基于LPC5516的SDVX手臺技術(shù)分享-自制音樂游戲控制器

本感覺一個鍵鼠復(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。

首先簡單科普一下USB的速度，對于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

對于大部分支持USB2.0的單片機來說，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。

我們先看一下手臺的USB類型。

可以看到，識別出來的是高速USB，但是事實上對于鍵盤鼠標這種低速設(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。

手臺本身由兩部分組成，鍵盤與鼠標，可以看到配置描述符里面有兩個接口

分別就是鼠標跟鍵盤了

USB鼠標部分：

鼠標發(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坐標變化量，負數(shù)表示向左移，正數(shù)表右移。用補碼表示變化量

BYTE3 -- Y坐標變化量，負數(shù)表示向下移，正數(shù)表上移。用補碼表示變化量

BYTE4 -- 滾輪變化，0x01表示滾輪向前滾動一格；0xFF表示滾輪向后滾動一格；0x80是個中間值，不滾動。

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

這個參數(shù)在鼠標上叫回報率，也叫刷新率，簡單理解就是1S能上傳多少次數(shù)據(jù)到電腦，一般鼠標是125Hz。我的鼠標測試（羅技 M90）

手臺數(shù)據(jù)測試

500Hz的回報率對手臺來說完全足夠。

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，那只能加點接口，也就是那些支持多鍵無沖的鍵盤（需要硬件支持）。

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

同時按下6鍵，可正常識別。

鍵盤另一個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)的時間（其實我覺得完全不重要，因為鍵盤又不像鼠標一樣是個連續(xù)的過程，人的反應(yīng)速度才多少）。

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

這個只能說，主觀感受是完全沒問題的。

對于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個燈，驅(qū)動毫無壓力。

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官方提供了很詳細的例程，很方便就能上手，手臺的軟件部分的開發(fā)時間加起來不超過2小時。MCUXpresso Config Tools確實好用，配IO配時鐘不要太簡單，

最后總結(jié)一下：對于鍵鼠設(shè)備來說，全速USB就完全足夠，因為鍵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，太快反而給主機帶來了負擔(dān)。比如現(xiàn)在我在使用的鍵盤就是全速USB的，能查到的鼠標信息，好的游戲鼠標的回報率就是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（手上沒有這么高級的玩意，猜的速度，歡迎有大佬在帖子留下自己鼠標的測試記錄）。

對于我這個手臺來說LPC5516可以說性能嚴重過剩。還是得想個辦法逼出極限性能來啊。