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轴尤尤
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1 HT66FB5x0 实现 D Joystick 的程序范例 (C 语言 ) 文件编码 :AN0S 简介 HT66FB5x0 系列 MCU 为 A/D Flash USB 8-Bit MCU, 本文将介绍如何使用 HT66FB550 编写 USB D Joystick C 语言程序范例, 供读者参考工作原理 Joystick 简介 Joystick, 通常翻译成摇杆或操纵杆, 是一种游戏控制器, 与游戏机台及软件配合使玩家得到更好的体验文中举例的这种包含一个 X Y 参数设置的方向轴 ( 苦力帽 ) 外加 4 个操作按键的 D Joystick, 采用 USB 通信方式, 是一种简易型的摇杆苦力帽一般是采用组电位器, 操作时电阻值发生变化, 通过 MCU 的 A/D 转换成位置的变化 MCU 本身由描述符的设置, 配置成 Joystick 的 USB 设备, 连上 PC 时, 令 PC 自动安装系统自带的 Joystick 类 HID 驱动, 之后 PC 就可辨识 MCU 通过 USB 上传的位置及按键信息 HT66FB550 内建了 A/D USB SIE 等丰富的资源, 适用于 USB Joystick 等设备的开发, 下文将说明如何以 HT66FB550 来开发一款带有个苦力帽及 4 个按键的 D Joystick HT66FB550 主要特性如下所示 : ROM 程序存储器 :8K 6 RAM 数据存储器 :768 8 兼容 USB.0 Full Speed 支持 6 个端点除端点 0 外, 所有端点都支持中断和批量传输除端点 0 外, 所有端点都能配置成 bytes 的 FIFO 大小端点 0 支持控制传输,8bytes FIFO 支持.V LDO 和 UDP 脚内建.5K 上拉电阻使其上拉至.V 内建 HIRC MHz 振荡器精度为 0.5%, 可用于 USB 模式内建个 0-bit CTM 个 0-bit STM 个 6-bit STM 内建两个 SPI 串行接口和一个 I C 串行接口支持在系统编程 ISP 内建 6 通道 -bit ADC

内建双比较器 HT66FB550 A/D 模块简介 A/D 转换相关寄存器 ADRL ADRH: 依 ADRFS 值的不同来存取采样结果 ; ADCR0: 用来控制 A/D 模块的开关启动转换以及 A/D 通道的选取 ; ADCR: 用来选择 A/D 参考电压及 ADC 时钟 ; ACER0: 用来控制 I/O 口 PB0~PB6 及 PA7 是否作为 A/D 转换信号的输入脚 ; ACER:

2 内建双比较器 HT66FB550 A/D 模块简介 A/D 转换相关寄存器 ADRL ADRH: 依 ADRFS 值的不同来存取采样结果 ; ADCR0: 用来控制 A/D 模块的开关启动转换以及 A/D 通道的选取 ; ADCR: 用来选择 A/D 参考电压及 ADC 时钟 ; ACER0: 用来控制 I/O 口 PB0~PB6 及 PA7 是否作为 A/D 转换信号的输入脚 ; ACER: 用来控制 I/O 口 PC0~PC7 是否作为 A/D 转换信号的输入脚 ; A/D 转换步骤 ) 设置 A/DCR 中的 ADCK~ADCK 来选择所需的 A/D 转换时钟 ) 将 ADCR0 中的 ADOFF 位清零来使能 A/D 模块 ) 设置 ADCR ADCR0 中的 ACS4~ACS0 来选择哪一个通道连接到内部的 A/D 转换器 4) 设置 ACER~ACER0 中的 ACE5~ACE0 来选择哪一个 I/O 口为 A/D 输入引脚如果要使用中断, 必须设置 A/D 中断控制位 ADE 及总中断控制位 EMI 为 5) 设置 ADCR0 中的 START 位从低到高, 然后再低来启动 A/D 转换 6) 检查 ADCR0 中的 EOCB 位, 当 EOCB 变为 0 时, 表示转换完成, 用户从 ADRH ADRL 读取转换结果若使用中断方式,A/D 转换完成时, 若前面步骤已使能 ADE 及 EMI 且堆栈未满, 则发生 A/D 中断 HT66FB550 USB 模块简介 HT66FB550 和 USB 功能相关的寄存器有 SYSC USB_STAT UINT USC USR UCC AWR STLO STLI SIES MISC UFOEN UFIEN UFC0 UFC FIFOn(n=0~5) SYSC: 用于使能 USB SIE 等 USB_STAT: 用于 USB BUS 噪声检测指示及选择 UDN UDP 是否接上拉电阻等 UINT: 用于使能端点中断 USC: 用于选择 USB 或是 PS 通信模式及 USB 状态指示等 USR: 用于被主机访问的端点的指示 UCC: 用于选择 UDP 上拉电阻 MCU 时钟源 USB 时钟开关以及访问的端点 AWR: 用于设置设备地址及使能远程唤醒功能 STLO STLI: 用于端点是否进入 stall 状态的指示 SIES: 用于 USB 通信状态的提示等

