基于HID規(guī)范的智能遙控器中的設計2

2.2 軟件系統(tǒng)設計

　　本系統(tǒng)所設計和實現(xiàn)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(shù)據(jù)包。它不像鍵盤和鼠標是標準的HID 設備，需要根據(jù)HID 規(guī)范自定義它的數(shù)據(jù)包格式。根據(jù)數(shù)據(jù)包的格式，寫出其報告描述符，以保證在枚舉過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(shù)據(jù)，根據(jù)設備的報告描述符，識別出體感游戲手柄數(shù)據(jù)，并把這些數(shù)據(jù)整理成符合其輸入數(shù)據(jù)包格式的數(shù)據(jù)，然后Dongle 端再以USB 協(xié)議的通信方式，將整理好的數(shù)據(jù)傳輸給電視機。同時Dongle 端接收電視機反饋回來的數(shù)據(jù)信息， 并整理成符合其輸出數(shù)據(jù)包格式的數(shù)據(jù)，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 個方面的工作：1）查找所有HID 設備；2）確定哪一個是用戶需要的HID 設備，并連接該設備；3）獲得HID 設備的信息；4）根據(jù)用戶需要，讀取HID 輸入報告或者寫入HID 輸出報告。

　　智能遙控器中可能定義了多個HID 設備，需要使用兩個接口，接口0 用于實現(xiàn)其他HID 設備的功能，接口1 用于實現(xiàn)體感游戲手柄的功能。因此需要兩個非零端點，因為同一配置下的不同接口，必須使用不同的端點。而數(shù)據(jù)是通過非零端點進行傳輸?shù)?，體感游戲手柄的接口選用端點2 返回或發(fā)送報告數(shù)據(jù)。Dongle 端通過端點2 輸入向電視機返回體感游戲手柄的數(shù)據(jù)，電視機通過端點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現(xiàn)電視機識別設備的過程，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。設備的枚舉過程都是通過端點0 實現(xiàn)的。電視機通過端點0 輸出中斷發(fā)出各種請求，數(shù)據(jù)存放在端點0 的輸出緩沖區(qū)中。Dongle 端讀取并分析端點0 輸出緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)，然后通過端點0 輸入中斷做出相應的響應，數(shù)據(jù)存放到端點0輸入緩沖區(qū)中， 在電視機下一次發(fā)送IN 令牌包后，MCU 會自動將端點0 輸入緩沖區(qū)數(shù)據(jù)返回給電視機。當Dongle 端有多個報告描述符時，程序怎么知道電視機請求的是哪個呢？ 電視機要獲取報告描述符時，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，Dongle 端會返回體感游戲手柄的報告描述符數(shù)據(jù)給電視機， 從而成功完成枚舉過程。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(tǒng)中，通過在芯片的集成開發(fā)環(huán)境中添加USB 模塊，根據(jù)實現(xiàn)設備的功能特點，做出相應設置并編譯，實現(xiàn)設備枚舉過程的功能及所需的代碼， 然后再根據(jù)設備的實際需求做相應的修改， 在Dongle 端程序的主函數(shù)中初始化USB 模塊，就可以實現(xiàn)電視機識別Dongle，進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。進入主函數(shù)，MCU 首先完成一系列初始化，包括中斷配置和USB模塊初始化（開始枚舉過程）。然后程序就處于一個無限循環(huán)中，實現(xiàn)電視機和設備之間的實時通信。

圖4 Dongle 端程序主流程

　　電視機和設備之間不是隨時都能夠進行通信的，只有設置了非零配置之后才能進行數(shù)據(jù)傳輸。在無限循環(huán)中，首先判斷電視機和Dongle 端的通信是否準備好，即設備的枚舉過程是否成功完成。這需要獲取配置值，進行判斷，若配置值非零，說明電視機和Dongle 端的通信已建立。Dongle 端不斷的獲取從遙控器端發(fā)來的數(shù)據(jù)，根據(jù)設備的設備描述符、配置描述符集合（包括斷點描述符、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USB 總線傳遞給電視機。

　　若按下體感開關鍵，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。按下體感開關鍵，電視機先通過端點2 輸出中斷發(fā)出反饋信息， 使遙控器端的體感開關指示燈亮，體感游戲手柄功能打開，然后遙控器可以發(fā)送體感游戲手柄數(shù)據(jù)給電視機。Dongle 端發(fā)送體感游戲手柄數(shù)據(jù)到端點2 之前，需要檢查端點2 是否處于空閑狀態(tài)，即里面是否還有數(shù)據(jù)未發(fā)送出去， 可以通過端點2 輸入中斷和總線復位中斷使端點2處于空閑狀態(tài)。如果端點2 輸入處于空閑狀態(tài)，就可以通過端點2 輸入返回體感游戲手柄數(shù)據(jù)給電視機了。電視機會根據(jù)游戲的進度發(fā)出反饋信息， 調(diào)用遙控器的傳感器模塊、震動模塊和Audio 模塊，實現(xiàn)遙控器和電視機之間的互動。

　　3 結(jié)束語