低引腳數(shù)USB開發(fā)套件：開啟USB設(shè)計(jì)新旅程

一、引言

在當(dāng)今數(shù)字化時(shí)代，USB技術(shù)已經(jīng)成為電子設(shè)備中不可或缺的一部分。對于電子工程師而言，如何高效地開發(fā)基于USB的應(yīng)用是一個(gè)重要的課題。Microchip的低引腳數(shù)USB開發(fā)套件為我們提供了一個(gè)便捷、低成本的解決方案，讓我們能夠輕松評估PIC18F14K50和PIC18F13K50這兩款20引腳USB微控制器的功能。今天，我們就來詳細(xì)了解一下這個(gè)開發(fā)套件。

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二、套件概述

2.1 套件內(nèi)容

低引腳數(shù)USB開發(fā)套件包含了豐富的硬件和軟件資源，具體如下：

• 一塊完全組裝好的低引腳數(shù)USB開發(fā)板，為開發(fā)提供了堅(jiān)實(shí)的硬件基礎(chǔ)。
• 一塊未組裝的備用開發(fā)板，方便我們進(jìn)行更多的實(shí)驗(yàn)和測試。
• 一個(gè)裝有PIC18F14K50 ICD的擴(kuò)展頭，可用于調(diào)試和編程。
• 一張CD，里面包含了用戶指南、課程材料和產(chǎn)品文檔，為我們的學(xué)習(xí)和開發(fā)提供了詳細(xì)的指導(dǎo)。
• 一個(gè)PICkit? 2調(diào)試器/編程器及配套電纜，方便我們對微控制器進(jìn)行編程和調(diào)試。

2.2 開發(fā)板構(gòu)造與布局

開發(fā)板的布局設(shè)計(jì)合理，各個(gè)組件的位置清晰明確。它配備了USB mini - B連接器，方便與PC連接；還有J9調(diào)節(jié)5V連接頭、J14用于連接電源；PICkit? 2調(diào)試器/編程器連接頭則方便我們進(jìn)行調(diào)試操作。此外，開發(fā)板上還有LED指示燈、RS - 232連接器、電位器、按鈕等組件，為我們的開發(fā)提供了豐富的接口和功能。

2.3 調(diào)試頭

套件中的PIC18F14K50 ICD調(diào)試頭為調(diào)試工作提供了便利。我們只需將開發(fā)板上MCU插座中的PIC18F14K50移除，使用引腳頭將調(diào)試頭連接到MCU插座，并將PICkit? 2編程器/調(diào)試器連接到相應(yīng)的連接頭，就可以開始調(diào)試工作了。

2.4 自學(xué)課程

套件還包含了“Getting Started with Microchip’s Low Pin Count USB Solutions”自學(xué)課程。這個(gè)課程為我們提供了USB 2.0協(xié)議的入門概述，介紹了Microchip的USB設(shè)備固件框架，還引導(dǎo)我們進(jìn)行一系列的實(shí)踐實(shí)驗(yàn)室操作，幫助我們更好地理解和掌握USB開發(fā)的相關(guān)知識。

三、項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)室

3.1 項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)室概述

開發(fā)套件提供了四個(gè)項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)室，分別是枚舉、HID鼠標(biāo)、HID鍵盤和CDC - 串行模擬器。這些實(shí)驗(yàn)室旨在幫助我們逐步掌握USB開發(fā)的技能，從基礎(chǔ)的枚舉操作到復(fù)雜的通信協(xié)議轉(zhuǎn)換，每個(gè)實(shí)驗(yàn)室都有其獨(dú)特的學(xué)習(xí)目標(biāo)和實(shí)踐內(nèi)容。

3.2 項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)室1 - 枚舉

3.2.1 目的

這個(gè)實(shí)驗(yàn)室的目的是讓我們學(xué)會使用Microchip的全速USB固件框架在MPLAB IDE中創(chuàng)建項(xiàng)目，并通過修改usb_descriptor.c文件，使PIC18F14K50作為HID鼠標(biāo)設(shè)備進(jìn)行枚舉。

3.2.2 步驟

1. 構(gòu)建框架：在MPLAB IDE中創(chuàng)建新項(xiàng)目，選擇PIC18F14K50設(shè)備和MPLAB C18 C編譯器，添加必要的文件，包括用戶文件和框架文件。
2. 配置IDE：設(shè)置輸出目錄、包含搜索路徑和庫搜索路徑等。
3. 定義項(xiàng)目描述符：修改usb_descriptor.c文件，添加設(shè)備描述符、配置描述符、字符串描述符和報(bào)告描述符等。
4. 編譯項(xiàng)目：確保項(xiàng)目編譯無錯(cuò)誤。
5. 測試應(yīng)用：配置開發(fā)板，使用PICkit 2編程器將項(xiàng)目下載到PIC18F14K50，連接USB電纜，檢查設(shè)備是否能正常枚舉。

