[经验]

利用PDIUSBD12主端口的USB人机接口设计

2019-4-23 07:00:10

2348 PID

因为PDIUSBD12的主端点（Endpoint2）具有64字节的双缓冲，能够提供比较高的速度，所以在端点描述符里把它配置为中断传输方式，而Endpoint1没有使用。PDIUSBD12通过中断触发CPU来响应主机的各种请求。

此系统采用的USB协议版本是1.1，所以能够支持中断输出传输。为了让主机把设备识别为HID类别，定义设备接口描述符时类别这一字段的值必须设置为0x03（HID类别），这样主机就会继续请求获得设备的HID描述符和报告描述符。在主机Get_Descriptor请求中，当值字段的高位字节为0x21时，表示主机要求获得HID描述符；当值字段高字节为0x22时，就是主机要求获得报告描述符。对于报告描述符，可以参考HID Usage Tables规范。HID Descriptor Tool工具可以帮助建立和测试编写的报告描述符。这里定义了一个输入和输出64字节数据的报告描述符。

code unsigned char szReport[] = {
0x06,0xA0,0xFF,//用法页(FFA0h, vendor defined)
0x09, 0x01,//用法(vendor defined)
0xA1, 0x01,//集合(Application)
0x09, 0x02 ,//用法(vendor defined)
0xA1, 0x00,//集合(Physical)
0x06,0xA1,0xFF,//用法页(vendor defined)
//输入报告
0x09, 0x03 ,//用法(vendor defined)
0x09, 0x04,//用法(vendor defined)
0x15, 0x80,//逻辑最小值(0x80 or -128)
0x25, 0x7F,//逻辑最大值(0x7F or 127)
0x35, 0x00,//物理最小值(0)
0x45,0xFF,//物理最大值(255)
0x75, 0x08,//报告长度Report size (8位)
0x95, 0x40,//报告数值(64 fields)
0x81, 0x02,//输入(data, variable, absolute)
//输出报告
0x09, 0x05,//用法(vendor defined)
0x09, 0x06,//用法(vendor defined)
0x15, 0x80,//逻辑最小值(0x80 or -128)
0x25, 0x7F,//逻辑最大值(0x7F or 127)
0x35, 0x00,//物理最小值(0)
0x45,0xFF,//物理最大值(255)
0x75,0x08,//报告长度(8位)
0x95, 0x40,//报告数值(64 fields)
0x91, 0x02,//输出(data, variable, absolute)
0xC0,//集合结束(Physical)
0xC0//集合结束(Application)
};
这样，后面数据的输入和输出都必须满足报告的格式才能够进行传输。

图4  应用程序枚举HID设备流程

3  应用程序设计实现

Windows为应用程序访问HID设备提供了强大的支持，有一整套对HID设备进行访问的API。应用程序要访问设备就必须先枚举到设备，图4为应用程序枚举HID设备流程。

枚举成功后根据返回的设备句柄，就可以用ReadFile和WriteFile来读写设备的数据了。这里采用异步方式来读写数据，这样不会发生读写时阻塞，提高了程序的效率。以下是异步方式读写设备的要点：

①  为了实现异步访问设备，在CreateFile打开设备时必须使用FILE_FLAG_OVERLAPPED标志。
②  打开设备成功后，使用CreateThread建立1个读设备线程。
③  在这个线程中首先建立1个OVERLAPPED结构，并用CreateEvent函数初始化它的hEvent成员，这样就创建了1个事件对象。
④  调用ReadFile函数，并传入这个结构。
⑤  调用ReadFile后会立即返回，必须调用GetLast?Error获得出错码。如果为ERROR_IO_PENDING，说明此操作是在等待完成的；否则，说明调用出错。
⑥  调用WaitForSingleObject等待hEvent事件的通知，并使此线程进入休眠状态。如果有数据发送到主机，读线程就会被激活。

WriteFile的使用也同样要求异步操作，与ReadFile的使用差不多。

这里要注意的是，在每次读写数据前都要先接收和发送1字节的PID标志，所以每次读写数据的时候都要多一个字节。比如，这里每次读写的是64字节数据，但是在这64字节之前必须放1字节的PID数据，所以是65字节。一般这个字节的值为0。

4  小结

充分利用PDIUSBD12主端口的双缓冲特性后，测试设备与PC间传输速度能达到8 KB/s以上，对于一些传输数据量不大，速度要求不高，而又必须在短时间内做出响应的场合基本能够满足要求。在此基础上只要生成不同的报告描述符，就能开发出各种不同的嵌入式设备；而且这样的设备无需驱动，在插入PC后就能立刻开始工作，省去了安装驱动程序的过程，方便使用。

http://210.51.184.98/mes/htm/article_view.asp?id=2279