摘 要

通用串行總線（USB），是連接計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與外部設(shè)備的一個(gè)串口總線標(biāo)準(zhǔn)，也是輸入輸出接口的技術(shù)規(guī)范，被廣泛應(yīng)用于個(gè)人電腦和移動(dòng)設(shè)備等信息通訊產(chǎn)品，并擴(kuò)展至攝影器材、數(shù)字電視（機(jī)頂盒）、游戲機(jī)等相關(guān)領(lǐng)域。
HID(Human Interface Device)類設(shè)備是USB設(shè)備類型中的一種，是直接與人交互的設(shè)備，如鍵盤(pán)、鼠標(biāo)等。HID類設(shè)備并不一定是標(biāo)準(zhǔn)的外設(shè)類型，只要交換的數(shù)據(jù)格式存儲(chǔ)在報(bào)文的結(jié)構(gòu)中，并且設(shè)備固件支持報(bào)文的格式，則任何工作在該限制之內(nèi)的設(shè)備均可稱為HID設(shè)備，如電壓計(jì)、溫度計(jì)、讀卡器等。因此，人機(jī)接口設(shè)備有巨大的應(yīng)用市場(chǎng)。
針對(duì)以上需求，本文致力于開(kāi)發(fā)一個(gè)基于HID的人機(jī)接口設(shè)備，在上位機(jī)編寫(xiě)相應(yīng)的應(yīng)用軟件，實(shí)現(xiàn)人機(jī)接口設(shè)備與主機(jī)的通信。
本文首先闡述了開(kāi)發(fā)基于HID的人機(jī)接口設(shè)備在經(jīng)濟(jì)和技術(shù)上的意義，繼而描述了系統(tǒng)架構(gòu)，基于VC的上位機(jī)軟件開(kāi)發(fā)，以及設(shè)備端固件代碼的編寫(xiě)。文中對(duì)USB接口通信協(xié)議做了簡(jiǎn)要的介紹，并介紹了基于VC的Windows下USB接口驅(qū)動(dòng)軟件開(kāi)發(fā)。
最后，本文對(duì)在研究和開(kāi)發(fā)人機(jī)接口設(shè)備工作中的不足之處和需要改進(jìn)的地方進(jìn)行了總結(jié)，同時(shí)也展望了低成本的人機(jī)接口設(shè)備的市場(chǎng)潛力和USB發(fā)展的美好前景。

關(guān)鍵詞： HID類 人機(jī)接口設(shè)備USB通信協(xié)議



目 錄

摘 要 I
ABSTRACT II
1 緒 論 1
1.1選題背景 1
1.2選題目標(biāo) 1
1.3需求分析 2
1.3.1用戶需求分析 2
1.3.2功能需求分析 2
1.4主要內(nèi)容 2
1.5本章小結(jié) 3
2 USB接口技術(shù)介紹 4
2.1 USB接口技術(shù) 4
2.1.1 USB簡(jiǎn)介 4
2.1.2 USB 的總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 4
2.1.3 USB系統(tǒng)分層 5
2.1.4 USB的編碼方式 6
2.1.5 USB的即插即用 7
2.2 USB接口HID設(shè)備類 7
2.2.1 HID設(shè)備類簡(jiǎn)介 7
2.2.2 HID數(shù)據(jù)傳輸方式 8
2.2.3 HID設(shè)備枚舉過(guò)程 8
2.2.4 HID設(shè)備類描述符 9
2.3本章小結(jié) 10
3 人機(jī)接口設(shè)備系統(tǒng)設(shè)計(jì) 11
3.1系統(tǒng)框架 11
3.2人機(jī)接口設(shè)備平臺(tái)簡(jiǎn)介 12
3.2.1 USB控制器方案 12
3.2.2 ST2211U芯片簡(jiǎn)介 13
3.3 主要功能 14
3.4 本章小結(jié) 14
4 基于VC的HID上位機(jī)軟件開(kāi)發(fā) 15
4.1 Windows驅(qū)動(dòng)程序模式 15
4.1.1 Windows驅(qū)動(dòng)方式 15
4.1.2 WDM驅(qū)動(dòng)程序的分層結(jié)構(gòu) 15
4.2 USB接口HID類驅(qū)動(dòng)原理 16
4.2.1 USB設(shè)備驅(qū)動(dòng)體系 16
4.2.2 與HID設(shè)備通信的主要API函數(shù) 17
4.3基于VC的應(yīng)用程序開(kāi)發(fā) 18
4.3.1 開(kāi)發(fā)流程 18
4.3.2 打開(kāi)設(shè)備功能模塊 19
4.3.3 LCD顯示功能模塊 23
4.3.4 鍵盤(pán)功能模塊 23
4.4 本章小結(jié) 24
5 HID設(shè)備軟硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 25
5.1 HID設(shè)備系統(tǒng)設(shè)計(jì) 25
5.2 HID功能模塊設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 25
5.2.1 USB HID驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā) 25
5.2.2 LCD驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā) 29
5.2.3鍵盤(pán)驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā) 30
5.3本章小結(jié) 32
6 整機(jī)系統(tǒng)調(diào)試 33
6.1 調(diào)試流程 33
6.2 Bus Hound調(diào)試工具簡(jiǎn)介 33
6.3 HID設(shè)備接口通信調(diào)試 33
6.4基于VC的應(yīng)用軟件調(diào)試 34
6.5測(cè)試結(jié)果 36
7 總結(jié)與展望 39
參考文獻(xiàn) 40
附 錄 41



緒 論

1.1選題背景
隨著計(jì)算機(jī)硬件飛速發(fā)展，外圍設(shè)備日益增多，鍵盤(pán)、鼠標(biāo)、調(diào)制解調(diào)器、打印機(jī)、掃描儀早已為人所共知，數(shù)碼相機(jī)、MP3隨身聽(tīng)接踵而至，這么多的設(shè)備，如何接入個(gè)人計(jì)算機(jī)？為了滿足用戶的需求，以Intel 為首的七家公司（Intel, Compaq, Microsoft, IBM, DEC, Northern Telecom 以及日本NEC) 于1994 年11月推出了USB (Universal Serial Bus,通用串行總線)協(xié)議的第一個(gè)草案專用于低中速的計(jì)算機(jī)外設(shè)。






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