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
  1. #include "Keyboard.h"
  3. const int buttonPin = 7; // input pin for pushbutton
  4. int previousButtonState = HIGH; // for checking the state of a pushButton
  5. int counter = 0; // button push counter
  7. void setup() {
  8. // make the pushButton pin an input:
  9. pinMode(buttonPin, INPUT);
  10. // initialize control over the keyboard:
  11. Keyboard.begin();
  12. }
  14. void loop() {
  15. // read the pushbutton:
  16. int buttonState = digitalRead(buttonPin);
  17. // if the button state has changed,
  18. if ((buttonState != previousButtonState)
  19. // and it's currently pressed:
  20. && (buttonState == HIGH)) {
  21. // increment the button counter
  22. counter++;
  23. // type out a message
  24. Keyboard.print("You pressed the button ");
  25. Keyboard.print(counter);
  26. Keyboard.println(" times.");
  27. }
  28. // save the current button state for comparison next time:
  29. previousButtonState = buttonState;
  30. }
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
  1. const int _UDPIN = A0; // UD Input
  2. const int _LRPIN = A1; // LR Input
  3. const int _SWPIN = 7; // Digital Pin
  4. int _UD = 0; // Value for Up/Down
  5. int _LR = 0; // Value for Left/Right
  7. void setup() {
  8. Serial.begin(9600);
  9. pinMode(_SWPIN,INPUT) ;
  10. }
  12. void loop() {
  13. _UD = analogRead(_UDPIN);
  14. _LR = analogRead(_LRPIN);
  15. Serial.print("UP-DOWN:");
  16. Serial.print(_UD, DEC);
  17. Serial.print(" - Left-Rright:");
  18. Serial.println(_LR, DEC);
  19. if (digitalRead(_SWPIN) == HIGH) {
  20. Serial.println("switch on");
  21. }
  22. delay(100);
  23. }
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
  1. #include "Mouse.h"
  3. // set pin numbers for switch, joystick axes, and LED:
  4. const int switchPin = 5; // switch to turn on and off mouse control
  5. const int mouseButton = 7; // input pin for the mouse pushButton
  6. const int xAxis = A1; // joystick X axis
  7. const int yAxis = A2; // joystick Y axis
  8. const int ledPin = 2; // Mouse control LED
  10. // parameters for reading the joystick:
  11. int range = 12; // output range of X or Y movement
  12. int responseDelay = 5; // response delay of the mouse, in ms
  13. int threshold = range / 4; // resting threshold
  14. int center = range / 2; // resting position value
  16. boolean mouseIsActive = false; // whether or not to control the mouse
  17. int lastSwitchState = LOW; // previous switch state
  19. void setup() {
  20. pinMode(switchPin, INPUT); // the switch pin
  21. pinMode(ledPin, OUTPUT); // the LED pin
  22. // take control of the mouse:
  23. Mouse.begin();
  24. }
  26. void loop() {
  27. // read the switch:
  28. int switchState = digitalRead(switchPin);
  29. // if it's changed and it's high, toggle the mouse state:
  30. if (switchState != lastSwitchState) {
  31. if (switchState == HIGH) {
  32. mouseIsActive = !mouseIsActive;
  33. // turn on LED to indicate mouse state:
  34. digitalWrite(ledPin, mouseIsActive);
  35. }
  36. }
  37. // save switch state for next comparison:
  38. lastSwitchState = switchState;
  40. // read and scale the two axes:
  41. int xReading = readAxis(A0);
  42. int yReading = readAxis(A1);
  44. // if the mouse control state is active, move the mouse:
  45. if (mouseIsActive) {
  46. Mouse.move(xReading, yReading, 0);
  47. }
  49. // read the mouse button and click or not click:
  50. // if the mouse button is pressed:
  51. if (digitalRead(mouseButton) == HIGH) {
  52. // if the mouse is not pressed, press it:
  53. if (!Mouse.isPressed(MOUSE_LEFT)) {
  54. Mouse.press(MOUSE_LEFT);
  55. }
  56. }
  57. // else the mouse button is not pressed:
  58. else {
  59. // if the mouse is pressed, release it:
  60. if (Mouse.isPressed(MOUSE_LEFT)) {
  61. Mouse.release(MOUSE_LEFT);
  62. }
  63. }
  65. delay(responseDelay);
  66. }
  68. /*
  69. reads an axis (0 or 1 for x or y) and scales the
  70. analog input range to a range from 0 to
  71. */
  73. int readAxis(int thisAxis) {
  74. // read the analog input:
  75. int reading = analogRead(thisAxis);
  77. // map the reading from the analog input range to the output range:
  78. reading = map(reading, 0, 1023, 0, range);
  80. // if the output reading is outside from the
  81. // rest position threshold, use it:
  82. int distance = reading - center;
  84. if (abs(distance) < threshold) {
  85. distance = 0;
  86. }
  88. // return the distance for this axis:
  89. return distance;
  90. }

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