CH55X低成本USB单片机实现定制键盘、鼠标、游戏杆方案

CH55X低成本USB单片机实现定制键盘、鼠标、游戏杆方案

一、背景

Human Interface Device(USB-HID),USB协议中人机交互设备类，例如键盘、鼠标、游戏杆等符合HID类别规范的设备都是HID设备。
HID设备类包含USB设备类共性的所有优点，比如热插拔，即插即用，总线供电，高速率串行数据传输等，显著的优点在于操作系统集成驱动，比如Windows、Linux(Android)、Mac Os,并且系统层提供完整数据收发接口，方上层开发。
HID只支持控制和中断传输，中断传输特性限制了最大传输速度，比如低速约800B/s,全速约64KB/s,高速约8MB/s。
不过如果需求比较高的传输速度，也不推荐使用HID，可以考虑CDC，自定义设备类等，全速状态下使用批量传输速度也能达到约1MB/s。
二、方案说明
CH55X低成本USB单片机实现定制键盘、鼠标、游戏杆等功能，框图如下：
技术参数：
模拟HID设备支持Win、Linux、Android、MAC Os等各种操作系统；
按键：IO扫描，支持检测，消抖；
触摸按键：电容式触摸按键检测，消抖；
摇杆：AD检测；模拟HID复合设备：模拟普通键盘，鼠标，多媒体键盘，游戏摇杆设备；

演示版如下

• 演示板支持模拟普通键盘，多媒体键盘；
• 按键触发方式可选电容触摸键盘，实体按键或者自制IO键盘扫描驱动电路；
• 提供技术支持和误差校准、消抖等处理算法；
• 提供按键配置软件，支持键值自定义修改，且掉电不丢失，重新上电配置生效，配置软件如下；
  

三、演示说明

CH55X单芯片方案完成以下功能：
1）按住K22上电，再释放，进入TouchKey模式，J4断路，PC打开文本输入工具，通过点击键盘矩阵，可以上传相应的按键操作；
2）按住K25上电，再释放，进入鼠标模式，J4短路，通过遥杆动作，模拟鼠标移动；
3）按住K26上电，再释放，进入摇杆模式，J4短路，普通PC软件无法直观的看到演示效果，可以通过游戏模拟器看到操作效果，手柄下方的4个按键表示按钮操作。

四、应用

此方案可扩展应用到其他产品方案，如扫描枪控制、手柄模拟、IC和磁条刷卡器、自定义USB按键开关、KVM切换器、定制键盘等

五、技术关键点

1、USB HID设备类的实现
1）USB HID的实现支持XP,WIN7,WIN8,WIN10等全系WIN系统免驱，支持Linux,MAC OS免驱,特殊系统或者系统不兼容，提供技术解决方案；
2）简单方便的数据上下传API函数，方便二次开发；
3）支持HID数据上下传；
2、AD参数

注：
1）INL：斜率引起的满量程误差，若修正斜率，INL<0.5LSB；
2）LSB：least significant bit,最低有效位；

CH55X系列单片机资料查询