串口转HID键鼠功能芯片CH9329应用指南

概述

CH9329是一款串口转USB HID设备功能芯片，根据不同的工作模式，HID设备可以识别为：USB键盘设备、USB鼠标设备或者自定义HID类设备。接收串口数据，并自动根据串口工作模式进行数据解析，解析完成后按照HID类设备规范，将数据打包通过USB口上传给计算机。

特点

• 芯片出厂内置固件程序，无需进行二次开发。
• 支持Windows/Linux/安卓/macOS等操作系统，使用系统内置的键盘、鼠标、HID设备驱动程序，无需额外安装。
• 提供4种工作模式（单一键盘/鼠标/自定义HID功能，或几个功能的复合）。
• 提供3种串口通信模式（协议传输模式/ASCII模式/透传模式）。
• 支持USB设备信息、串口通信地址、键盘回车符等信息的配置。

工作模式

工作模式	功能说明
0	USB键盘+USB鼠标+自定义HID
1	USB键盘
2	USB键盘+USB鼠标
3	自定义HID

串口通信模式

串口通信模式	功能说明
0	协议传输模式
1	ASCII模式
2	透传模式

USB键盘功能

芯片可以实现标准USB键盘功能，USB键盘包含普通按键和多媒体按键。通过接收串口数据实现模拟键盘按键的效果。

该功能常用于：扫码枪、收银机、小键盘、远程控制等。

USB鼠标功能

芯片可以实现标准USB鼠标功能，USB鼠标包含相对鼠标和绝对鼠标。通过接收串口数据实现模拟鼠标的效果。

该功能常用于：硬件版按键精灵、远程控制等。

自定义HID功能

此自定义非彼自定义，这里的自定义实际上是指HID的subclass和protocol均为0的设备类型，并非是指用户可以自定义类别或HID报表格式等，把它比作一个不需要使用COM口的USB转串口设备功能更形象些。

该功能常用于：USB转串口双向数据透传（免驱HID方式），配合键鼠功能使用提供计算机的数据下传通道。

常见Q&A

Q：如何选择芯片工作模式？

A：各工作模式的适用场景：

模式0：多功能同时应用的场景（如使用键鼠功能时需要和计算机之前收发自定义数据）、需要多媒体键盘的场景、需要通过USB通道获取/配置芯片参数的场景。

模式1：使用单一USB键盘功能，并且不使用多媒体键盘，适用于不支持复合设备的老式计算机。

模式2：同时使用键盘和鼠标功能，且对Linux/Android/苹果等操作系统的鼠标兼容性更好。

模式3：使用单一USB自定义HID功能，配合计算机软件实现串口设备和计算机的双向数据收发，类似于USB虚拟串口（COM口）应用，区别是看不到COM虚拟端口，而是直接用系统HID API和设备完成交互。

Q：如何选择串口通信模式？

A：各串口通信模式的适用场景：

模式0：协议传输模式，此模式适用于至少2个功能同时应用的场景、需要通过串口通道获取/配置芯片参数的场景。该模式功能最齐全，在不完全确定产品功能的前提下，建议优先选用此模式作为默认模式。

模式1：ASCII码模式，为USB键盘功能量身定做的简版按键传输模式，该模式会将通常的可见ASCII字符直接转成按键的HID报表以及按键释放的HID报表，转换的字符主要包含：数字0~9，字母A~Z，空格和回车等。注：

不能转换特殊按键，如：F1~F12，方向键，Shift和Ctrl按键等。

模式2：透传模式，是指串口数据原封不动的通过USB打包上传给计算机，该模式适用于自定义HID模式，实现类似USB转虚拟串口的应用效果。

Q：协议传输模式键盘包怎么填充？

A：需要使用的命令码：

这里以USB键盘普通数据为例：

串口报文的核心数据就是中间的8个字节的内容，这8个数据芯片提取后会直接通过USB打包上传给计算机，内容格式：

字节1	字节2	字节3	字节4	字节5	字节6	字节7	字节8
控制键	0x00	键1	键2	键3	键4	键5	键6

对于字节3~字节8的对应键值，可查看文档附录的“CH9329 键码表”

如：数字1~0对应HID Code：0x1E~0x27，如果需要模拟按键1，则8字节内容为：

键1按下：{0x00, 0x00, 0x1E, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00}

按键释放：{0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00}

确认了中间的8字节包，传输的时候再按照协议要求，添加包头，命令码，地址码和自动计算得到的累加和等就可以实现键盘控制了。

举例1：模拟"A"键先按下,再释放  
    串口下传: 57 AB 00 02 08 00 00 04 00 00 00 00 00 10
    芯片上传: 57 AB 00 82 01 00 85
  
    串口下传: 57 AB 00 02 08 00 00 00 00 00 00 00 00 0C
    芯片上传: 57 AB 00 82 01 00 85
        
举例2：模拟先同时按下“左Shift”+“A”键，再释放:
    串口下传: 57 AB 00 02 08 02 00 04 00 00 00 00 00 12
    芯片上传: 57 AB 00 82 01 00 85    
    
    串口下传: 57 AB 00 02 08 00 00 00 00 00 00 00 00 0C
    芯片上传: 57 AB 00 82 01 00 85

除以上方法外，开发时还可以用其他方式便捷确定需要的键盘包内容，使用USB分析仪软件（USB2.0 Monitor或者BusHound等工具）抓取计算机上的USB键盘相应按键按下时的USB包，然后复制下来使用即可。

Q：协议传输模式鼠标包怎么填充？

A：需要使用的命令码：

这里以USB相对鼠标为例：

协议文档介绍比较全面，可直接参考，此外开发时同样可以使用USB分析仪软件（USB2.0 Monitor或者BusHound等工具）抓取计算机上的USB鼠标操作时的USB包，然后复制下来使用即可。

Q：使用键盘功能遇到部分机器键码上传不正确？

A：如果遇到传多个键盘码有码丢失、重复或干脆不响应的问题，可从以下几个方面排查：

1、上传时USB键盘设备是否在线，可通过设备管理器的“USB键盘”列表查看是否有CH9329对应的KeyBoard，右击“属性”->“详细信息”-》“硬件ID”，芯片默认VID是：0x1A86。

2、检查串口数据和USB数据是否符合设计预期，如果是协议传输模式，检查每个串口数据包的回复内容是否正确。

3、若串口数据和USB数据均未报错，尝试放慢上传间隔。
(1)、在ASCII码模式下，控制串口字符间的发送间隔，建议区间为5~50ms
(2)、在协议传输或透传模式下，控制每个键盘包的包间隔，建议区间为10~100ms

4、若主机端收不到任何数据，则原因可能为：部分主机只能使用固定VID和PID的键盘，此时要用配置工具修改CH9329的USB ID信息和原有设备相同。

5、若遇到上传的键盘数据中若存在连续相同键值，只显示第一个数据，后面重复的不显示。比如：123444567778，只显示：12345678，此时原因为：

该部分机器对于连续键值上传时的释放包有特殊要求，此时ASCII模式（一个串口对应2个键盘包：一个按键包和一个释放包）无法适用，需要使用协议传输模式，在此模式下发包更改为：连续上传键值按键包，上传完成后最后再传一个释放包。

6、一个定位问题的便捷方式：出现兼容性问题后，若机器有正常可用的扫码枪等设备，可以使用USB总线分析仪或其他USB抓包软件抓取扫码枪和电脑之间的通讯数据包，然后使用CH9329模拟该设备发包规律上传。