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《工业控制计算机）２０１１年第２４卷第９期　ＰＰＴ无线翻页器设计　Ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ＰＰＴ　Ｗｉｒｅｌｅｓｓ　Ｐｌａｙｅｒ　张朝春　周冬梅　李　娟　（成都理工大学信息科学与技术学院，四川成都６１００５９）　摘　要　通过ＮＸＰ半导体公司生产的ＵＳＢ控制器ＰＤＩＵＳＢＤ１２，主控制器使用深圳晶宏公司的ＳＴＣ８９ＬＥ５２微处理器，通过　模拟键盘上的ＰａｇｅＵｐ、ＰａｇｅＤｏｗｎ两个键，有效地解决了ＰｏｗｅｒＰｏｉｎｔ翻页问题。为了避免ＰＣ上位机驱动的开发，驱动　开发一般需要ＶＣ＋＋，ＶＢ高级语言调用系统ＡＰｌ函数来实现，这里使用系统自身的对一些人机接口设备ＨＩＤ驱动，诸如　键盘、鼠标、游戏摇杆驱动等等。在点对点通信中使用２．４Ｇ　ｎＲＦ２４０１无线模块实现数据在一个较大空间中的准确传输。　软件方面使用Ｃ５１作为开发语言，ＫＥＩＬ作为编译平台，经过大量的调试的工作，有效的完成了ＰＰＴ翻页的任务。　关键词：ＰＤＩＵＳＢＤ１２，ＵＳＢ键盘，ｎＲＦ２４０１无线模块　Ａｂｓｔｒａｃｔ　Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｈａｓ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ　ｓｏｌｖｅｄ　ｔｈｅ　ｐｒｏｂｌｅｍ　ｏｆ　ＰｏｗｅｒＰｏｉｎｔ　ｐａｇｅ　ｂｙ　ｔｈｅ　ＵＳＢ　ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ　ＰＤＩＵＳＢＤ１２　ｐｒｏｄｕｃｅｄ　ｂｙ　ＮＸＰ　Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ，ｈｏｓｔ　ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ　ｕｓｉｎｇ　ｔｈｅ　ＳＴＣ８９ＬＥ５２　ｍｉｃｒＯｐｒ０ｃｅｓｓＯｒ　ｏｆ　ＳＴＣ　ｃｏｍｐａｎｙ，ａｎｄ　ｔｈｒｏｕｇｈ　ｔｈｅ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｗｏ　ｋｅｙｓ　ＰａｇｅＵｐ　ａｎｄ　ＰａｇｅＤｏｗｎ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｋｅｙｂｏａｒｄ．Ｉｎ　ｏｒｄｅｒ　ｔｏ　ａｖｏｉｄ　ｔｈｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　ＰＣ－ｄｒｉｖｅｎ，ｔｈｅ　ｄｒｉｖｅｎ　ｉｓ　ａｃｈｉｅｖｅｄ　ｂｙ　ｃａｌｌｉｎｇ　ｏｎ　ｓｙｓｔｅｍ　ＡＰＩ　ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ　ｏｆ　ｇｅｎｅｒａｌ　ｈｉｇｈ－ｌｅｖｅｌ　ｌａｎｇｕａｇｅ　ＶＣ十＋．