引言

　　市面上大多數RFID閱瀆器采用串口或PS2接口與PC通信，串口方式需要安裝USB轉串口驅動，PS2接口不支持熱插拔。為了彌補以上兩者的缺陷，本文提出了采用USB接口與PC通信的方式。HID類設備是應用最廣泛的一類USB設備，Windows等操作系統內嵌的HID類驅動程序、鍵盤、鼠標等通用HID設備得到了廣泛的應用。從Windows98操作系統開始，為HID類設備提供了通用的驅動程序，所以只要按照HID設備類的規范編寫設備的固件程序，就能夠讓Windows系統自動識別設備，省去了復雜的驅動程序編寫過程。

　　1 HID設備描述符

　　在USB中，USB HOST通過各種描述符來識別設備。HID設備描述符包含5個USB基本描述符(設備描述符、配置描述符、接口描述符、端點描述符、字符串描述符)和3個HID設備類特定描述符(HID描述符、報告描述符、實體描述符)，它們之間的關系如圖1所示。

　　2 HID設備枚舉

　　USB主機識別一個USB設備必須經過枚舉過程，主機使用總線枚舉來識別和管理設備狀態的變化。總線枚舉過程如下：

　　①連接設備。USB設備接入USB總線。

　　②設備上電。USB設備可使用USB總線供電，也可使用外部電源供電。

　　③主機檢測到設備，發出復位。設備連接到總線后，主機通過檢測設備在總線的上拉電阻，檢測新的設備連接，并判斷該設備是全速設備還是低速設備，然后向該端口發送一個復位信號。

　　④設備默認狀態。設備要從總線上接收到一個復位信號后，才可以對總線的處理操作作出響應。設備接收到復位信號后，就使用默認地址(00H)來對其進行尋址。

　　⑤地址分配。當主機接收到有設備對默認地址(00H)響應的時候，就對設備分配一個空間地址，以后設備就只對該地址進行響應。

　　⑥依次讀取HID設備的設備描述符、配置描述符、接口描述符、HID描述符、端點描述符、字符串描述符。

　　3 HID接口固件設計與實現

　　3.1 硬件連接

　　PDIUSBD12是一個純粹的USB接口芯片，僅處理USB通信，自身不帶微控制器，需要有一個微控制器對它進行控制。微控制器AT89S52與PDIUSBD12的連接如圖2所示。ALE接低電平表示一個獨立的地址和數據總線配置。PDIUSBD12的A0引腳控制PDIUSBD12的命令和數據狀態。AT89 S52的地址和數據總線可直接與PDIUSBD12的數據總線相連。

　　3.2 程序設計

　　PDIUSBD12接收主機的建立包時產生一個中斷，微控制器響應中斷，然后通過讀PDIUSBD12的中斷寄存器決定數據包是發送到控制端點還是普通端點。如果數據包是送往控制端點，微控制器通過讀PDIUSBD12最后處理狀態寄存器。進一步確定數據包是否是一個建立包。然后進入到控制端點輸入或輸出服務子程序。具體程序流程如圖3所示。其中，USB沒備的枚舉過程由控制端點來完成，傳入主機顯示的數據由普通端點完成。

　　由于程序中將設備枚舉為HID鍵盤，所以傳輸時應滿足HID鍵盤的要求，例如在HID鍵盤的端點描述符中盧明，主機每10 ms之內響應一次設備，所以每傳輸一個數據必須等待10 ms才能傳下一個，如果兩次傳輸相同的數據，必須在其中插入一個空包(00，00，00，00，00，00，00，00)，否則主機會認為只傳輸一個數據。鍵盤碼詳見HIDUsage Tables，數據包由8個字節構成，前兩個字節為0，后面為鍵值，每一個字節表示一個按鍵。理論上一次可以傳輸6個按鍵，但是實驗過程中丟失鍵值經常發生，所以只采用第3個字節傳輸，其余字節為0。

　　3.3 程序運行結果

　　設備枚舉為HID鍵盤如圖4所示，成功將設備枚舉成HID鍵盤。

　　首先利用RFID閱讀器的桌面DEMO程序給標簽的USER區寫入驗證的數據，然后利用閱讀器將寫入的數據讀取，經過HID方式傳送到記事本上，數據傳輸如圖5所示。

　　結語

　　本設計滿足了RFID閱讀器傳輸數據量不大，速度要求不高，但必須在短時間內作出響應的要求。設備無須編寫驅動程序，連接PC后就能工作，縮短了開發的時間。