doc.17 の履歴(No.1) - GBA開発Wiki

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ボタン入力の応用†

ボタン入力を取得すること自体はとても簡単です。ところが実際のゲームに使うとなると、気をつけなくてはいけないことや、テクニックがいくつかあります。たとえば以下のソースコードはやってはいけない例の１つです。これにはチャタリングの問題が絡んでいます。

int main()
{
	for(;;)
	{
		u16 key = *(volatile u16*)0x4000130;

		TRACE("KEY: %x\n", key);
	}
}

↑

チャタリングとは†

信号線はデジタルでも、ボタンを押す強さそのものは~~ぴよこ~~アナローグです。したがって、ボタンを押している/押していないの間の「中間の状態」が必ず存在することになります。その「中間の状態」がどういう波形になるかというと、細かい話を抜きにしておおざっぱに書けばこうです。

　OFF ───┐┌┐┌┐┌┐┌┐┌┐
　ON  　　　└┘└┘└┘└┘└┘└───

人間の指は、ボタンの状態を瞬間的に「ON/OFF」に出来るほど強靭なものではないため、ボタンを押したごく一瞬にも「中間の状態」が発生してしまいます。ウェイト処理を入れずに連続してキーセンスを読んだ場合(大抵はμsec～nsec単位)、この波形を読む事により誤動作を起こすわけです。この現象がチャタリングです。そこでVBLANK期間中（1/60秒間隔）に1回だけ呼び出すことで、その分キーセンスを読みに行く間隔も遅くしチャタリングも解決しています。つまり「押した、押さない」という入力は最大30回までの認識になるということです。

int main()
{
	IrqInit();

	for(;;)
	{
		VBlankIntrWait();

		u16 key = *(volatile u16*)0x4000130;
		TRACE("KEY: %x\n", key);
	}
}

また「メインループの初めにボタン状態を取得しておき、以後のキー入力チェック処理（自機移動など）では、その取得した値を参照する」ようにします。理由は、「必要になったそのつど入出力を読みに行っていたのでは、連続で読むような構造の場合に、短い間隔で読んでいる事と同じ」になってしまうためです。キーセンスは「必要最低限の間隔で一気に」読む事が重要です。

↑

さらなる改良†

さらにゲームに特化した場合、モジュール化を進めるのが得策です。以下に自分の使っているライブラリを表します。

main.c

#include "lib/gba.h"
#include "intr_arm.h"
#include "bg.h"
#include "key.h"


//---------------------------------------------------------------------------
// key.c
extern ST_KEY Key;


//---------------------------------------------------------------------------
int main()
{
	BgInit();
	KeyInit();
	IntrInit();

	IntrStart();

	char cnt[40];
	char trg[40];
	char off[40];
	char rep[40];

	for(;;)
	{
		SystemCall(5);
		KeyExec();

		_Sprintf(cnt, "cnt: %4x", Key.cnt);
		_Sprintf(trg, "trg: %4x", Key.trg);
		_Sprintf(off, "off: %4x", Key.off);
		_Sprintf(rep, "rep: %4x", Key.rep);

		BgAsciiDrawStr(0, 0, cnt);
		BgAsciiDrawStr(0, 1, trg);
		BgAsciiDrawStr(0, 2, off);
		BgAsciiDrawStr(0, 3, rep);
	}
}

key.h

#ifndef __KEY_H__
#define __KEY_H__
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif

#include "lib/gba.h"

//---------------------------------------------------------------------------
#define KEY_MAX_BTN_CNT		10
#define KEY_REPEAT_WAIT_CNT	32
#define KEY_REPEAT_ENTRY_CNT	3

enum {
	SYS_KEY_A = 0x00,
	SYS_KEY_B,
	SYS_KEY_SL,
	SYS_KEY_ST,
	SYS_KEY_RI,
	SYS_KEY_LE,
	SYS_KEY_UP,
	SYS_KEY_DO,
	SYS_KEY_R,
	SYS_KEY_L,
};

