用于A(yíng)ndroid設備的USB接口

　　目前獲取微處理器和移動(dòng)設備之間點(diǎn)對點(diǎn)通信電線(xiàn)的最流行的一種方式是使用通用串行總線(xiàn)（USB）接口。由于廣泛普及而受到工程師們的青睞（特別是在消費電子和計算機領(lǐng)域）。下面的章節就如何在基于A(yíng)ndroid的平板和具備USB控制功能的微處理器之間建立這樣的通訊介紹一個(gè)基本的方案。

　　USB主控的一個(gè)關(guān)鍵特點(diǎn)是能為USB裝置（或從設備）供電，并提供了一個(gè)非常豐富的通信協(xié)議，支持傳輸相對大量的數據。然而，就協(xié)議處理的復雜性來(lái)說(shuō)對工程師來(lái)說(shuō)總有一定的缺陷，尤其是在裝置端。

　　主要的障礙是， 如果工程師想要實(shí)現他們自己的固件，不同的半導體供應商提供的微處理器的應用程序接口（API） 會(huì )有些變化。為解決這一問(wèn)題主要有兩個(gè)辦法可以采用：

　　1. 在設備端使用有點(diǎn)像"硬件狀態(tài)機"的微處理器。但是這樣做需要大量的工程資源。

　　2. 使用USB-串行轉換器，此方案可提供USB底層相關(guān)的協(xié)議，從而降低USB主控端和設備端的軟件實(shí)現的復雜度。這可能對工程師們更加可行，尤其是對那些在A(yíng)ndroid操作系統或Android USB應用程序接口經(jīng)驗少或者沒(méi)有經(jīng)驗的工程師。

　　在本文中， 提供了第二個(gè)方法使用USB串行轉換器的例子。例子中的參考代碼，是針對使用FTDI Vinculum-II （VNC2） USB主控端IC所設計，但是，它也可以用于其它控制器工作。

　　通過(guò)Android控制

　　Android發(fā)布了一整套API給開(kāi)發(fā)者實(shí)現自己的應用并且提供USB通訊的能力。然而，目前為止只有一小部分Android平板提供全面的USB主控接口連接。由于這一限制， 谷歌開(kāi)發(fā)了一個(gè)API用于A(yíng)ndroid通過(guò)USB設備端口與外部USB通信。這被稱(chēng)為Android開(kāi)放訪(fǎng)問(wèn)開(kāi)發(fā)套件（ADK）。盡管這里提到API, 意味著(zhù)與運行Android的設備通信的方法，設計師仍然需要意識到一系列的關(guān)鍵問(wèn)題：

　　1. 外部設備必須自己供電，并需要作為Android硬件的USB主控端。比如，Android開(kāi)放訪(fǎng)問(wèn)框架的一個(gè)潛在應用就是基于A(yíng)ndroid的便攜設備和一些健身設備之間的互動(dòng)--因此用戶(hù)可以將他們的心率，卡路里消耗等的數據傳輸到便攜設備上用于分析或與以往觀(guān)測的統計數據比較。顯然便攜設備能夠給跑步機之類(lèi)的東西供電。不同於以前的應用場(chǎng)景，當PC連接一個(gè)鼠標之類(lèi)的串行設備時(shí)，此設備也必需提供電源。

　　2. 目前能夠作為主控端的設備不是很多。尤其是，大多數智能手機模塊仍然缺少USB主控連接性能。將來(lái)會(huì )有更多的智能手機使用USB OTG （比如新發(fā)布的三星Galaxy Nexus），這將允許基于A(yíng)ndroid系統控制各種家用消費電子。比如，使用智能電話(huà)當做游戲控制器或控制智能家居產(chǎn)品。

　　應用實(shí)例

　　便攜設備時(shí)常要做的一件事情是通過(guò)Android開(kāi)放附件框架來(lái)控制各種形式的電子馬達。并用簡(jiǎn)單的方式管理方向和速度等資料。這里將通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單有趣的例子進(jìn)一步理解這些原理，這個(gè)范例使用平板電腦操控玩具賽車(chē)展示Android的功能。

　　創(chuàng )建一個(gè)基于A(yíng)ndroid的控制系統所需要的部件如下（相應的原理框圖如圖1所示）。在這個(gè)例子中，提供了玩具賽車(chē)范例的具體細節（圖2進(jìn)一步指示）。

　　1. 一個(gè)能提供遙控功能應用的Android平板（這同樣能應用到控制任何其它硬件元件如馬達，泵等）。在這個(gè)例子中，采用ACER A500 Android平板電腦（運行Android3.2）。

　　2. 一個(gè)通過(guò)USB連線(xiàn)與平板連接的微處理器，用作USB設備。為簡(jiǎn)化固件在設備端使用USB轉串行驅動(dòng)器。這個(gè)例子中指定使用FTDI Vinco開(kāi)發(fā)板，具有雙通道USB 主/從設備控制器功能。

　　3. 通過(guò)GPIO,PWM, I2C和SPI接口控制的用戶(hù)硬件組件。本例中，是通過(guò)GPIO接口執行無(wú)線(xiàn)遙控。

圖1: 使用Android平板基本做基本硬件的控制配置