Microchip PIC 16F1455 USB 堆栈
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本文介绍 Microchip PIC 16F1455 的 HID USB 堆栈，以及在 Windows 平台上与之通信的方式。
引言
本文介绍 Microchip PIC 16F1455 的 HID USB 堆栈，以及在 Windows 平台上与之通信的方式。
背景
这是我第一篇文章的扩展：C# USB HID 接口，对 USB 堆栈和 C# USB HID 设备类都进行了少量改进。
此文的灵感主要来自于 Codewrite 上的这篇文章：使用 PIC16F1455 进行 USB 接口，它让使用 16F1455 进行 USB 操作的问题看起来很简单。但是，它基于 Microchip 提供的堆栈，众所周知，该堆栈不是免费的，阅读起来很麻烦，并且占用内存太多（几乎占用了设备的一半）。
这个堆栈是免费使用的，因为它主要是为教育目的编写的，而且绝不完整。它只包含实现本文后续示例通信所必需的内容，并且为了提高代码的可读性，移除了许多回调和其他不必要的冗余代码，以便那些愿意学习 USB 的人能够理解。
堆栈的主要改进之处在于，USB 管理的全部功能已转移到通过中断工作，将实际的程序空间留给程序员，无需担心 USB。换句话说，你只需对设备进行你需要的操作，USB 操作会在后台完成。
本文涵盖以下内容：
- 创建基于 PIC 16f1455 的 USB HID 设备
- 通过 C# 从 Windows 连接到设备
- 向设备发送命令
- 设备解析这些命令并对其做出响应
- 设备将状态或状态更改发送回主机
- 主机解析这些状态并在 C# 窗体中反映出来
本质上，我们将创建一个设备，一个在 Visual Studio 中用 C# 编写的程序，并让它们相互通信。
该堆栈是在 MPLAB-X 2.10 和 Compiler XC8 v1.30 下编写的，这在当时是最新版本。
废话不多说，请下载以下文件：
- 16F1455GenericHid.zip -> 这是你可以自己构建的 MPLABX 项目
- 16F1455GenericHidHex.zip -> 如果上述构建因某种原因失败，这是一个已构建的 Hex 文件
- USB16F1455HidTest.zip -> 这是 Windows 端对应的 Visual Studio 项目。
- 下载 16F1455GenericHid.zip - 23.5 KB
- 下载 16F1455GenericHidHex.zip - 3.6 KB
- 下载 USB16F1455HidTest.zip - 45.7 KB
使用代码
首先，我们需要一个设备来工作，所以我将从原理图开始。
以及构建的原型。
显然，RA3 和 VCC 之间应该有一个用于编程的电阻，但我发现使用 PICKIT3 时，没有它反而效果更好。
一旦制作完成，就可以构建我们的堆栈并将其编程到芯片中。
这时我想指出，与 Microchip 提供的相比，此堆栈占用的芯片资源非常少。
我第一次用 Microchip 的产品构建时，两个内存使用指示器都几乎达到了容量的一半...
编程完成后，将 USB 线连接到计算机。
这是我设备上发生情况的一些屏幕截图。
查看设备管理器中的属性后，我发现了这个。
此时我知道我们可以开始与其通信了。
现在，在主机端，启动 visual studio（免费版就足够了），加载项目并构建。它只需要 .net 2.0，所以可以假定你的机器上已经安装了该框架，并且可以顺利构建。构建完成后，启动它。
窗体左上角的两个指示器显示按钮和 LED 的当前状态。按下按钮后，状态几乎立即更新。“Get Status”按钮将第一个命令发送到设备，以便它重新发送其当前状态，就像手动刷新一样。窗体上的第二个按钮会根据当前状态打开或关闭 LED。“Clear”按钮会清除原始数据框。
我想指出的一点是，此窗体上的任何按钮都无法控制这些指示器。这些指示器完全由 PIC 控制。
当你点击第一个按钮时，一个“Get Status”命令消息被发送到芯片，芯片通过发送状态消息来执行该命令，并将其当前状态报告回主机。主机在收到状态消息后，会根据消息中的第三和第四个字节相应地更新左上角的两个指示器。
第二个按钮将“Toggle Led”命令消息发送到 PIC，PIC 以与上述类似的方式处理它，区别在于它在将状态报告回主机之前会改变 LED 的状态。
至此，我们已经完成了我们的设备和计算机之间的一次完整通信周期。
这只是一个通用设备，而且由于 HID 的存在，这个芯片几乎可以变成我们想要的任何东西，比如键盘或鼠标。我编写堆栈时就考虑到了这一点，所以现在是时候演示如何在单个芯片上构建混合设备，例如 HID、鼠标和键盘，并在双方进行适当的实现。
关注点
一个小技巧...
众所周知，在当今的环境下，单个 8 字节消息可能不足以满足我们一次发送的需求，所以这里有一个技巧：
在 MPLABX 中打开文件 "UsbDescriptors.h" 并修改以下行：
改为
这将把消息长度从 8 字节增加到 64 字节。请记住，消息越长，缓冲区就越大，因此内存消耗也越多。
重新构建 MPLAB 项目并将其烧录到芯片中。在 Visual Studio 端不需要做任何事情，因为消息长度是从设备获取的，Windows 端会自动调整以适应接收到的内容。
烧录完成后，重新启动所有程序，这是我看到的结果：
从现在开始，通信的消息将是 64 字节长，我们通过更改代码中的一个变量就实现了这一点。
总而言之，我希望你能从中受益，也许能学到一些东西，谁知道之后会发生什么……你的想象力是唯一的限制 :)
历史
历史不长，但这已经是第二次发表此类文章了。要查看第一篇，请点击此处：
谢谢。