可以用Arduino来制作USB设备吗?尝试通过Arduino Pro Micro(Leonardo)使用HID功能           这篇文章来源于DevicePlus.com英语网站的翻译稿。
arduino-USB-devices-1.jpg
本文最初发布在deviceplus.jp网站上,而后被翻译成英语。

目录

  • 前言
  • 电子设计步骤

    • 关于Arduino Pro Micro
    • 使之被识别为HID
    • 使用操纵杆创建鼠标设备
  • 结论
  • 相关文章

前言
本文中,我将介绍一种不一样的Arduino使用方式。乍一看,照片中的Arduino看起来像我们之前系列中使用过的Arduino Pro Mini,但其实这是另一种Arduino。它被称为“Arduino Pro Micro”。虽然“Mini”变成了“Micro”,尺寸却并没有发生任何变化,因此,两者有点难以区分。这种Arduino在连接到电脑时会被识别为鼠标或键盘等HID设备。

电子设计步骤
预计完成时间:60分钟
所需元器件

  • Arduino主机(Arduino Pro Micro)
  • 面包板
  • 双轴操纵杆模块#27800
  • 轻触开关
  • 220Ω 电阻
  • LED

1. 关于Arduino Pro Micro
Arduino Pro Micro是一种Arduino,配备有名为“ATmega32U4”的芯片(UNO等配有ATmega328P等)。该芯片最大的特点是当通过USB连接时会伪装成键盘和鼠标等人机接口设备(HID)。配备ATmega32U4的Arduino除了“Pro Micro”之外,还被称为“Arduino Leonardo”,是非常有名的开发板。
在编写程序时,您可以选择名为“Arduino Leonardo.”的开发板。
arduino-USB-devices-2.jpg
乍一看,Arduino Pro Mini与Arduino Pro Micro的外观非常相似。
但是,Pro Micro具有可以连接到智能手机等设备的USB连接器,而Pro Mini只有一个串行连接器。

2. 使之被识别为HID
现在,我们让外观相似的Arduino Pro Micro读取示例程序并尝试让电脑将其识别为HID。
尝试运行Arduino IDE的“File”-“Sketch Example”-“09.USB”-“Keyboard”-“KeyboardMessage”程序。
在这个程序中,我们创建一个在引脚4上设有开关的简单电路,当引脚4被按下时,应通过键盘输入显示按下的次数。
(这次,我将引脚4改换为引脚7)
usbdevice2.png
#include "Keyboard.h"
  • const int buttonPin = 7; // input pin for pushbutton
  • int previousButtonState = HIGH; // for checking the state of a pushButton
  • int counter = 0; // button push counter
  • void setup() {
  • // make the pushButton pin an input:
  • pinMode(buttonPin, INPUT);
  • // initialize control over the keyboard:
  • Keyboard.begin();
  • }
  • void loop() {
  • // read the pushbutton:
  • int buttonState = digitalRead(buttonPin);
  • // if the button state has changed,
  • if ((buttonState != previousButtonState)
  • // and it's currently pressed:
  • && (buttonState == HIGH)) {
  • // increment the button counter
  • counter++;
  • // type out a message
  • Keyboard.print("You pressed the button ");
  • Keyboard.print(counter);
  • Keyboard.println(" times.");
  • }
  • // save the current button state for comparison next time:
  • previousButtonState = buttonState;
  • }
  • 复制代码
    arduino-USB-devices-3.jpg

    编写程序并打开记事本后,无需触碰键盘,每按一次按钮,就会按照上面的描述进行计数。
    如果可以如此轻松地制作USB设备,那么就可以实现更多梦想!

    3. 使用操纵杆创建鼠标设备
    我们已经知道Arduino Pro Micro可以用作HID,下面我想通过将它与其他一些元器件组合来创建鼠标设备。这一次,我将使用曾经在无线电控制设备制作中使用过的操纵杆,并尝试创建一个可以用操纵杆和轻触开关来代替鼠标的设备。
    首先,准备一个可用于设置操纵杆方向的程序。
    arduino-USB-devices-4.jpg
    arduino-USB-devices-5.jpg
    将电路添加到之前的轻触开关电路中。将操纵杆和后面要使用的LED连接到引脚2。
    Code Example
    const int _UDPIN = A0; // UD Input
  • const int _LRPIN = A1; // LR Input
  • const int _SWPIN = 7; // Digital Pin
  • int _UD = 0; // Value for Up/Down
  • int _LR = 0; // Value for Left/Right
  • void setup() {
  • Serial.begin(9600);
  • pinMode(_SWPIN,INPUT) ;
  • }
  • void loop() {
  • _UD = analogRead(_UDPIN);
  • _LR = analogRead(_LRPIN);
  • Serial.print("UP-DOWN:");
  • Serial.print(_UD, DEC);
  • Serial.print(" - Left-Rright:");
  • Serial.println(_LR, DEC);
  • if (digitalRead(_SWPIN) == HIGH) {
  • Serial.println("switch on");
  • }
  • delay(100);
  • }
  • 复制代码
    arduino-USB-devices-6.jpg

