Скетч импортирует три библиотеки:
#include <Spi.h>
#include <Max3421e.h>
#include <Usb.h>
Библиотека Spi.h необходима для взаимодействий с контроллером хоста USB. В роли контроллера используется микросхема Max3421e, поэтому следует импортировать одноименную библиотеку. И наконец, нужно подключить еще одну библиотеку (Usb.h), основанную на библиотеке Max3421e.h, которая скрывает некоторые сложности выполнения операций с контроллером.
За командами импортирования библиотек следуют определения констант, например:
#define BANG (0x1E)
Это просто еще один способ определения констант в C. Данную константу можно было бы определить иначе:
cons tint BANG = 0x1E;
Далее создаются объекты типов MAX3421E и USB, и в функции setup вызывается функция powerOn объекта Max:
MAX3421E Max;
USB Usb;
В функции loop вызываются функции Task обоих объектов, Max и Usb. Они проверяют готовность интерфейса USB.
void loop() {
Max.Task();
Usb.Task();
if( Usb.getUsbTaskState() == USB_STATE_CONFIGURING ) { // ждать завершения настройки
kbd_init();
Usb.setUsbTaskState( USB_STATE_RUNNING );
}
if( Usb.getUsbTaskState() == USB_STATE_RUNNING ) { // опросить клавиатуру
kbd_poll();
}
}
При первом запуске интерфейс USB переходит в состояние настройки USB_STATE_CONFIGURING, в котором находится, пока с помощью kbd_init не будет установлено соединение с клавиатурой. Эта функция использует структуру записи конечной точки (ep_record), куда помещаются части сообщения, необходимого для установки соединения с клавиатурой:
ep_record[ 0 ] = *( Usb.getDevTableEntry( 0,0 ));
ep_record[ 1 ].MaxPktSize = EP_MAXPKTSIZE;
ep_record[ 1 ].Interval = EP_POLL;
ep_record[ 1 ].sndToggle = bmSNDTOG0;
ep_record[ 1 ].rcvToggle = bmRCVTOG0;
Usb.setDevTableEntry( 1, ep_record );
/* Настроить устройство */
rcode = Usb.setConf( KBD_ADDR, 0, 1 );
После инициализации, вероятнее всего, клавиатура перейдет в состояние нормального функционирования (USB_STATE_RUNNING), обнаружив которое скетч вызовет kbd_poll для проверки нажатия клавиши на клавиатуре.
Ключевая строка в kbd_poll
rcode = Usb.inTransfer( KBD_ADDR, KBD_EP, 8, buf );
читает скан-код клавиши, чтобы определить, была ли нажата какая-нибудь клавиша. Этот код не является кодом ASCII. Преобразование скан-кодов в коды ASCII осуществляется в функции HIDtoA. Эта функция — самая сложная в скетче, но вы можете просто копировать ее в свои скетчи, не вдаваясь в детали ее работы. Список скан-кодов и порядок их преобразования в коды ASCII можно найти по адресу www.win.tue.nl/~aeb/linux/kbd/scancodes-1.html.
Одной из интересных особенностей протокола USB-устройств для взаимодействия с человеком (Human Interface Device, HID), используемого для работы с клавиатурой, является возможность управления светодиодными индикаторами Scroll Lock, Caps Lock и Num Lock. Функция kbd_poll включает и выключает эти индикаторы в ответ на нажатия клавиш Scroll Lock, Caps Lock и Num Lock, однако вы можете написать коротенький скетч, например sketch_11_04_host_scroll_lock, который просто мигает светодиодными индикаторами на клавиатуре.
Ключевая функция в этом скетче:
void toggleLEDs( void )
{
if (leds == 0) {
leds = 0b00000111;
}
else {
leds = 0;
}
Usb.setReport( KBD_ADDR, 0, 1, KBD_IF, 0x02, 0, &leds );
}
Три младших бита в байте — это три флага, управляющих состояниями индикаторов на клавиатуре.
