USB键盘特殊功能键的实现
usb键盘特殊功能键的实现
本文较为详尽地介绍了在usb多媒体键盘系统中，特殊功能键的实现方法。
关键词：通用串行总线；系统特殊功能键；用户特殊功能键；报告描述符
引言
随着计算机接口技术的日新月异，传统的ps2键盘已不再对市场形成垄断，usb键盘正在逐渐扩大市场占有率。与此同时，usb键盘也在不断完善自身的功能，由于传统的107键结构键盘已无法满足用户的需要，所以带有特殊功能键的usb多媒体键盘也就应运而生。
usb
usb接口具有如下优点：即插即用(plug and play)的特性，并具有自动检测的功能；可扩充到127个设备，支持热插拔，无需关闭系统电源；最高可达480mbps传输速率(usb2.0协议支持，usb1.1协议最大支持12mbps)，可满足大多数设备的传输使用需要。
usb的数据传输共有四种类型：(1)控制传输；(2)中断传输；(3)批量传输；(4)同步传输。在usb键盘中只用到控制传输和中断传输。所有的usb设备，必须通过系统列举才可以正常使用。usb协议规定几种必需的描述符：设备描述符，配置描述符，接口描述符，端点描述符，hid描述符和报告描述符，键盘设备列举的过程，是设备根据自身的具体实际把描述符按主机要求的顺序和格式，通过d+和d-两路差分数据线，发送给主机的根集线器。列举成功后，设备管理器中显示此设备为人体学输入设备[1]。列举简单流程如图1所示。
图1 设备列举流程图
报告描述符
一个usb多媒体键盘，共包含三种按键：普通按键，系统特殊功能键和用户特殊功能键，其中系统特殊功能键有sleep、power和wakeup三个，用户特殊功能键较多，常用的有www, mail , my computer等。在usb列举中，对键盘的特殊功能键的描述，主要是通过键盘的报告描述符(表1，表2)来实现的，即按照usb协议[2]的要求，将给定的报告描述符发送给主机，主机通过分析接收到的报告描述符，判断出键盘的按键信息，然后实现对按键的响应。下面给出列举的报告描述符并详细说明。
描述符中0980表示其下的描述符是关于系统特殊功能键，定义头字节为02，第二个字节表示键值信息，报告数值为3，表示有三个不同的健值需要发送。发送时，第二字节每位从低位到高位顺序置1，以表示不同键值，向主机发送的数据如下：
power:
0000001000000001即02 01
sleep:
0000001000000010即02 02
wakeup:
0000001000000100即02 04
当按键抬起时，向主机发送零帧：即02 00
报告描述符中050c,0901表示以下是用户特殊功能键，定义字头是03，报告长度为8，需要8位即一个字节来表示所有的键值信息。不同的键值，是通过对字节从低到高的8位顺序置1来表示，对于我们的报告描述符，按键play/pause送入主机的键值应为：0000001100000001即03 01
以下列举三个常用按键按下时键盘向主机发送的键值：
www：报告描述符中第六个，送入主机的键值应把第六位置1，即：
0000001100100000即03 20
search:报告描述符中第五个，送入主机的键值应把第五位置1，即：
0000001100010000即03 10
mail：报告描述符中第二个，送入主机的键值应把第二位置1，即：
0000001100000010即03 02
当按键抬起时，向主机发送零帧：即03 00
系统方案
我们使用altera公司1k100qc208芯片作为系统的核心芯片，实现键盘扫描，编码，usb接口以及整体系统控制的功能，配以philips公司的p11a芯片，作为usb设备的和主机之间的 transceiver，外加一个改装后的带特殊功能键的键盘,组成usb带特殊功能键的键盘系统(图2)。
图2 系统实现
结语
通过以上方案，我们按照usb协议规定和主机通信，实现了usb多媒体键盘特殊功能键部分的功能。
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关键词：通用串行总线；系统特殊功能键；用户特殊功能键；报告描述符
引言
随着计算机接口技术的日新月异，传统的ps2键盘已不再对市场形成垄断，usb键盘正在逐渐扩大市场占有率。与此同时，usb键盘也在不断完善自身的功能，由于传统的107键结构键盘已无法满足用户的需要，所以带有特殊功能键的usb多媒体键盘也就应运而生。
usb
usb接口具有如下优点：即插即用(plug and play)的特性，并具有自动检测的功能；可扩充到127个设备，支持热插拔，无需关闭系统电源；最高可达480mbps传输速率(usb2.0协议支持，usb1.1协议最大支持12mbps)，可满足大多数设备的传输使用需要。
usb的数据传输共有四种类型：(1)控制传输；(2)中断传输；(3)批量传输；(4)同步传输。在usb键盘中只用到控制传输和中断传输。所有的usb设备，必须通过系统列举才可以正常使用。usb协议规定几种必需的描述符：设备描述符，配置描述符，接口描述符，端点描述符，hid描述符和报告描述符，键盘设备列举的过程，是设备根据自身的具体实际把描述符按主机要求的顺序和格式，通过d+和d-两路差分数据线，发送给主机的根集线器。列举成功后，设备管理器中显示此设备为人体学输入设备[1]。列举简单流程如图1所示。
图1 设备列举流程图
报告描述符
一个usb多媒体键盘，共包含三种按键：普通按键，系统特殊功能键和用户特殊功能键，其中系统特殊功能键有sleep、power和wakeup三个，用户特殊功能键较多，常用的有www, mail , my computer等。在usb列举中，对键盘的特殊功能键的描述，主要是通过键盘的报告描述符(表1，表2)来实现的，即按照usb协议[2]的要求，将给定的报告描述符发送给主机，主机通过分析接收到的报告描述符，判断出键盘的按键信息，然后实现对按键的响应。下面给出列举的报告描述符并详细说明。
描述符中0980表示其下的描述符是关于系统特殊功能键，定义头字节为02，第二个字节表示键值信息，报告数值为3，表示有三个不同的健值需要发送。发送时，第二字节每位从低位到高位顺序置1，以表示不同键值，向主机发送的数据如下：
power:
0000001000000001即02 01
sleep:
0000001000000010即02 02
wakeup:
0000001000000100即02 04
当按键抬起时，向主机发送零帧：即02 00
报告描述符中050c,0901表示以下是用户特殊功能键，定义字头是03，报告长度为8，需要8位即一个字节来表示所有的键值信息。不同的键值，是通过对字节从低到高的8位顺序置1来表示，对于我们的报告描述符，按键play/pause送入主机的键值应为：0000001100000001即03 01
以下列举三个常用按键按下时键盘向主机发送的键值：
www：报告描述符中第六个，送入主机的键值应把第六位置1，即：
0000001100100000即03 20
search:报告描述符中第五个，送入主机的键值应把第五位置1，即：
0000001100010000即03 10
mail：报告描述符中第二个，送入主机的键值应把第二位置1，即：
0000001100000010即03 02
当按键抬起时，向主机发送零帧：即03 00
系统方案
我们使用altera公司1k100qc208芯片作为系统的核心芯片，实现键盘扫描，编码，usb接口以及整体系统控制的功能，配以philips公司的p11a芯片，作为usb设备的和主机之间的 transceiver，外加一个改装后的带特殊功能键的键盘,组成usb带特殊功能键的键盘系统(图2)。
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结语
通过以上方案，我们按照usb协议规定和主机通信，实现了usb多媒体键盘特殊功能键部分的功能。
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