VC的HID人机接口设备设计+技术发展+需求分析 第4页

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（2） USB设备复位,主机使用缺省地址0,向设备发送get_device_descriptor请求,来得到端点0 的buffer的大小；
（3） 主机发送set_address请求，分配一个地址给设备；
（4） 主机再次发送get_device_descriptor请求给设备,获取设备描述符；
（5） 设备发送device descriptor给主机；
（6） 主机发送get_configuration_descriptor请求给设备，第一次发送会得到后面所有描述符的总长度；
（7） 主机再次发送get_configuration_descriptor请求给设备；
（8） 设备返回后面所有的描述符，包括（配置、接口、端点描述符,HID描述符）
（9） 总线枚举过程结束，设备开始正常工作。
2.2.4 HID设备类描述符毕业论文http://www.youerw.com
USB是通用串行总线，是用来传输数据的。而描述符是为了告诉主机，设备是做什么的，实现什么功能，有哪些操作。USB协议为USB设备定义了一套描述设备功能和属性的有固定结构的描述符，包括设备描述符、配置描述符、接口描述符、端点描述符、字符串描述。每个USB设备仅有一个设备描述符，设备描述符可以包含一个或多个配置描述符，设备的每一张配置又可以包含一个或多个接口描述符，一个接口使用几个端点，就有几个端点描述符。在USB主机访问USB设备的时候，是一级一级获取描述符的。如图2-5所示。USB设备通过这些描述符告诉主机设备的各种属性，主机通过对这些描述符的访问对设备进行类型识别、配置，并为其提供主机端的驱动程序。
图2-5 HID设备描述符结构图
HID设备类除了标准描述符（包括设备描述符、配置描述符、接口描述符、端点描述符、字符串描述符）外，还有自己的专有描述符：HID描述符、报告描述符、物理描述符。正确实现HID设备类专用描述符是主机成功识别HID设备的关键。HID描述符和报告描述符是必须要使用的，物理描述符一般不被使用。本项目具体的HID属性描述符将在5.2.1节进行介绍。本文来自优'文*论-文.网
2.3本章小结本章简要的介绍了USB及HID设备类的一些特性，包括USB总线拓扑结构、USB的枚举过程、USB的传输类型等。
 3  人机接口设备系统设计
3.1系统框架
人机接口设备系统设计包括两部分：主机端的客户驱动程序设计和设备端各个模块驱动设计。系统框架如图3-1所示。
主机端的客户程序是指在主机上运行的，负责与HID设备通信的应用程序。主机要使用USB HID设备，必须要有驱动程序。HID类驱动程序为内核模式和用户模式的程序提供了API（应用程序接口），可用来编写基于HID类的应用程序。对于USB接口的HID设备，只需调用Win32 API来编写用户模式下的应用程序，即无需编写基于类驱动程序的内核模式下的客户驱动程序。
设备端的MCU采用ST2211U 8位集成微处理器，该微处理器提供了32K字节ROM、2K字节的SRAM、USB控制器、Smart Card控制器及中断控制器等，广泛应用于PDA，智能卡读卡器等消费产品。HID驱动模块定义了USB接口的描述符，包括设备描述符、配置描述符、接口描述符、端点描述符、HID描述符及报告描述符。这些描述符定义了HID设备的基本信息。键盘驱动模块使用GPIO口中的PA[4:0]为列线和PB[7:4]为行线，采用行列扫描法实现4*5键盘驱动。LCD模块则通过3线SPI向ST7070发送控制命令，并由ST7070控制器来驱动LCD显示。
图3-1 系统框架图3.2人机接口设备平台简介
3.2.1 USB控制器方案
本系统使用的平台是由乐毅软件科技有限公司开发的APG8021平台。该平台基于ST2211U微处理器，最高主频可达8MHz。该平台支持人机接口，提供数位键盘和高对比度的显示屏，此显示屏可显示2行，每行16个字符；采用智能电池管理，支持2节AAA电池（可移除），电池使用寿命长达五年；支持Smart Card接口，能读取IS0-7816 A,B,C（5V，3V，1.8V）级的卡，可应用于多种银行应用中，典型的有网上银行，电子商务，电话购物等。图3-2为APG8201开发板平台图。图3-2 APG8201开发板平台图
在开发一个USB 人机接口设备的时候，首先要根据使用要求选择合适的USB控制器。USB控制器选择有两种方案，一种是采用外接的USB接口芯片，另一种则是带USB接口的单片机（MCU）。
纯粹的USB接口芯片仅处理USB通信，必须有一个外部的微控制器来进行协议的处理和数据的交换。典型产品有Philips公司的PDIUSBD11（I2C接口）、PDIUSBD12（并行接口），NS公司的USBN9603/9604(并行接口)，NetChip公司的NET2888等。USB接口芯片的特点是价格便宜、接口方便、可靠性高。使用USB接口芯片所能实现的功能有限，只处理与USB相关的通信工作，而且必须由外部微控制器对其控制才能正常工作，这类芯片必须提供一个串行或并行的数据总线与微控制器进行连接，此外还需要一个中断引脚，当数据收到或发送完，这个中断引脚会发出中断请求信号。
毕业论文http://www.youerw.com本项目采用了带USB接口的ST2211U，此方案不需要外接微处理器，最大的好处是开发者对系统结构和指令集非常熟悉，相关资料丰富，易于进行开发。

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