    经过确认,可以知道它读取了程序,转动操纵杆时数字会发生变化。
    接下来,让我们将操纵杆数字值转换为鼠标坐标。实际上,这个程序也是已经备好的示例程序,所以让我们来用用看。请选择“File”-“Sketch Example”-“09.USB”-“Mouse”-“JoystickMouseControl”。
    执行此程序时,会将上下(模拟引脚A2)和左右(模拟引脚A1)的值反映在鼠标坐标上。此外,由于引脚2通过接入5V电源来实现开关功能的,因此可以通过将引脚2与VCC相连或将开关夹在中间的方式来打开/关闭设备。
    Code Example
    #include "Mouse.h"
  • // set pin numbers for switch, joystick axes, and LED:
  • const int switchPin = 5; // switch to turn on and off mouse control
  • const int mouseButton = 7; // input pin for the mouse pushButton
  • const int xAxis = A1; // joystick X axis
  • const int yAxis = A2; // joystick Y axis
  • const int ledPin = 2; // Mouse control LED
  • // parameters for reading the joystick:
  • int range = 12; // output range of X or Y movement
  • int responseDelay = 5; // response delay of the mouse, in ms
  • int threshold = range / 4; // resting threshold
  • int center = range / 2; // resting position value
  • boolean mouseIsActive = false; // whether or not to control the mouse
  • int lastSwitchState = LOW; // previous switch state
  • void setup() {
  • pinMode(switchPin, INPUT); // the switch pin
  • pinMode(ledPin, OUTPUT); // the LED pin
  • // take control of the mouse:
  • Mouse.begin();
  • }
  • void loop() {
  • // read the switch:
  • int switchState = digitalRead(switchPin);
  • // if it's changed and it's high, toggle the mouse state:
  • if (switchState != lastSwitchState) {
  • if (switchState == HIGH) {
  • mouseIsActive = !mouseIsActive;
  • // turn on LED to indicate mouse state:
  • digitalWrite(ledPin, mouseIsActive);
  • }
  • }
  • // save switch state for next comparison:
  • lastSwitchState = switchState;
  • // read and scale the two axes:
  • int xReading = readAxis(A0);
  • int yReading = readAxis(A1);
  • // if the mouse control state is active, move the mouse:
  • if (mouseIsActive) {
  • Mouse.move(xReading, yReading, 0);
  • }
  • // read the mouse button and click or not click:
  • // if the mouse button is pressed:
  • if (digitalRead(mouseButton) == HIGH) {
  • // if the mouse is not pressed, press it:
  • if (!Mouse.isPressed(MOUSE_LEFT)) {
  • Mouse.press(MOUSE_LEFT);
  • }
  • }
  • // else the mouse button is not pressed:
  • else {
  • // if the mouse is pressed, release it:
  • if (Mouse.isPressed(MOUSE_LEFT)) {
  • Mouse.release(MOUSE_LEFT);
  • }
  • }
  • delay(responseDelay);
  • }
  • /*
  • reads an axis (0 or 1 for x or y) and scales the
  • analog input range to a range from 0 to
  • */
  • int readAxis(int thisAxis) {
  • // read the analog input:
  • int reading = analogRead(thisAxis);
  • // map the reading from the analog input range to the output range:
  • reading = map(reading, 0, 1023, 0, range);
  • // if the output reading is outside from the
  • // rest position threshold, use it:
  • int distance = reading - center;
  • if (abs(distance) < threshold) {
  • distance = 0;
  • }
  • // return the distance for this axis:
  • return distance;
  • }
  • 复制代码

    完成编程后,我们来尝试让它动起来。
    哦,它真的动起来了!

    结论
    这次,我们学习了使用Arduino Pro Micro创建基于Arduino的USB设备时的基本流程。


    来源:techclass.rohm