多功能USB组合设备的结构设计
2.2 组合设备的描述符结构
如图3所示,以两个接口的组合设备为例,来说明组合设备的描述符结构。一个设备描述符下有一个配置描述符,一个配置描述符下可以有多个接口描述符,分别对应不同的设备。每个接口描述符下又包含多个端点描述符。一个USB逻辑设备对USB系统来说就是一个端点集合。端点可以根据它们实现的接口来分类。所有的USB设备都需要实现一个缺省的控制方法。这种方法将端点0作为输入端点,同时也将端点0作为输出端点。USB系统用这个缺省方法初始化及一般地使用逻辑设备(即设置此设备)。设备可以有除端点0以外的其他端点,这取决于这些设备的实现。低速设备除端点0外,只能有2个额外的可选端点。而高速设备可具有的额外端点数仅受限于协议的定义。除缺省控制通道的缺省端点外,其他端点只有在设备被设置后才可使用。而且除端点0外,其他端点在不同接口间不能共享。本文引用地址:https://www.eepw.com.cn/article/161413.htm
组合设备使用一个USB控制芯片,通过控制不同的接口与不同的设备进行通信,解决了主机与组合设备内各个设备数据流的区分问题。
3 组合设备的硬件实现
3.1 USB接口部分
设备采用Holtek公司的8位USB多媒体键盘编码器HT82K95E作为本系统的核心。鼠标、键盘等HID类设备为低速设备,所以该设备要能同时实现鼠标和键盘数据同PC机的双向传输,MCU首先必须具有低速的USB接口,并且支持3个端点(包括端点0)。综合考虑,选用了HT82K95E作为本系统的主控芯片。由于鼠标和键盘均属于低速设备,所以应在USB信号线上加1.5kΩ的上拉电阻。
3.2 MCU部分
USB接口部分原理图如图4所示。MCU的复位电路采用由R1和C1组成的RC积分电路来实现上电复位功能。上电瞬间,由于电容电压不能突变,所以复位引脚为低电平,然后电容开始缓慢充电,复位引脚电位开始升高,最后变为高电平,完成芯片的上电复位。HT82K95E微控制器内部还包含一个低电压复位电路(LVR)用于监视设备的供电电压。如果设备的供电电压下降到0.9VLVR的范围内并且超过1 ms的时间。那么LVR就会自动复位设备。
应当注意的是,对于该设备的复位电路,还应加一个BAT54SW二极管,接法如图4中D1所示。如果不加D1,设备在第一次使用时能够正常复位,但在以后的使用中却无法正常复位,原因是电容中的电荷无法释放掉,而D1可以通过整个电路快速释放掉电容中的电荷。
该组合设备采用HT82K95E USB控制芯片,通过对两个接口的管理,实现了鼠标和键盘的功能。
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