【正文】 SB 連接（數(shù)據(jù)流） USB 連接實際上是指 USB 器件和 USB 主機連接并進行通信的方法，它可以將存在于 USB 主機和 USB 設(shè)備之間的 USB 數(shù)據(jù)傳輸模型描述為一個管道（ pipe），管道只是一個邏輯上的概念。低速外設(shè)的標準青島理工大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 7 傳輸率為 ，而高速外設(shè)的標準傳輸率為 12Mbps。（ 2）用于內(nèi)存特征字，存儲實現(xiàn)外設(shè)特殊功能程序及廠家信息的協(xié)議 ROM（ 3）用于實現(xiàn)外設(shè)功能的傳感器及對資料進行簡單處理的 DSP 部分（ 4）將外設(shè)連接到主機或 USB Hub 的接口部分。同樣，用于表明自己身份的 “BIOS” 系統(tǒng)對于 USB 外設(shè)也是必不可少的，這在 USB 外設(shè)上被稱為協(xié)議層。 USB 設(shè)備是實現(xiàn)某種具體功能的硬件設(shè)備，如鍵盤，鼠標和攝像頭等。 3. 主控制器驅(qū)動程序（ Host Controller Driver）完成對 USB 交換的調(diào)度，并通過根集線器或其它的集線器完成對交換的初始化。 軟件部分分為三部分，分別是： 1. USB 設(shè)備驅(qū)動程序（ USB Device Drivers）通過 I/O 請求包發(fā)出給 USB設(shè)備的請求，而這些 I/O 請求包則完成對目標設(shè)備傳輸?shù)脑O(shè)置。 USB 宿主存在于主機系統(tǒng)中，它包括硬件，軟件部分。 USB 宿主 USB 宿主（ host）是一個帶有 USB 主控制器的 PC 機或者嵌入式系統(tǒng)，在 USB青島理工大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 6 系統(tǒng)中只有一個宿主，它是 USB 系統(tǒng)的主控者。高速設(shè)備插入全速 hub時應(yīng)該與全速兼容 ， 而高速 hub具有所謂 Transaction Translator(事務(wù)翻譯器 )功能，能夠隔離全速、低速設(shè)備與高速之間數(shù)據(jù)流，但是不會影響供電和串聯(lián)深度 。 （ 3） 480 Mbit/s (57 MByte/s)的高速速率 。多個全速設(shè)備間可以按照先到先得法則劃分帶寬 ， 使用多個等時設(shè)備時會超過帶寬上限也并不罕見。 （ 1） Mbit/s (183 KByte/s) 的低速速率 ， 主要用于人機接口設(shè)備（ Human Interface Devices ， HID）例如鍵盤、鼠標、游戲桿 。當設(shè)備插入時，主機枚舉（ enumerate）此設(shè)備并加載所需的驅(qū)動程序，因此使用遠比 PCI 和 ISA 總線方便 。 USB 技術(shù)指標 USB 最大的特點是支持熱插拔（ Hot plug）和即插即用 (Plugamp?，F(xiàn)有的連接只可對極少設(shè)備進行優(yōu)化，對于PC 機的新的功能部件的添加需定義一個新的接口來滿足上述需要， USB 就應(yīng)運而生。 三 端口擴充 外圍設(shè)備的添加總是被相當有限的端口數(shù)目限制著。對用戶友好的圖形化接口和一些軟硬件機制的結(jié)合，加上新一代總線結(jié)構(gòu)使得計算機的沖突大量減少，且易于改裝。然而，由于目前產(chǎn)業(yè)間的相互獨立發(fā)展 ,尚未建立統(tǒng)一標準 ,而 USB 則可以廣泛的連接計算機和電話。 Intel 公司開發(fā)的通用串行總線架構(gòu) (USB)的目的主要基于以下三方面考慮： 一 計算機 與 電話 之間的連接 顯然用計算機來進行計算機通信將是下一代計算機基本的應(yīng)用。主機作為總線的主叫方，采用兩種信令模式：全速模式 12Mb/s 和低速模 。高速電纜的傳輸速率為 12Mbps，主要用于連接數(shù)碼相機等，低速電纜的傳輸速率為 ，主要用于連接鼠標、鍵盤等。 現(xiàn)在普遍采用 USB 規(guī)范，速度（ 12Mbps）比標準串口約快 100 倍，支持多個設(shè)備的同時連接，而且具有真正的 “ 即插即用 ” 特性。兩種接頭都有四個引腳，中間兩個用來傳輸資料，側(cè)面兩個給 USB 設(shè)備提供電源。 USB 端口是一個大約 7mm*1mm 的插孔，有四根信號線：兩根線提供電源，兩根線傳輸資料。屬于自主創(chuàng)新發(fā)明。中國的固定住戶有三億，即使每個住戶只擁有手機、電腦、學習機等智能工具的一種，而擁有智能工具的用戶有 30%，那么手指鍵盤就會有九千萬個市場份額。 手指按鍵采用 USB接口的優(yōu)勢 將鍵盤集成于手套狀或指環(huán)狀的裝置上，通過鍵盤電路將按鍵信息編碼發(fā)送給智能工具，手指鍵盤便于攜帶，不占用智能工具本身的體積，應(yīng)用范圍廣泛，無需手指尋找鍵盤，加快了輸入速度，使用手指鍵盤的字符布局既有適合電腦高手使用的傳統(tǒng)模式，又有適合老年人等初學者的易學模式。十個手指正好控制十個按鍵，避免了初學者尋找按鍵不方便的缺點，可以快速上手。這些都可以視為人性化的設(shè)計。 鍵盤的外形分為標準鍵盤和人體工程學鍵盤，人體工程學鍵盤是在標準鍵盤上將指法規(guī)定的左手鍵區(qū)和右手鍵區(qū)這兩大 板塊左右分開，并形成一定角度，使操作者不必有意識的夾緊雙臂，保持一種比較自然的形態(tài)，這種設(shè)計的鍵盤被微軟公司命名為自然鍵盤（ Natural Keyboard） ,對于習慣盲打的用戶可以有效的減少左右手鍵區(qū)的誤擊率，如字母 “G” 和 “H” 。 USB 接口的鍵盤通用性強，適用于臺式機和筆記本和各種支持 USB 輸入的設(shè)備，因而應(yīng)用越來越廣泛。 青島理工大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 2 第 1 章 手指鍵盤簡介 當計算機的外設(shè)越來越豐富的時候，鍵盤作為其通用輸入設(shè)備卻沒有多少更新。 PDIUSBD12 完全符合 版的規(guī)范，適合應(yīng)用在鍵盤這種傳輸數(shù)據(jù)量不大的系統(tǒng)中，這些特性都為系統(tǒng)顯著節(jié)約了成本，同時使 USB 功能在外設(shè)上的應(yīng)用變得容易。他將通用 CPU和在線可編程 Flash 集成在一個芯片上，形成了功能強大、使用靈活和具有較高性能性價比的微控制器。 51 系列單片機應(yīng)用十分廣泛，本設(shè)計采用的 STC89C52 單片機是 8 位的、支持串口編程的單片機 ,它與通用 80C51 系列單片機的指令系統(tǒng)和引腳兼容。常規(guī)標準鍵盤被廣泛應(yīng)用，但是體積大，不方便攜帶和擴展功能。