3 MISC: 用于 FIFO 的读写操作等 UFIEN UFOEN: 用来使能和除能端点的输入输出功能 UFC0 UFC: 用来设置端点 FIFO 大小 FIFOn: 用来储存端点待发送或读取到的数据详细的寄存器资料请读者参考 datasheet 应用电路图 VDD R9 00K R0 C 0.uF 00 VCC C 0.uF ICP/OCDS J6 PA0 UDN OCDSCK VDD OCDSCK PA0 UDN UDP 4 VO 5 VDD 6 VDD 7 GND OCDSCK PD ICP/OCDS P C 47P VUSB D- D+ NC GND SHELD C0 R6 R7 USB Bead FB PA0/TCK/DBIO PA/SDOA/C0X NC PA/SDIA/C0+ UDN/GPIO0 PA/SCKA/C0- UDP/GPIO PA4/SCSA/TP0_0/CX VO PA5/TP_0/C+ UBUS/PE/AVDD/VDD PA6/TCK0/C- HVDD PA7/INT0/AN7 VSS PE0/VDDIO/VREF PE/XT PC7/AN5 PE4/XT PC6/AN4 /RES/DBCLK PC5/AN PE PC4/AN PC/AN PE5 PD0/TP_/OSC PC/AN0 PD/TP_/OSC PC/AN9 PD/TCK PC0/AN8 PD PB7 PD4/TCK PB6/INT/AN6 PD5/TP_ PB5/PCK/AN5 PD6/TP_0 PB4/TP0_/AN4 PD7/TP_0 PB/SCS/AN NC PB/SCK/AN NC PB/SDI/SCL/AN NC PB0/SDO/SDA/AN0 U HT66FB PA 6 4 PA PB4 8 PB 7 PB 6 PB 5 PB0 VUSB J5 UDN UDP DPI USB POWER J0 VUS B VDDI N VEXT J4 C6 C8 P 0.uF 0uF/5V KEY0 PD4 PB0 KEY KEY PB KEY PB 0 9 KEY PB D Joystick 4 5 0uF/5V Vin Vout GND U HT78 F Fuse C C9 0.uF VDD VO R 470 R 470 D9 D0 Yellow Yellow VD D D Joystick J Header X P B4 STICK_U/D PA 7 STICK_L/R P A6 STICK_SW

