLine[1]=0;
    FSettings.UsrLastSLine[0]=231;
    FSettings.UsrLastSLine[1]=239;
    FSettings.SoundVolume=100;
    FCEUPPU_Init();
    X6502_Init();
    wiringPiSetup();
    return 1;
}

Ну а далее все изменения касаются только файла input.c. Первоначально в функции int FCEUI_Initialize(void), задаются режимы работы gpio портов для работы со старым геймпадом (от Simba's), и производится инициализация геймпада.

pinMode (0, OUTPUT);
pinMode (2, OUTPUT);
pinMode (3, INPUT);
digitalWrite (0, HIGH);
digitalWrite (2, LOW);
fd = wiringPiI2CSetup(0x52);
wiringPiI2CWriteReg8(fd, 0x40, 0x00);
usleep(20);

В начале, нужно также объявить переменные, при помощи которых будет определяться нажатие кнопок.
В функции static DECLFW(B4016), происходит подача строба для старого геймпада, новому строб не нужен:

if (LastStrobe==0)
{
	digitalWrite (0, LOW);
}

Ну и сама функция функция чтения состояния кнопок:

void FCEU_UpdateInput(void)
{
joy[0] = 0;
joy[1] = 0xff;
wiringPiI2CWrite(fd, 0x00);
usleep(100);
for (i = 0; i <= 7; i++)
	{
	bytes[i] = wiringPiI2CRead(fd);
	joy[1] ^= digitalRead(3) << i;
	digitalWrite (2, HIGH);
	delayMicroseconds (20);
	digitalWrite (2, LOW);
	delayMicroseconds (20);
	}
	a = bytes[5] >> 4;
	b = bytes[5] << 4;
	c = bytes[4] >> 4;
	d = bytes[4] << 4;
	if (a == 0xc)
	joy[0] ^= (1 << 0);
	if (a == 0xb)
	joy[0] ^= (1 << 1);
	if (c == 0xc)
	joy[0] ^= (1 << 2);
	if (d == 0x30)
	joy[0] ^= (1 << 3);
	if (b == 0x00)
	joy[0] ^= (1 << 4);
	if (c == 0xb)
	joy[0] ^= (1 << 5);
	if (b == 0x10)
	joy[0] ^= (1 << 6);
	if (c == 0x7)
	joy[0] ^= (1 << 7);
	digitalWrite (0, HIGH);
	}

Я в одном цикле совместил чтение кнопок с обоих геймпадов, ну подумаешь, что считывается 2 лишних байта, это не имеет значения, зато происходит всё одновременно. И нет никаких задержек.

В общем всё хорошо, но у меня осталась не решенной проблема определения совместного нажатия кнопок. информация о которых находится в одном байте и в одних битах. Но это я решу.

P.S: Как вспомню, что завтра на работу, аж передёргивает.

P.P.S Забыл добавить, что для успешной компиляции, в Makefile (формируется после выполнения команды Configure), который находится в каталоге src, нужно добавить -lwiringPi -lm -lrt в то место, где прописываются зависимости от библиотек. Строчка:

LIBS =

Автор: lisovsky1

Источник ^[4]