可以用Arduino來制作USB設(shè)備嗎？嘗試通過Arduino Pro Micro(Leonardo)使用HID功能

這篇文章來源于DevicePlus.com英語網(wǎng)站的翻譯稿。

本文最初發(fā)布在deviceplus.jp網(wǎng)站上，而后被翻譯成英語。

目錄

前言

電子設(shè)計(jì)步驟

關(guān)于Arduino Pro Micro

使之被識別為HID

使用操縱桿創(chuàng)建鼠標(biāo)設(shè)備

結(jié)論

相關(guān)文章

前言

本文中，我將介紹一種不一樣的Arduino使用方式。乍一看，照片中的Arduino看起來像我們之前系列中使用過的Arduino Pro Mini，但其實(shí)這是另一種Arduino。它被稱為“Arduino Pro Micro”。雖然“Mini”變成了“Micro”，尺寸卻并沒有發(fā)生任何變化，因此，兩者有點(diǎn)難以區(qū)分。這種Arduino在連接到電腦時(shí)會被識別為鼠標(biāo)或鍵盤等HID設(shè)備。

電子設(shè)計(jì)步驟

預(yù)計(jì)完成時(shí)間：60分鐘
所需元器件

Arduino主機(jī)（Arduino Pro Micro）

面包板

雙軸操縱桿模塊#27800

輕觸開關(guān)

220Ω 電阻

LED

1. 關(guān)于Arduino Pro Micro

Arduino Pro Micro是一種Arduino，配備有名為“ATmega32U4”的芯片（UNO等配有ATmega328P等）。該芯片最大的特點(diǎn)是當(dāng)通過USB連接時(shí)會偽裝成鍵盤和鼠標(biāo)等人機(jī)接口設(shè)備（HID）。配備ATmega32U4的Arduino除了“Pro Micro”之外，還被稱為“Arduino Leonardo”，是非常有名的開發(fā)板。

在編寫程序時(shí)，您可以選擇名為“Arduino Leonardo.”的開發(fā)板。

乍一看，Arduino Pro Mini與Arduino Pro Micro的外觀非常相似。

但是，Pro Micro具有可以連接到智能手機(jī)等設(shè)備的USB連接器，而Pro Mini只有一個(gè)串行連接器。

2. 使之被識別為HID

現(xiàn)在，我們讓外觀相似的Arduino Pro Micro讀取示例程序并嘗試讓電腦將其識別為HID。

嘗試運(yùn)行Arduino IDE的“File”-“Sketch Example”-“09.USB”-“Keyboard”-“KeyboardMessage”程序。

在這個(gè)程序中，我們創(chuàng)建一個(gè)在引腳4上設(shè)有開關(guān)的簡單電路，當(dāng)引腳4被按下時(shí)，應(yīng)通過鍵盤輸入顯示按下的次數(shù)。

（這次，我將引腳4改換為引腳7）

#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;
}

編寫程序并打開記事本后，無需觸碰鍵盤，每按一次按鈕，就會按照上面的描述進(jìn)行計(jì)數(shù)。

如果可以如此輕松地制作USB設(shè)備，那么就可以實(shí)現(xiàn)更多夢想！

3. 使用操縱桿創(chuàng)建鼠標(biāo)設(shè)備

我們已經(jīng)知道Arduino Pro Micro可以用作HID，下面我想通過將它與其他一些元器件組合來創(chuàng)建鼠標(biāo)設(shè)備。這一次，我將使用曾經(jīng)在無線電控制設(shè)備制作中使用過的操縱桿，并嘗試創(chuàng)建一個(gè)可以用操縱桿和輕觸開關(guān)來代替鼠標(biāo)的設(shè)備。

首先，準(zhǔn)備一個(gè)可用于設(shè)置操縱桿方向的程序。

將電路添加到之前的輕觸開關(guān)電路中。將操縱桿和后面要使用的LED連接到引腳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);
}

經(jīng)過確認(rèn)，可以知道它讀取了程序，轉(zhuǎn)動操縱桿時(shí)數(shù)字會發(fā)生變化。

接下來，讓我們將操縱桿數(shù)字值轉(zhuǎn)換為鼠標(biāo)坐標(biāo)。實(shí)際上，這個(gè)程序也是已經(jīng)備好的示例程序，所以讓我們來用用看。請選擇“File”-“Sketch Example”-“09.USB”-“Mouse”-“JoystickMouseControl”。

執(zhí)行此程序時(shí)，會將上下（模擬引腳A2）和左右（模擬引腳A1）的值反映在鼠標(biāo)坐標(biāo)上。此外，由于引腳2通過接入5V電源來實(shí)現(xiàn)開關(guān)功能的，因此可以通過將引腳2與VCC相連或?qū)㈤_關(guān)夾在中間的方式來打開/關(guān)閉設(shè)備。

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;
}

完成編程后，我們來嘗試讓它動起來。

哦，它真的動起來了！

結(jié)論

這次，我們學(xué)習(xí)了使用Arduino Pro Micro創(chuàng)建基于Arduino的USB設(shè)備時(shí)的基本流程。在下一篇文章中，我們將進(jìn)一步深化應(yīng)用Arduino Pro Micro，嘗試創(chuàng)建更具“Device Plus”風(fēng)格的USB設(shè)備，讓項(xiàng)目更具挑戰(zhàn)性！

審核編輯：湯梓紅