4 程序说明 USB 接口电路中 USB 信号线上的电阻电容主要是为了信号线的阻抗匹配, 以减少干扰, 提高通信的可靠性, 减少 USB 数据传输过程中出现 Data Error 的概率 USB 主机提供的电源通过 Bead 以提供一个干净的电源供系统使用摇杆实质上是两个电位器再加一个按键,D Joystick 电路主要是将摇杆的位置信息经 A/D 转换成电信号 PB4 和 PA7 对应 A/D 转换通道 AN4 和 AN7, 分别采集 Y 轴及 X 轴的位置信息,PA6 用来采集按键信息另外的四个按键 KEY0~KEY, 检测时 PD4 先输出低电平, PB0~PB 设置为输入且开启内部上拉电阻, 若 PB0~PB 读到低电平表示四个按键中有键按下, 便发送相应按键值到 PC 端 USB D Joystick 描述符介绍 D Joystick 属于 USB HID 类设备, 现将范例程序中的 USB D Joystick 描述符详细说明如下 : 设备描述符 Field Position Size/Byte Name Example blength 0 描述符长度 0x bdescriptortype 描述符类型 0x0 bcdusb 协议版本 0x00 bdeviceclass 4 设备类别 0x00 bdevicesubclass 5 设备子类别 0x00 bdeviceprotocol 6 设备协议码 0x00 bmaxpackesize0 7 最大封包 0x08 idvender 8 制造商识别码 0x04d9 idproduct 0 产品识别码 0xffff bcddevice 设备版本 0x000 imanufacturer 4 制造商名称索引 0x0 iproduct 5 产品名称索引 0x0 iserialnumber 6 产品序号索引 0x00 bnumconfigurations 7 配置数目 0x0 配置描述符 Field Position Size/Byte Name Example blength 0 描述符长度 0x09 bdescriptortype 描述符类型 0x0 btotallength 配置信息总长 0x00 bnuminterfaces 4 接口个数 0x0 bconfigurationvalue 5 组态编号 0x0 iconfiguration 6 组态名称索引 0x00 bmattributes 7 组态配置属性 0x80 bmaxpower 8 最大消耗电流 0x bmattributes: D7 D6 D5 D4 D D D D0 自供电源远程唤醒本例的供电方式为总线供电且不支持远程唤醒 bmaxpower: 以 ma 为单位, 本例的设备最大消耗电流为 50 =00mA 4

5 接口描述符 Field Position Size/Byte Name Example blength 0 描述符长度 0x09 bdescriptortype 描述符类型 0x04 binterfacenumber 接口编号 0x00 balternatesetting 替换设置 0x00 bnumendpoints 4 端点个数 0x0 binterfaceclass 5 接口类别 0x0 binterfacesubclass 6 接口子类别 0x00 binterfaceprotocol 7 接口协议码 0x00 iinterface 8 接口名称索引 0x00 本例的接口描述符定义接口类别为 HID 类 (0x0), 子类别和接口协议码均设为 0 HID 描述符 Field Position Size/Byte Name Example blength 0 描述符长度 0x09 bdescriptortype 描述符类型 0x bcdhid HID 协议码 0x00 bcountrycode 4 国家代码 0x00 bnumdescriptors 5 随后描述符个数 0x0 bdescriptortype 6 随后描述符类型 0x wentitylength 7 随后描述符长度 0x005 随后的描述符类型为报告描述符, 代码 0x 端点描述符 Field Position Size/Byte Name Example blength 0 描述符长度 0x07 bdescriptortype 描述符类型 0x05 bendpointaddress 端点序号 0x8 bmattributes 端点属性 0x0 wmaxpacketsize 4 最大封包 0x0008 binterval 6 轮询时间 0x08 bendpointaddress: 0x8 表示端点为输入端点 D7 D6 D5 D4 D D D D0 传输方向端点号 bmattributes: 0x0 表示端点的传输方式为中断传输 0x00 0x0 0x0 0x0 控制传输实时传输批量传输中断传输 binterval: 主机轮询帧间隔数 ( 即隔多长时间向设备要数据 ), 本例设置为 8ms 5