3.3 項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)室2 - HID鼠標(biāo)

3.3.1 目的

實(shí)現(xiàn)低引腳數(shù)USB演示板作為HID鼠標(biāo)應(yīng)用，使鼠標(biāo)指針在主機(jī)PC屏幕上做圓周運(yùn)動(dòng)。

3.3.2 步驟

1. 創(chuàng)建新項(xiàng)目：使用Lab 2的源文件創(chuàng)建新項(xiàng)目，并構(gòu)建框架。
2. 配置項(xiàng)目：確保項(xiàng)目構(gòu)建選項(xiàng)與Lab 1相同。
3. 修改代碼：打開mouse.c文件，取消相關(guān)變量和函數(shù)的注釋，添加模擬鼠標(biāo)移動(dòng)的代碼。
4. 編譯項(xiàng)目：確保編譯無錯(cuò)誤。
5. 測試應(yīng)用：移除之前創(chuàng)建的設(shè)備，將新項(xiàng)目下載到PIC18F14K50，連接開發(fā)板，檢查鼠標(biāo)指針是否能按預(yù)期移動(dòng)。

3.4 項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)室3 - HID鍵盤

3.4.1 目的

將PIC18F14K50實(shí)現(xiàn)為HID鍵盤設(shè)備，通過旋轉(zhuǎn)電位器改變輸出字符。

3.4.2 步驟

1. 創(chuàng)建新項(xiàng)目：使用Lab 3的源文件創(chuàng)建新項(xiàng)目。
2. 配置項(xiàng)目：確保項(xiàng)目構(gòu)建選項(xiàng)與Lab 1相同。
3. 修改描述符：打開usb_descriptor.c文件，修改接口描述符和HID類特定描述符，添加報(bào)告描述符。
4. 配置鍵盤代碼：打開keyboard.c文件，取消端口和ADC初始化代碼的注釋，添加狀態(tài)機(jī)代碼。
5. 編譯項(xiàng)目：確保編譯無錯(cuò)誤。
6. 測試應(yīng)用：將項(xiàng)目下載到PIC18F14K50，打開文本編輯器，連接開發(fā)板，檢查字符是否能正常輸出，旋轉(zhuǎn)電位器是否能改變字符。

3.5 項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)室4 - CDC - 串行模擬器

3.5.1 目的

將PIC18F14K50用作串行模擬器，將RS - 232數(shù)據(jù)傳輸轉(zhuǎn)換為USB協(xié)議。

3.5.2 步驟

1. 創(chuàng)建新項(xiàng)目：使用Lab 4的源文件創(chuàng)建新項(xiàng)目，添加必要的文件。
2. 配置項(xiàng)目：確保項(xiàng)目構(gòu)建選項(xiàng)與Lab 1相同。
3. 初始化EUSART：打開main.c文件，添加EUSART初始化代碼。
4. 添加應(yīng)用代碼：在ProcessIO()函數(shù)中添加檢查RS - 232數(shù)據(jù)傳輸和加載EUSART發(fā)送寄存器的代碼。
5. 編譯項(xiàng)目：確保編譯無錯(cuò)誤。
6. 安裝驅(qū)動(dòng)：將項(xiàng)目下載到PIC18F14K50，連接開發(fā)板，按照提示安裝驅(qū)動(dòng)。
7. 建立通信：在設(shè)備管理器中找到虛擬COM端口，使用超級終端建立USB和RS - 232連接。
8. 測試應(yīng)用：在RS - 232連接的超級終端窗口中輸入消息，檢查消息是否能在USB連接的超級終端窗口中顯示。

四、總結(jié)

Microchip的低引腳數(shù)USB開發(fā)套件為電子工程師提供了一個(gè)全面、實(shí)用的USB開發(fā)平臺。通過四個(gè)項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)室的實(shí)踐，我們可以逐步掌握USB開發(fā)的基本技能，從簡單的枚舉到復(fù)雜的通信協(xié)議轉(zhuǎn)換。在開發(fā)過程中，我們需要注意代碼的正確性和調(diào)試的技巧，同時(shí)要充分利用開發(fā)套件提供的資源，如自學(xué)課程和文檔。希望大家在使用這個(gè)開發(fā)套件的過程中能夠有所收獲，開發(fā)出更多優(yōu)秀的USB應(yīng)用。

大家在使用這個(gè)開發(fā)套件的過程中遇到過哪些問題呢？又是如何解決的呢？歡迎在評論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)和心得。