s rapid growth on the volume of personal puters and portable high demands. This article discusses and designs based on PDIUSBD12 and STC89C52 MCU finger keyboard, using MCU realtime scanning and detection of key values via the USB interface chip transmitted to the PC, the implementation of the regular keyboard functionality. The full text consists of the USB protocol overview, USB interface chip describes, hardware design and software design, etc. MCU interface technology used in data processing of the outstanding advantages and characteristics of single chip can be programmed to repeat the system has a high feasibility and costeffective. The program also has the versatility, as with USB interface, support for the mainstream PC, can extend strong, available a variety of input devices, have a very broad prospects for development. KEY WORDS: Finger keyboard， USB， MCU， Key 青島理工大學畢業(yè)設(shè)計（論文） III 目 錄 前 言 ............................................................... 1 第 1 章 手指鍵盤簡介 ................................................. 2 手指按鍵的可行性 ............................................ 2 手指按鍵采用 USB 接口的優(yōu)勢 .................................. 3 第 2 章 USB 概 述 ..................................................... 4 USB 總線簡介 ................................................ 4 USB 技術(shù)指標 ................................................ 5 USB 系統(tǒng)構(gòu)成 ................................................ 5 USB 宿主 .............................................. 5 USB 設(shè)備 .............................................. 6 USB 連接（數(shù)據(jù)流） .................................... 7 USB 接口芯片介紹 ............................................ 7 芯片描述 .............................................. 8 芯片功能框圖及說明 .................................... 9 芯片端點描述 ......................................... 11 芯片引腳配置 ......................................... 14 第 3 章 系統(tǒng)硬件設(shè)計 ................................................ 17 單片機硬件設(shè)計 ............................................. 17 系統(tǒng)供電 ............................................. 17 青島理工大學畢業(yè)設(shè)計（論文） IV 單片機電路設(shè)計 ....................................... 18 鍵盤設(shè)計 ................................................... 20 PDIUSBD12 驅(qū)動電路 ......................................... 21 USB 接口芯片電路 ..................................... 21 USB 接口芯片電路說明 ................................. 22 串行口電路 ................................................. 23 第 4 章 系統(tǒng)軟件設(shè)計 ................................................ 24 按鍵處理部分 ............................................... 25 按鍵處理流程 ......................................... 26 按鍵檢測代碼 ......................................... 27 鍵盤操作說明 ......................................... 29 USB 接口部分 ............................................... 30 USB 接口芯片工作流程 ................................. 31 PDIUSBD12 驅(qū)動 ....................................... 32 USB 設(shè)備描述符 ....................................... 35 第 5 章 結(jié)論 ........................................................ 38 致 謝 .............................................................. 39 參考文獻 ........................................................... 40 附錄（系統(tǒng)電路原理圖）： ............................................ 41 青島理工大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 1 前 言 常規(guī) PC 系列鍵盤采用 16 行 *8 列二維矩陣行列結(jié)構(gòu)，鍵盤的掃描控制電路核心是 8048 單片機。該方案還具有通用性，因為