Arduino模拟电脑键盘(基于AVR-USB的USB-HID设备)
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键盘作为经典的输入设备,使用在很多互动中都有特别的优势,比如我们可以通过键盘直接给flash传递按键事件。而无需通过串口之类的特殊接口,虽然我们可以拆一个传统的键盘,然后将里面的按键引出来,但是这样有一个缺点,就是键值不能动态改变并且不能一次多键。使用模拟键盘的话,我们就可以随意在程序设置按键的时间和键值。比如本文的例子就是按下一个按键,模拟键盘就在电脑输入“HELLO WORLD”。
硬件部分:
材料清单:
Arduino x1
68Ω电阻 x2 (没有68Ω的话,用50~100Ω电阻也行)
2.2kΩ电阻 x1 (没有2.2kΩ的话,用1.5k~2.2k电阻也行)
USB连接线(一端是USB口,另一端是电线) x1
3.6v 稳压管(建议选用功耗0.25~0.5w的)x2
电路原理图:
电路图解说:
1、两个68Ω的电阻起到限流和保护作用,防止在意外情况下损坏计算机的USB端口或单片机的端口。
2、2.2kΩ电阻是上拉电阻,用于分辨总线状态。如果上拉电阻接于D+和+5v端则是高速USB设备,接于D-与+5v端,则是低速设备。此处键盘传输速率不高,接到D-作为低速设备即可。
3、D+和D-上的3.6V稳压二极管D1和D2起到限制数据线上的电平的作用。因为在USB规范中规定数据线D+和D-上的电平范围是3.0V至3.6V,而AVR单片机的输出电平是Vcc。如果单片机的Vcc是5V,在没有D1和D2的情况下将造成电平不匹配,会造成在很多计算机中无法正确识别出USB设备。如果用户系统的Vcc在3.0V至3.6V之间,就可以省略这两个稳压二极管。从这里也可以看出用户系统的Vcc必须高于3V。
4、由于低速AVRUSB所需要的是1.5MHz时钟,而单片机每8条指令就能精确完成一个数据位的采集。所以AVRUSB最小单片机时钟频率是12MHz。并且可以使用的时钟频率有12MHz、12.8MHz、15MHz、16MHz、16.5MHz、20MHz,其他的不支持。所以如果使用最小系统制作此模拟键盘的话8MHz的话,ATMega8L不能用。
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软件部分:
Arduino支持库文件:
http://soft1.wmzhe.com/download/ ... ino/UsbKeyboard.zip UsbKeyboard.zip (112.45 KB, 下载次数: 1415)
文件下载后解压到arduino编译器的libraries文件夹下面。
注意:
1、UsbKeyboard库中,usbconfig.h里面可以更改USB接线的引脚定义,下面给出一个大概解释(下面的PORTD是指AVR单片机的PORTD,要查询 Arduino原理图才能得到是Arduino的哪个引脚):
#define USB_CFG_IOPORTNAME D
USB输入输出引脚使用AVR单片机的PORTD,如果改成B就是使用PORTB
#define USB_CFG_DMINUS_BIT 4
USB的D-接PORTD的第四位PD4,对应Arduino D4
#define USB_CFG_DPLUS_BIT 2
USB的D+接PORTD的第二位PD2,对应Arduino D2
#define USB_CFG_PULLUP_IOPORTNAME D
USB上拉引脚使用AVR单片机的PORTD,如果改成B就是使用PORTB
#define USB_CFG_PULLUP_BIT 5
USB的上拉电阻接PORTD的第五位PD5,对应Arduino D5
2、在UsbKeyboard库的UsbKeyboard.h里面,有关于模拟键值的表
#define KEY_A 4
#define KEY_B 5
#define KEY_C 6
#define KEY_D 7
#define KEY_E 8
等。但不齐全。经过测试,其实这个键盘基本可以模拟几乎所有键值(Power,Sleep,Pause似乎不能)。
比如方向键右左下上分别对应79,80,81,82数字。即写成
UsbKeyboard.sendKeyStroke(79);
UsbKeyboard.sendKeyStroke(81);
等。由于整理比较麻烦,大家可以自己下载个KeyboardTest软件测试不同数字下面的键值。
程序示例:
下面的例子演示了用Arduino虚拟键盘的应用例子。打开记事本,然后将Arduino的D12引脚和GND连起来,就会打印HELLO WORLD字样。
ARDUINO 代码复制 打印
1. /*
2. Arduino模拟键盘 by Ansifa
3. 2012.6.8
4.
5. 功能描述:插上此模拟键盘,打开记事本,然后按下按钮,即可在记事本打印出HELLO WORLD字样
6.
7. 接线方法:
8. <img src="http://www.geek-workshop.com/forum.php?mod=image&aid=5359&size=300x300&key=e9fa5559e6d5724d51f770bc6c55b941&nocache=yes&type=fixnone" border="0" aid="attachimg_5359" alt="">
9. Arduino D2接68Ω电阻后,接USB线D+
10. Arduino D4接68Ω电阻后,接USB线D-
11. Arduino D5接2.2kΩ电阻后,接USB线D-
12. Arduino D2接3.6v稳压管到GND
13. Arduino D4接3.6v稳压管到GND
14. +5v接USB线VCC
15. GND接USB线GND
16. Arduino D1接一个开关到GND
17.
18. 附:USB线序颜色(由于各生产厂不同,不一定准确,仅供参考)
19. *USB键鼠: | *USB接口
20. 白<->VCC | 红<->VCC
21. 橙<->D- | 白<->D-
22. 绿<->D+ | 绿<->D+
23. 蓝<->GND | 黑<->GND
24.
25. */
26.
27. "UsbKeyboard.h"
28. int KEYPIN =
1;
//按键接在D1引脚,也可以改成任何引脚
29. void
setup
(
)
30. {
31. (
1 << TOIE0
);
//
32. pinMode
(KEYPIN,
INPUT
);
33. digitalWrite
(KEYPIN,
HIGH
);
34. }
35. void
loop
(
)
36. {
37. update
(
);
38. if
(
digitalRead
(KEYPIN
) ==
HIGH
)
39. {
40. delay
(
100
);
41. if
(
digitalRead
(KEYPIN
) ==
LOW
)
42. {
43. sendKeyStroke
(KEY_H
);
44. sendKeyStroke
(KEY_E
);
45. sendKeyStroke
(KEY_L
);
46. sendKeyStroke
(KEY_L
);
47. sendKeyStroke
(KEY_O
);
48. sendKeyStroke
(KEY_SPACE
);
49. sendKeyStroke
(KEY_W
);
50. sendKeyStroke
(KEY_O
);
51. sendKeyStroke
(KEY_R
);
52. sendKeyStroke
(KEY_L
);
53. sendKeyStroke
(KEY_D
);
54. sendKeyStroke
(KEY_ENTER
);
55. }
56. }
57. }
注意,先插上Arduino数据线,将程序写入Arduino。然后拔掉数据线,将模拟键盘USB线接到电脑,即可使用。
下面随便点实物图
刚焊好的正反面
插数据线写程序进Arduino: