基于LPC5516的SDVX手台技术分享

az158

本感觉一个键鼠复合设备没啥好讲的，但是应不住日天兄再三之邀，写下此文。

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首先简单科普一下USB的速度，对于USB2.0来说，一共有3种速度
低速(USB1.0)：1.5Mbit/s
全速(USB1.1)：12Mbit/s
高速(USB2.0)：480Mbit/s
对于大部分支持USB2.0的单片机来说，一般都是支持的全速模式，高速模式是比较少见的，而这次使用的LPC5516是全速模式与高速模式都支持的。

我们先看一下手台的USB类型。

可以看到，识别出来的是高速USB，但是事实上对于键盘鼠标这种低速设备来说，完全是大才小用了，这里我就是属于弄着玩玩，看起来比较酷炫。

手台本身由两部分组成，键盘与鼠标，可以看到配置描述符里面有两个接口

分别就是鼠标跟键盘了



USB鼠标部分：
鼠标发送给PC的数据每次4字节
BYTE1 --
       |--bit7~3:  无意义
       |--bit2:     中键，1按下 0抬起
       |--bit1:     右键
       |--bit0:     左键
BYTE2 -- X坐标变化量，负数表示向左移，正数表右移。用补码表示变化量
BYTE3 -- Y坐标变化量，负数表示向下移，正数表上移。用补码表示变化量
BYTE4 -- 滚轮变化，0x01表示滚轮向前滚动一格；0xFF表示滚轮向后滚动一格；0x80是个中间值，不滚动。

USB是一个主机向从机查询的协议，对于鼠标来说，查询的速度越快，连续性越好，这里我程序设置的主机轮询速度为2ms，也就是鼠标部分1S通信500次。


这个参数在鼠标上叫回报率，也叫刷新率，简单理解就是1S能上传多少次数据到电脑，一般鼠标是125Hz。我的鼠标测试（罗技 M90）

手台数据测试

500Hz的回报率对手台来说完全足够。

USB键盘部分：
键盘发送给PC的数据每次8个字节
定义分别是：
BYTE1 --
       |--bit0:   左Ctrl，1为按下 0为抬起
       |--bit1:   左Shift
       |--bit2:   左Alt
       |--bit3:   左GUI
       |--bit4:   右Ctrl
       |--bit5:   右Shift
       |--bit6:   右Alt
       |--bit7:   右GUI
BYTE2 -- 保留
BYTE3--BYTE8 -- 普通按键

所以说一般的USB键盘只考虑软件的话只能做到6键无冲，如果需要更多，那只能加点接口，也就是那些支持多键无冲的键盘（需要硬件支持）。
对于手台来说，上面只有7个按键，这7个按键是直接接到IO上的。硬件完全支持无冲。而且其中一个按键还是确定键，平时使用中软件只要保证6键无冲即可。
同时按下6键，可正常识别。


键盘另一个比较重要的就是反应速度了，也就是按下按键到电脑反应的时间（其实我觉得完全不重要，因为键盘又不像鼠标一样是个连续的过程，人的反应速度才多少）。
软件上配置的主机轮询速度就是4ms，也就是理论上，按下按键到电脑有反应，最长要4ms。

这个只能说，主观感受是完全没问题的。

对于LPC5516来说这种应用只能说是毛毛雨了，150MHz的主频，完全轻轻松松。

按键与编码器：
按键、编码器通通外部上拉加电容消抖，软件部分没添加消抖，使用中未出现按键抖动的问题。
编码器代码采用外部中断的方式写的，稳定性还可以，就是买的编码器分辨率太低了，效果不太理想。

WS2812：
代码上使用了SPI去模拟，没有做按键与灯的绑定代码，目前只支持全彩渐变呼吸灯的效果。目前板子硬件上有11个灯，驱动毫无压力。
代码是用了mgn的程序改巴改巴搞出来的，原地址： [LPC55]LPC驱动WS2812 LED灯带的几种姿势

程序开发上，NXP官方提供了很详细的例程，很方便就能上手，手台的软件部分的开发时间加起来不超过2小时。MCUXpresso Config Tools确实好用，配IO配时钟不要太简单，

最后总结一下：对于键鼠设备来说，全速USB就完全足够，因为键鼠是走中断传输模式的，速度的提升到了1ms之后的意义就不大了，太快反而给主机带来了负担。比如现在我在使用的键盘就是全速USB的，能查到的鼠标信息，好的游戏鼠标的回报率就是500Hz或者1000Hz了，换算到USB速度上，差不多也就是全速USB的水平吧（手上没有这么高级的玩意，猜的速度，欢迎有大佬在帖子留下自己鼠标的测试记录）。

对于我这个手台来说LPC5516可以说性能严重过剩。还是得想个办法逼出极限性能来啊。

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流水源

学习学习。

lospring

学习一下，谢谢大佬分享

sumoon_yao

反正5516性能过剩严重, 要不加个摄像头, 可以设别脑袋或者眼球左右晃/转动?

NXP管管

sumoon_yao 发表于 2022-3-29 15:03
反正5516性能过剩严重, 要不加个摄像头, 可以设别脑袋或者眼球左右晃/转动? ...

这是个好主意啊

eefocus_3766738

来学习了

jobszheng5

学习了，认真地读了下来。
有一个问题：x坐标的变化量与byte的bit4组成9位的偏移量。这里byte指得哪个字节啊？

stm1024

感谢大佬分享，认真学习

wudianjun2001

感谢大佬分享

Angel_YY

这个厉害了，向大佬学习