ＶＢ　Ｓｏｍｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｙｓｔｅｍ　ｏｗｎ　ｈｕｍａｎ　ｉｎｔｅｒｆａｃｅ　ｄｅ—　ｖｉｃｅｓ，ＨＩＤ，ｄｒｉｖｅｒ　ｓｕｃｈ　ａｓ　ｋｅｙｂｏａｒｄ，ｍｏｕｓｅ，ｇａｍｅｓ　ｊｏｙｓｔｉｃｋ—ｄｒｉＶｅｎ　ａｎｄ　ＳＯ　ｏｎ　ａｒｅ　ｕｓｅｄ　ｈｅｒｅ　Ｔｈｅ　ａｃｃｕｒａｔｅ　ｄａｔａ　ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　ｉｎ　ａ　ｌａｒｇｅｒ　ｓｐａｃｅ　ｉｓ　ｒｅａｌｉｚｅｄ　ｂｙ　ｔｈｅ　ｕｓｅ　ｏｆ　ｎＲＦ２４０１　ｗｉｒｅｌｅｓｓ　ｍｏｄｕｌｅｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｐｅｅｒ—ｔｏ－ｐｅｅｒ　ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　Ａｓ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｓｏｆｔ—　ｗａｒｅ，Ｃ５１　ｉｓ　ｔｈｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｌａｎｇｕａｇｅ　ａｎｄ　ＫＥＩＬ　ｉｓ　ｔｈｅ　ｃｏｍｐｉｌｅｒ　ｐｌａｔｆｏｒｍ　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＰＤＩＵＳＢＤ１　２，ＵＳＢ　ｋｅｙｂｏａｒｄ，ｎＲＦ２４０１　ｗｉｒｅｌｅｓｓ　ｍｏｄｕｌｅ　随着多媒体教学的广泛应用，做教学演示或者项目演示时，　和释放，所以在主机这边还需要模拟一个虚拟的键盘释放的工　都碰到这样的尴尬，需要一边操作电脑一点讲解，行动上受到限　作，当然这个工作是在软件设计的时候要考虑的。　制，很不方便。如何使使用者在教学演示时彻底解放出来，真正　２硬件电路设计　实现“走到哪里，讲到哪里，讲到哪里，指到哪里”。让使用者在教　２．１　ＵＳＢ功能芯片选择　学、演示时最大限度的发挥肢体语言的优势，让教学、演讲更生　一个课题对其　表１　动更完美，彻底解决以往在课堂和会议上使用鼠标的不便，将成　芯片的选择至关重　为一个重要的技术课题和市场商机。　要，对于选择一个合　特性　【：Ｚ　ＵＳＢ　ＣＩｔ３７２　ｆ　Ｄｌ＿ＩＳＢＤｌ２　１　设计思路　适的芯片不仅可以　制造商　Ｃｙｐｒｅｓｓ　南京沁恒　ＮＸＰ　端点数　１６　１　６　【　｛１．１设计思想　利于自己的下面的　缓冲区人小　６４／２０４８　８／６，１　ｌ６／６４　目前大多数的软件都支持快捷键的操作，快捷键的使用有　操作而且缩短自己　内置８０５１　是　齿　时候要比鼠标方便得多。比如说只要你当前所在的软件在计算　的开发周期，降低产　微处理器接　２４　Ｈ　８　１］、Ｊ０　ｌ　Ｉ　机的前台工作时，你可以直接按Ｆ１进入帮助菜单中查看帮助文　品的成本等等。这里　ｆ乜源电压　３：｛Ｖ　３　３／５Ｖ　３　３／５Ｖ　档。现在得要说ＰＡＧＥＤＯＷＮ和ＰＡＧＥＵＰ这个通用键好多软　就对一些常见的　引脚数量　４４／８０　２８　２８　件都支持用来作为上翻和下翻，本文的设计思想就出自于此。有　ＵＳＢ芯片做一个选　速度　全速　全速　全速　了设计思想后，下面的任务就是我们这么才能让主机知道我连　择。表１对常见的　接在主机上的设备是键盘，关于这一点本文后面有详细论述。　ＵＳＢ功能芯片做一个对比，选择适合自己开发的芯片。　现在我们在市面看到的电脑外围设备基本都是ＵＳＢ接口的，　ＥＺ—ＵＳＢ符合ＵＳＢ２．０标准，缓冲区也相对较大，内部集成　其实这也是ＵＳＢ优点所在，本文也不例外，也是从ＵＳＢ控制芯片　８０５１微处理器，最大的不便就是不利于编程下载。ＣＨ３７２是南　开始，利用系统自带的ＨＩＤ驱动，开发一些简单的ＵＳＢ设备。　