6 报告描述符 0x05,0x0, //Usage Page (Generic Desktop Control) 0x09,0x04, //Usage (Joystick) 0xa,0x0, //Collection (Application) 0xa,0x0, //Collection (Logical) 0x75,0x08, //Report Size (8) 0x95,0x04, //Report Count (4) 0x5,0x00, //Logical Minimum (0) 0x6,0xff,0x00, //Logical_Maximum (55) 0x5,0x00, //Physical Minimum (0) 0x46,0xff,0x00, //Physical Maximum (55) 0x09,0x0, //Usage (X) 0x09,0x, //Usage (Y) 0x09,0x0, //Usage (Reserved) 0x09,0x0, //Usage (Reserved) 0x8,0x0, //Input(Data,Var,Abs) 0x75,0x0, //Report Size () 0x95,0x05, //Report Count (5) 0x5,0x0, //Logical Maximum () 0x45,0x0, //Physical Maximum () 0x05,0x09, //Usage Page (Button) 0x9,0x0, //Usage Minimum () 0x9,0x05, //Usage Maximum (5) 0x8,0x0, //Input (Data, Variable, Absolute) 0x06,0x00,0xff, //Usage Page (Reserved) 0x75,0x0, //Report Size () 0x95,0xb, //Report Count (7) 0x5,0x0, //Logical Maximum () 0x45,0x0, //Physical Maximum () 0x09,0x0, //Usage (Reserved) 0x8,0x0, //Input (Data, Variable, Absolute) 0xc0, //End Collection 0xa,0x0, //Collection (Logical) 0x75,0x08, //Report Size (8) 0x95,0x07, //Report Count (7) 0x46,0xff,0x00, //Physical Maximum (55) 0x6,0xff,0x00, //Logical Maximum (55) 0x09,0x0, //Usage (Reserved) 0x9,0x0, //Feature (Data, Variable) 0xc0, //End Collection 0xc0 //End Collection Byte D7 D6 D5 D4 D D D D0 0 X 轴位置 Y 轴位置保留保留 4 保留开关 Key Key Key Key0 5 保留 6 保留 7 保留 6

7 S/W 流程程序主要实现的功能包含将设备枚举成 D Joystick 枚举完成后通过 A/D 采样苦力帽 X 轴和 Y 轴的位置信息及 5 个 key 是否按下并在主机访问端点时, 将数据发送出去程序结构可分成主程序部份 USB 中断服务子程序读写端点 FIFO 子程序端点 0 及端点数据处理子程序苦力帽 XY 轴位置采样以及按键扫描子程序主程序流程图 USB 中断服务子程序流程图 Start Y suspend? N 清端点访问标志位 Y resume? N 开 USB 时钟开 USB 时钟 Y EP0F=? N 端点 0 数据处理子程序 Y EPF=? N 端点数据处理子程序 End 7

8 苦力帽 XY 轴位置采样以及按键扫描子程序流程图苦力帽 XY 轴位置采样以及按键扫描子程序主要完成 4 个按键及摇杆按键扫描并更新状态通过 A/D 转换通道 4 采样 Y 轴数据通过 A/D 转换通道 7 采样 X 轴数据 8

9 端点 0 数据处理子程序流程图端点 0 数据处理子程序主要完成以下功能 :. 分析 setup 令牌包, 判断主机要获取的描述符类型及数据长度. 分析 in 令牌包, 根据发送长度, 发送数据 9

10 端点数据处理子程序流程图端点数据处理子程序将保存 X 轴 Y 轴及按键信息的 buffer 数据通过端点发送给主机读写端点 FIFO 子程序流程图 0

0 Configuration Option: High Freq.OSC: HIRC Low Freq.OSC: LIRC Fsub clock source: LIRC ;other option selected by user.

11 测试结果通过 Windows XP 自带的游戏控制器来测试 D Joystick 的使用效果打开控制面板下的游戏控制器, 连上设备, 便能在控制器窗口中显示双击控制器窗口中的设备, 便可进行测试转动摇杆, 测试轴窗口的 + 号也会随着移动, 按下四个按键及摇杆按键, 五个按钮也会相应的变成鲜红色程序范例程序语言 :C 语言 HOLTEK IDE000 Compiler: Holtek C Compiler V.0 Configuration Option: High Freq.OSC: HIRC Low Freq.OSC: LIRC Fsub clock source: LIRC ;other option selected by user. 程序其它代码及说明 : 见附件总结本文以 HT66FB550 为主控 MCU, 说明了如何使用其内建的 A/D 和 USB 功能, 编写程序实现一款带一个苦力帽和 4 个按键的简单型 USB D Joystick, 希望能给读者带来一些帮助附件 HT66FB550_DJY.rar

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