基于HID規范的智能遙控器中的設計2

2.2 軟件系統設計

　　本系統所設計和實(shí)現的體感游戲手柄具有輸入和輸出的功能，即它具有輸入和輸出HID 數據包。它不像鍵盤(pán)和鼠標是標準的HID 設備，需要根據HID 規范自定義它的數據包格式。根據數據包的格式，寫(xiě)出其報告描述符，以保證在枚舉過(guò)程中正確識別出體感游戲手柄設備。Dongle 端分析整理從遙控器端獲取到的數據，根據設備的報告描述符，識別出體感游戲手柄數據，并把這些數據整理成符合其輸入數據包格式的數據，然后Dongle 端再以USB 協(xié)議的通信方式，將整理好的數據傳輸給電視機。同時(shí)Dongle 端接收電視機反饋回來(lái)的數據信息， 并整理成符合其輸出數據包格式的數據，然后將信息反饋給遙控器端，遙控器端再作出相應的響應。

　　與所有HID 設備一樣，具有體感游戲手柄功能的智能遙控器Dongle 端的應用程序設計也主要包括以下4 個(gè)方面的工作：1）查找所有HID 設備；2）確定哪一個(gè)是用戶(hù)需要的HID 設備，并連接該設備；3）獲得HID 設備的信息；4）根據用戶(hù)需要，讀取HID 輸入報告或者寫(xiě)入HID 輸出報告。

　　智能遙控器中可能定義了多個(gè)HID 設備，需要使用兩個(gè)接口，接口0 用于實(shí)現其他HID 設備的功能，接口1 用于實(shí)現體感游戲手柄的功能。因此需要兩個(gè)非零端點(diǎn)，因為同一配置下的不同接口，必須使用不同的端點(diǎn)。而數據是通過(guò)非零端點(diǎn)進(jìn)行傳輸的，體感游戲手柄的接口選用端點(diǎn)2 返回或發(fā)送報告數據。Dongle 端通過(guò)端點(diǎn)2 輸入向電視機返回體感游戲手柄的數據，電視機通過(guò)端點(diǎn)2 輸出中斷將反饋給遙控器的信息發(fā)出。

　　Dongle 插入后，怎樣讓電視機識別出USB 體感游戲手柄呢？設備枚舉的功能就是實(shí)現電視機識別設備的過(guò)程，只有枚舉成功了，電視機才能識別出設備，建立電視機與設備之間的通信。設備的枚舉過(guò)程都是通過(guò)端點(diǎn)0 實(shí)現的。電視機通過(guò)端點(diǎn)0 輸出中斷發(fā)出各種請求，數據存放在端點(diǎn)0 的輸出緩沖區中。Dongle 端讀取并分析端點(diǎn)0 輸出緩沖區的數據，然后通過(guò)端點(diǎn)0 輸入中斷做出相應的響應，數據存放到端點(diǎn)0輸入緩沖區中， 在電視機下一次發(fā)送IN 令牌包后，MCU 會(huì )自動(dòng)將端點(diǎn)0 輸入緩沖區數據返回給電視機。當Dongle 端有多個(gè)報告描述符時(shí)，程序怎么知道電視機請求的是哪個(gè)呢？ 電視機要獲取報告描述符時(shí)，請求是發(fā)送到接口的。當電視機發(fā)出發(fā)送到接口1 的報告描述符請求時(shí)，Dongle 端會(huì )返回體感游戲手柄的報告描述符數據給電視機， 從而成功完成枚舉過(guò)程。電視機識別出體感游戲手柄，建立它們之間的通信。

　　在本系統中，通過(guò)在芯片的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境中添加USB 模塊，根據實(shí)現設備的功能特點(diǎn)，做出相應設置并編譯，實(shí)現設備枚舉過(guò)程的功能及所需的代碼， 然后再根據設備的實(shí)際需求做相應的修改， 在Dongle 端程序的主函數中初始化USB 模塊，就可以實(shí)現電視機識別Dongle，進(jìn)而識別出體感游戲手柄設備。Dongle 端程序主流程圖如圖4 所示。進(jìn)入主函數，MCU 首先完成一系列初始化，包括中斷配置和USB模塊初始化（開(kāi)始枚舉過(guò)程）。然后程序就處于一個(gè)無(wú)限循環(huán)中，實(shí)現電視機和設備之間的實(shí)時(shí)通信。

圖4 Dongle 端程序主流程

　　電視機和設備之間不是隨時(shí)都能夠進(jìn)行通信的，只有設置了非零配置之后才能進(jìn)行數據傳輸。在無(wú)限循環(huán)中，首先判斷電視機和Dongle 端的通信是否準備好，即設備的枚舉過(guò)程是否成功完成。這需要獲取配置值，進(jìn)行判斷，若配置值非零，說(shuō)明電視機和Dongle 端的通信已建立。Dongle 端不斷的獲取從遙控器端發(fā)來(lái)的數據，根據設備的設備描述符、配置描述符集合（包括斷點(diǎn)描述符、接口描述符等），分析整理后存放到相應HID 設備的HID 包中， 然后通過(guò)USB 總線(xiàn)傳遞給電視機。

　　若按下體感開(kāi)關(guān)鍵，遙控器選擇的是體感游戲手柄功能；否則，遙控器選擇的是其他設備的功能。按下體感開(kāi)關(guān)鍵，電視機先通過(guò)端點(diǎn)2 輸出中斷發(fā)出反饋信息， 使遙控器端的體感開(kāi)關(guān)指示燈亮，體感游戲手柄功能打開(kāi)，然后遙控器可以發(fā)送體感游戲手柄數據給電視機。Dongle 端發(fā)送體感游戲手柄數據到端點(diǎn)2 之前，需要檢查端點(diǎn)2 是否處于空閑狀態(tài)，即里面是否還有數據未發(fā)送出去， 可以通過(guò)端點(diǎn)2 輸入中斷和總線(xiàn)復位中斷使端點(diǎn)2處于空閑狀態(tài)。如果端點(diǎn)2 輸入處于空閑狀態(tài)，就可以通過(guò)端點(diǎn)2 輸入返回體感游戲手柄數據給電視機了。電視機會(huì )根據游戲的進(jìn)度發(fā)出反饋信息， 調用遙控器的傳感器模塊、震動(dòng)模塊和Audio 模塊，實(shí)現遙控器和電視機之間的互動(dòng)。

　　3 結束語(yǔ)