京沁恒电子有限公司开发的ＵＳＢ２．０芯片，该芯片已内置固件。　１．２设计系统框图　由于这里开发的仅仅为ＵＳＢ键盘，所有这里选用有些“大材小　用”了。ＰＤＩＵＳＢＤ１２是ＮＸＰ公司的ＵＳＢ１　１芯片，支持ＤＭＡ传　ＰＣＨＯＳＴ　Ｚ　ｆ按键扫描电路　输，增大了数据的吞吐量，可以方便地与ＭＣＵ连接，资料也比　王　２　上　较多，是做ＨＩＤ设备的开发首选芯片，而且其支持ＤＭＡ传输，　，Ｌ　接　可以实现海量数据传输设备，可以满足这里设计的要求。　ＵＳＢ键盘　＼广＿。　收　Ｎｒ￣４０ｌ发送　２ｌ２接收端ＳＴＣ８９ＬＥ５２与ＰＤＩＵＳＢＤ１２、无线模块的连接　该电路中Ａ０用做命令或数据选择位，与单片机的Ｐ２．０连　图１　接。ＩＮＴ引脚为８０５１外部中断提供中断，将该引脚与单片机的　该设计系统中，主机这边ＵＳＢ外设为键盘，接收端需要返　外部终端Ｏ口Ｐ３．２连接，将触发方式配置为电平触发，因为在　回键盘的键码给主机，因为主机部分不能识别发送端键的按下　ＭＣＵ看到终端来源前该引脚一直会保持着低电平。ＷＲ与ＲＤ　
ＰＰＴ无线翻页器设计　Ｌ日Ｉ＿　接；　延时１Ｓ左右；⑧设置连接，设置连接才ＵＳＢ　ＨＯＳＴ才能　　．：嚣榴　错　：÷裟：　检测　有器件插入；⑥读中断寄存器，判断中断来源，执行单片　机后台中断服务程序。　ＵＳＢ主机对设备的枚举过程：①获取设备描述符。主机对　Ｌｅｎｇｔｈ域非常感兴趣，发送内容一定要正确，特别是第二字节　邕　ｔｙｐｅ一定为０ｘ０１，表示设备；否则主机将不相应；②设置地址，　≮一　鸯　磋　耋三　舞　苗　芎匪㈣　———　丁　获取设备描述符后，ＵＳＢ主机会分配一个设备地址给ＵＳＢ设　：　二＝　主：：ｌ　备，用作该设备的地址；⑧再次获取全部设备描述符，字节长度　为１８Ｂｙｔｅｓ，可分多个字节传输，如果传输错误，则重复两次则　终止；④获取配置描述符，让主机知道描述符的总长度以及接　　、二　一　图２接收端电路原理图　分别和单片机的读写连接，这样的连接的好处把ＰＤＩＵＳＢＤ１２　看作总线上的设备来访问，Ｄ一和Ｄ＋上的电阻为匹配作用，ＧＬ　口数目等信息；⑤获取描述符集合，包括配置描述符，端点描述　符以及接Ｉ：Ｉ描述符等；⑥主机读完描述符集合后，对设备进行　配置，使得设备从地址状态进入配置状态，此时设备即可使用；　引脚连接～个发光ＬＥＤ，ＰＤＩＵＳＢＤ１２在通信时候该ＬＥＤ会间　隙闪烁，低电平有效，为了保持器件工作，ＡＬＥ与ＣＳ要接低电　平，还有一定要用一个１ｋＱ电阻和Ｅ０Ｔ接ＶＣＣ，ＲＥＳＥＴ为复　Ｍ●　⑦获取字符串描述符（可能没有），根据在设备描述符中是否有　Ｓｔｒｉｎｇ索引而定。一般先读取ＬａｎｇｕａｇｅｌＤ，然后再读取字符串　信息；⑧这里是ＨＩＤ设备主机还会获取报告描述符。　发送端和接收端流程图如图３、图４所示。　丌婚　位引脚，由于ＰＤＩＵＳＢＤ１２上电执行复位，所以该引脚可以直接　≮熏　ＶＣＣ，其中ＤＭＡ引脚功能详见手册。所使用的ｎＲＦ２４０１模块具　有功耗低、传输距离远等优点，工作频率在２．４Ｇ全球免费开放　｝—————～————＿－　频段。ＭＣＵ和ｎＲＦ２４０１通信采用ＳＰＩ接口，而该ＭＣＵ没有　ＳＰＩ接口，所以采用端口方式模拟一个ｓＰＩ时序无线模块通信。　通信内容主要为数据的交互和工作方式配置。　３　ＵＳＢ键盘实现　／一　＼＼　、支　Ｎ　　ｆ＜　＼　＾／　＼　—～一　＼／　在ＵＳＢ体系中，最常见的就是ＵＳＢ　ＨＩＤ设备，所谓的ＨＩＤ　设备就是人机接口设备，包括：鼠标、键盘、游戏摇杆等等。