Хост USB на плате Arduino Due
Плата Arduino Due способна действовать как встроенный хост USB. На момент написания этих строк данная возможность рассматривалась командой разработчиков Arduino как экспериментальная. Загляните в официальную документацию Arduino (http://arduino.cc/en/Reference/USBHost), чтобы определить текущее состояние дел в этой области и выяснить, произошли ли изменения в способе ее использования.
Модель Due не имеет полноразмерного разъема USB, к которому можно было бы подключить клавиатуру или мышь. Для подключения таких устройств требуется использовать кабель Micro USB OTG Host Cable (рис. 11.5). На этом снимке к плате Arduino Due подключен адаптер беспроводной клавиатуры, но точно так же можно подключить обычную клавиатуру USB.
Библиотеки поддержки USB в Arduino Due имеют более простой интерфейс, чем библиотека обслуживания хоста USB, и вместо скан-кодов
Рис. 11.5. Arduino Due с подключенным кабелем Micro USB OTG Host Cable и клавиатурой
возвращают коды ASCII нажатых клавиш. Следующий пример демонстрирует взаимодействие с клавиатурой. Он просто выводит в монитор последовательного порта символы, соответствующие нажатым клавишам:
// sketch_11_05_keyboard_due
#include <KeyboardController.h>
USBHost usb;
KeyboardController keyboard(usb);
void setup()
{
Serial.begin(9600);
Serial.println("Program started");
delay(200);
}
void loop()
{
usb.Task();
}
// Эта функция обрабатывает нажатия клавиш
void keyPressed()
{
char key = keyboard.getKey();
Serial.write(key);
}
Библиотека KeyboardController вызывает функцию keyPressed в скетче каждый раз, когда происходит нажатие какой-либо клавиши. Аналогично можно перехватывать отпускания клавиш с помощью функции keyReleased. Чтобы определить нажатую клавишу, необходимо вызвать следующие функции объекта keyboard:
• getModifiers — возвращает битовую маску с информацией об удерживаемых нажатыми клавишах-модификаторах (Shift, Ctrl и т.д.). Коды клавиш модификаторов можно найти по адресу http://arduino.cc/en/Reference/GetModifiers;
• getKey — возвращает код ASCII текущей нажатой клавиши;
• getOemKey — возвращает скан-код клавиши.
Взаимодействие с мышью осуществляется так же просто и с применением похожего шаблона. Следующий пример выводит буквы L, R, U или D в зависимости от направления перемещения указателя мыши — влево, вправо, вверх или вниз:
// sketch_11_06_mouse_due
#include <MouseController.h>
USBHost usb;
MouseController mouse(usb);
void setup()
{
Serial.begin(9600);
Serial.println("Program started");
delay(200);
}
void loop()
{
usb.Task();
}
// Эта функция обрабатывает перемещения мыши
void mouseMoved()
{
int x = mouse.getXChange();
int y = mouse.getYChange();
if (x > 50) Serial.print("R");
if (x < -50) Serial.print("L");
if (y > 50) Serial.print("D");
if (y < -50) Serial.print("U");
}
Помимо mouseMoved в скетч можно добавить следующие функции для обработки других событий от мыши:
• mouseDragged — это событие генерируется, когда происходит перемещение мыши с нажатой левой кнопкой;
• mousePressed — это событие генерируется, когда происходит нажатие кнопки мыши, и должно сопровождаться вызовом mouse.getButton с аргументом LEFT_BUTTON, RIGHT_BUTTON или MIDDLE_BUTTON для определения нажатой кнопки — возвращает true, если была нажата кнопка, соответствующая аргументу;
• mouseReleased — это событие является парным для mousePressed и генерируется, когда происходит отпускание кнопки.
В заключение
В этой главе мы познакомились с несколькими способами использования Arduino с устройствами USB.
В следующей главе посмотрим, как подключать Arduino к проводным и беспроводным сетям, познакомимся с некоторыми приемами программирования сетевых взаимодействий, а также попробуем использовать платы расширения Ethernet и WiFi.
12. Программирование сетевых взаимодействий
Область Интернета, которую часто называют Интернетом