//---------------------------------------------------------------------------
typedef struct {
	u16 btn[KEY_MAX_BTN_CNT];	// ボタンの判定用
	u16 cnt;			// 現在のキー
	u16 trg;			// 押されたキー
	u16 off;			// 離されたキー
	u16 rep;			// リピートキー
	s16 repCnt;			// リピートカウント
} ST_KEY;


//---------------------------------------------------------------------------
EWRAM_CODE void KeyInit();
EWRAM_CODE bool KeyChgBtn(u16 b1, u16 b2);
IWRAM_CODE void KeyExec();


#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif /* _KEY_H_ */

key.c

#include "key.h"


//---------------------------------------------------------------------------
ST_KEY Key;


//---------------------------------------------------------------------------
EWRAM_CODE void KeyInit()
{
	_Memset(&Key, 0x00, sizeof(ST_KEY));

	Key.btn[SYS_KEY_A]  = KEY_A;
	Key.btn[SYS_KEY_B]  = KEY_B;
	Key.btn[SYS_KEY_SL] = KEY_SELECT;
	Key.btn[SYS_KEY_ST] = KEY_START;
	Key.btn[SYS_KEY_RI] = KEY_RIGHT;
	Key.btn[SYS_KEY_LE] = KEY_LEFT;
	Key.btn[SYS_KEY_UP] = KEY_UP;
	Key.btn[SYS_KEY_DO] = KEY_DOWN;
	Key.btn[SYS_KEY_R]  = KEY_R;
	Key.btn[SYS_KEY_L]  = KEY_L;
}
//---------------------------------------------------------------------------
EWRAM_CODE bool KeyChgBtn(u16 b1, u16 b2)
{
	if(b1 > KEY_MAX_BTN_CNT)
	{
		return FALSE;
	}

	Key.btn[b1] = b2;

	return TRUE;
}
//---------------------------------------------------------------------------
// vblank中に1回だけ呼び出します（チャタリング防止）
IWRAM_CODE void KeyExec()
{
	u16 inkey = REG_KEYINPUT;
	u16 cnt   = 0;

	if(inkey & Key.btn[SYS_KEY_A])  cnt += KEY_A;
	if(inkey & Key.btn[SYS_KEY_B])  cnt += KEY_B;
	if(inkey & Key.btn[SYS_KEY_SL]) cnt += KEY_SELECT;
	if(inkey & Key.btn[SYS_KEY_ST]) cnt += KEY_START;
	if(inkey & Key.btn[SYS_KEY_RI]) cnt += KEY_RIGHT;
	if(inkey & Key.btn[SYS_KEY_LE]) cnt += KEY_LEFT;
	if(inkey & Key.btn[SYS_KEY_UP]) cnt += KEY_UP;
	if(inkey & Key.btn[SYS_KEY_DO]) cnt += KEY_DOWN;
	if(inkey & Key.btn[SYS_KEY_R])  cnt += KEY_R;
	if(inkey & Key.btn[SYS_KEY_L])  cnt += KEY_L;

	cnt     = ~cnt;
	Key.trg = (Key.trg ^ cnt) & ~Key.cnt;
	Key.off = Key.off ^ (~cnt & Key.cnt);
	Key.cnt = cnt;


	// キーリピート
	if((Key.trg & DPAD || Key.cnt & DPAD) || Key.repCnt > KEY_REPEAT_WAIT_CNT)
	{
		Key.rep     = Key.cnt;
		Key.repCnt -= KEY_REPEAT_ENTRY_CNT;
	}
	else
	{
		Key.rep = 0;
	}

	if(Key.cnt & DPAD)
	{
		if(Key.repCnt <= KEY_REPEAT_WAIT_CNT) Key.repCnt++;
	}
	else
	{
		Key.repCnt = 0;
	}
}