这些　设备的无需自己写上位机的驱动，现在的系统都自带了ＨＩＤ驱　动程序，实现ＵＳＢ键盘最重要的就是键盘报告描述符，当然其　它的设备描述符、配置描述符、接口描述符、端点描述符都是必　须的。它自身比较复杂，这里对其进行说明。　ＵＳＢ　ＨＩＤ设备是通过报告来给传送数据的，报告有输入报　】２４０ｌ纠始化　ｒ电Ｊ　ｒ始　告和输出报告。输入报告是ＵＳＢ设备发送给主机，例如ＵＳＢ鼠　标将鼠标移动和鼠标点击等信息返回给主机，键盘将按键数据　返回给电脑等，输出报告是主机发送给ＵＳＢ设备，例如键盘上　的数字键盘锁定灯和大小写字母锁定灯。报告是一个数据包，里　面包含所传送的数据。在报告描述符中，是描述一个报告以及里　面的数据是用来做什么的，ＵＳＢ　ＨＯＳＴ可以分析出报告里面的　＿－　中　｝　自挂键　Ｎ　茂送键伯　数据。ＵＳＢ报告描述符可以通过使用ＨＩＤ　Ｄｅｓｃｒｉｐｔｏｒ　ｔｏｏｌ来生　图３接收端软件流程图　图４发送端软件流程图　成，这里仅仅来说明ＵＳＢ键盘的报告描述符。该设计报告中设　备返回一个８字节的报告，第一字节为特设功能键，８ｂｉｔｓ可以　表示８个特殊功能键，如：Ｓｈｉｆｔ、ＣｔｒＩ、ＡＩｔ等等。第二字节保留，后　六字节返回按键值，按键值可以在ＵＳＢ　ＨＩＤ文档中查到。值得　注意的是因为主机不知道键盘按键的按键和释放，主机感兴趣　的是否有这样一个８Ｂｙｔｅｓ的数据传送给它。所以键盘的按键和　释放都需要返回这样的一个８Ｂｙｔｅｓ数据给主机，如果仅返回一　组数据，那主机会认为键盘的按键一直处于按下的状态的。　４固件编程　５结束语　该设计只是从以完成最终的目的为目标，实际在市场上的　产品来看，还需要考虑产品的外观、体积、电池供电等等因素，所　以在硬件电路方面还有很多需要改进的地方。　参考文献　［１］ＵＳＢ　ＨＩＤ　Ｕｓａｇｅ　Ｔａｂｌｅｓ．Ｖｅｒｓｉｏｎ　１　１２，２００５　『２］ＵＳＢ　Ｄｅｖｉｃｅ　Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ　ｆｏｒ　Ｈｕｍａｎ　Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ　Ｄｅｖｉｃｅｓ，Ｖｅｒｓｉｏｎ　１．１１．２ｏ０１　［３］ＰＤＩＵＳＢＤ１２　Ｄａｔａｓｈｅｅｔ，Ｐｈｉｌｉｐｓ　Ｃｏ．２００１　ＵＳＢ单片机控制程序通常由三部分组成：第一、初始化单　片机和所有的外围电路；第二、主程序部分，其任务是可以中断；　第三、后台中断服务。任何传输的开始都是由ＵＳＢ　ＨＯＳＴ开始　的，前台工作就是等待中断，当ＰＤＩＵＳＢＤ１２接收到主机发送的　［４］周立功，等．ＰＤＩＵＳＢＤ１２　ＵＳＢ固件编程与驱动开发［Ｍ］北京：北京　航空航天出版社，２００３　［５］张毅坤，等单片微型计算机原理与应用［Ｍ］西安：西安电子科技大　学出版社，１９９８　令牌包，进入中断，然后读ＰＤＩＵＳＢＤ１２中断寄存器，判断包的　类型然后进行相应的操作。　［６］边海龙，贾少华．ＵＳＢ２　０设备的设计与开发［Ｍ］北京：人民邮电出　版社，２００４　ＰＤＩＵＳＢＤ１２初始化过程：①设置ＵＳＢ控制传输时地址０；　［７］许永和．ＵＳＢ设备的设计与开发［Ｍ］北京：中国电力出版社，２００２　［收稿日期：２０１１　５　１５］　②设置端点使能，只有经过该操作端点才能被激活；⑧断开连　

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