プログラム概説

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2024/05/02 12:00

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プログラム概説

動作概要

動作は大まかに以下の2つの処理に区別されます。
1. ボタン状態取得
2. 本体との通信

ボタン状態取得

マイコンに接続されたボタンの押下状態を定期的に読み取ります。
ポップンコントローラの自作を目的としているため、アナログ量検出を持たないデジタル入力に限定し、L3/R3ボタンも使用しません。したがって、初代デジタルコントローラ SCPH-1000 相当の機能をエミュレーションします。
←↓↑→ □△×○ SELECT START L1 L2 R1 R2の 14ボタンぶんの入力端子を備えています。
ボタン読み取り処理はビジーループで走行し、本体との通信とは独立しています。

本体との通信
詳細なプロトコルやピンアウトはCuriousInventorのページを参考にしました。

プレイステーション/プレイステーション2 のパッド通信方式は8ビットのSPI (Serial Peripheral Interface) と互換性があり、AVRマイコンのハードウェア機能 (SPI スレーブ・モード) を使用できます。
SPIコンフィギュレーションは以下の通りです。
1. LSBファースト
2. クロック極性は負パルス
3. 先行エッジでセット/後行エッジでキャプチャ (いわゆるMode 0,0)
PS2はパッドに対して多種のコマンドを発行してきますが、初代デジタルパッドとして振る舞う限りでは、01h-42h で始まるコマンドのみ対応していれば良いようです。コマンド 42h はボタン状態のポーリングを表し、デジタルパッドでは一度の通信長さは全体で5バイトあります。下表の順番にデータを返答します。コマンド種別を確認し、42h以外のコマンドについては無視します。「アナログコントローラ」「DUALSHOCK2」等のアナログ入力スティック搭載機種相当品をつくる場合は、他種のコマンドにも対応させなければなりません。
最終バイトを除くすべての区切りでは、アクノリッジの短いパルスを返す必要があります。
本体へ出力値を返すSPIデータ・バスは、複数パッドやメモリーカード等の全デバイスで共通のため、デバイス間相互の信号衝突によって短絡を起こし得ます。ATTが自デバイスに向けられている間以外は信号を本体へ出力してはいけません。そのため、DATおよびACKの出力ラインは、ATT端子の入力変化時に割込みを発生して信号線の確保・解放を行っています。
- 立下り (通信開始) 時: DAT/ACK出力ラインの確保 → 出力を許可
- 立上り (通信終了) 時: DAT/ACK出力ラインの解放 → 出力をHi-Zへ

バイト	CMD (本体→パッド)	DAT (本体←パッド)
#1	01h	Don't care
#2	42h	41h
#3	00h	5Ah
#4	00h	上位ビットから順に、←↓→↑ START 1 1 SELECT ※ 離=1、押=0
#5	00h	上位ビットから順に、□×○△ R1 L1 R2 L2 ※ 離=1、押=0

SPIピン接続 (DATは3ステート出力のため、74HC125経由)

パッドコネクタ		AVRマイコン
1. DAT	←	A: 18. PB4/MISO G#: 9. PB6
2. CMD	→	17. PB3/MOSI
6. ATT	→	16. PB2/SS#
7. CLK	→	19. PB5/SCK

非SPIピン接続 (ACKは3ステート出力のため、74HC125経由)

パッドコネクタ		AVRマイコン
9. ACK	←	A: 15. PB1 G#: 10. PB7

ポート設定

PORTD	ビット	PD7	PD6	PD5	PD4	PD3	PD2	PD1	PD0
	ピン番号	13	12	11	6	5	4	3	2
	名称定義	BSQR	BCRS	BCIR	BTRI	BR1	BL1	BR2	BL2
PORTB	ビット	PB7	PB6	PB5 (SCK)	PB4 (MISO)	PB3 (MOSI)	PB2 (SS#)	PB1	PB0
	ピン番号	10	9	19	18	17	16	15	14
	名称定義	ACKG	DATG	CLK	DAT	CMD	ATT	ACK	LED
PORTC	ビット	-	PC6 (RESET#)	PC5	PC4	PC3	PC2	PC1	PC0
	ピン番号	-	1	28	27	26	25	24	23
	名称定義	-		BLEF	BDOW	BRIG	BUP	BSTA	BSEL

ピンに付した名称は、プログラム側で使用しているもので、回路図との表現とは異なります。

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