基于LPC5516的SDVX手臺(tái)技術(shù)分享-自制音樂游戲控制器

本感覺一個(gè)鍵鼠復(fù)合設(shè)備沒啥好講的，但是應(yīng)不住日天兄再三之邀，寫下此文。

首先簡(jiǎn)單科普一下USB的速度，對(duì)于USB2.0來說，一共有3種速度

低速(USB1.0)：1.5Mbit/s

全速(USB1.1)：12Mbit/s

高速(USB2.0)：480Mbit/s

對(duì)于大部分支持USB2.0的單片機(jī)來說，一般都是支持的全速模式，高速模式是比較少見的，而這次使用的LPC5516是全速模式與高速模式都支持的。

我們先看一下手臺(tái)的USB類型。

可以看到，識(shí)別出來的是高速USB，但是事實(shí)上對(duì)于鍵盤鼠標(biāo)這種低速設(shè)備來說，完全是大才小用了，這里我就是屬于弄著玩玩，看起來比較酷炫。

手臺(tái)本身由兩部分組成，鍵盤與鼠標(biāo)，可以看到配置描述符里面有兩個(gè)接口

分別就是鼠標(biāo)跟鍵盤了

USB鼠標(biāo)部分：

鼠標(biāo)發(fā)送給PC的數(shù)據(jù)每次4字節(jié)

BYTE1 --

|--bit7~3: 無意義

|--bit2: 中鍵，1按下 0抬起

|--bit1: 右鍵

|--bit0: 左鍵

BYTE2 -- X坐標(biāo)變化量，負(fù)數(shù)表示向左移，正數(shù)表右移。用補(bǔ)碼表示變化量

BYTE3 -- Y坐標(biāo)變化量，負(fù)數(shù)表示向下移，正數(shù)表上移。用補(bǔ)碼表示變化量

BYTE4 -- 滾輪變化，0x01表示滾輪向前滾動(dòng)一格；0xFF表示滾輪向后滾動(dòng)一格；0x80是個(gè)中間值，不滾動(dòng)。

USB是一個(gè)主機(jī)向從機(jī)查詢的協(xié)議，對(duì)于鼠標(biāo)來說，查詢的速度越快，連續(xù)性越好，這里我程序設(shè)置的主機(jī)輪詢速度為2ms，也就是鼠標(biāo)部分1S通信500次。

這個(gè)參數(shù)在鼠標(biāo)上叫回報(bào)率，也叫刷新率，簡(jiǎn)單理解就是1S能上傳多少次數(shù)據(jù)到電腦，一般鼠標(biāo)是125Hz。我的鼠標(biāo)測(cè)試（羅技 M90）

手臺(tái)數(shù)據(jù)測(cè)試

500Hz的回報(bào)率對(duì)手臺(tái)來說完全足夠。

USB鍵盤部分：

鍵盤發(fā)送給PC的數(shù)據(jù)每次8個(gè)字節(jié)

定義分別是：

BYTE1 --

|--bit0: 左Ctrl，1為按下 0為抬起

|--bit1: 左Shift

|--bit2: 左Alt

|--bit3: 左GUI

|--bit4: 右Ctrl

|--bit5: 右Shift

|--bit6: 右Alt

|--bit7: 右GUI

BYTE2 -- 保留

BYTE3--BYTE8 -- 普通按鍵

所以說一般的USB鍵盤只考慮軟件的話只能做到6鍵無沖，如果需要更多，那只能加點(diǎn)接口，也就是那些支持多鍵無沖的鍵盤（需要硬件支持）。

對(duì)于手臺(tái)來說，上面只有7個(gè)按鍵，這7個(gè)按鍵是直接接到IO上的。硬件完全支持無沖。而且其中一個(gè)按鍵還是確定鍵，平時(shí)使用中軟件只要保證6鍵無沖即可。

同時(shí)按下6鍵，可正常識(shí)別。

鍵盤另一個(gè)比較重要的就是反應(yīng)速度了，也就是按下按鍵到電腦反應(yīng)的時(shí)間（其實(shí)我覺得完全不重要，因?yàn)殒I盤又不像鼠標(biāo)一樣是個(gè)連續(xù)的過程，人的反應(yīng)速度才多少）。

軟件上配置的主機(jī)輪詢速度就是4ms，也就是理論上，按下按鍵到電腦有反應(yīng)，最長要4ms。

這個(gè)只能說，主觀感受是完全沒問題的。

對(duì)于LPC5516來說這種應(yīng)用只能說是毛毛雨了，150MHz的主頻，完全輕輕松松。

按鍵與編碼器：

按鍵、編碼器通通外部上拉加電容消抖，軟件部分沒添加消抖，使用中未出現(xiàn)按鍵抖動(dòng)的問題。

編碼器代碼采用外部中斷的方式寫的，穩(wěn)定性還可以，就是買的編碼器分辨率太低了，效果不太理想。

WS2812：

代碼上使用了SPI去模擬，沒有做按鍵與燈的綁定代碼，目前只支持全彩漸變呼吸燈的效果。目前板子硬件上有11個(gè)燈，驅(qū)動(dòng)毫無壓力。

代碼是用了mgn的程序改巴改巴搞出來的，原地址： https://www.nxpic.org.cn/module/forum/forum.php?mod=viewthread&tid=620562

程序開發(fā)上，NXP官方提供了很詳細(xì)的例程，很方便就能上手，手臺(tái)的軟件部分的開發(fā)時(shí)間加起來不超過2小時(shí)。MCUXpresso Config Tools確實(shí)好用，配IO配時(shí)鐘不要太簡(jiǎn)單，

最后總結(jié)一下：對(duì)于鍵鼠設(shè)備來說，全速USB就完全足夠，因?yàn)殒I鼠是走中斷傳輸模式的，速度的提升到了1ms之后的意義就不大了，太快反而給主機(jī)帶來了負(fù)擔(dān)。比如現(xiàn)在我在使用的鍵盤就是全速USB的，能查到的鼠標(biāo)信息，好的游戲鼠標(biāo)的回報(bào)率就是500Hz或者1000Hz了，換算到USB速度上，差不多也就是全速USB的水平吧（手上沒有這么高級(jí)的玩意，猜的速度，歡迎有大佬在帖子留下自己鼠標(biāo)的測(cè)試記錄）。

對(duì)于我這個(gè)手臺(tái)來說LPC5516可以說性能嚴(yán)重過剩。還是得想個(gè)辦法逼出極限性能來啊。