ผลต่างระหว่างรุ่นของ "การติดต่อกับบอร์ด MCU ผ่าน USB ด้วย Arduino"

จาก Theory Wiki
ไปยังการนำทาง ไปยังการค้นหา
แถว 22: แถว 22:
 
</syntaxhighlight>
 
</syntaxhighlight>
 
:คำสั่งข้างต้นเป็นการเรียกไลบรารี V-USB มาใช้งาน แต่เนื่องจากไลบรารี V-USB ออกแบบไว้ใช้กับภาษา C ในขณะที่โค้ด Arduino เป็นภาษา C++ จึงต้องครอบไว้ด้วยคำสั่ง <tt>extern</tt> ดังที่เห็น
 
:คำสั่งข้างต้นเป็นการเรียกไลบรารี V-USB มาใช้งาน แต่เนื่องจากไลบรารี V-USB ออกแบบไว้ใช้กับภาษา C ในขณะที่โค้ด Arduino เป็นภาษา C++ จึงต้องครอบไว้ด้วยคำสั่ง <tt>extern</tt> ดังที่เห็น
−
* นิยามฟังก์ชัน <tt>void setup()</tt> เพื่อกำหนดหน้าที่ของขาอินพุทเอาท์พุทตามปกติ และเพิ่มโค้ดสำหรับสั่งไลบรารี V-USB ให้เตรียมการเบื้องต้นลงไปด้วยดังนี้
+
* นิยามฟังก์ชัน <tt>setup()</tt> เพื่อกำหนดหน้าที่ของขาอินพุทเอาท์พุทตามปกติ และเพิ่มโค้ดสำหรับสั่งไลบรารี V-USB ให้เตรียมการเบื้องต้นลงไปด้วยดังนี้
 
<syntaxhighlight lang="C">
 
<syntaxhighlight lang="C">
 
void setup()
 
void setup()
แถว 34: แถว 34:
 
   delay(300);
 
   delay(300);
 
   usbDeviceConnect();
 
   usbDeviceConnect();
 +
}
 +
</syntaxhighlight>
 +
* นิยามฟังก์ชัน <tt>loop()</tt> ให้มีการเรียกใช้ฟังก์ชัน <tt>usbPoll()</tt> ของไลบรารี V-USB โดยให้แน่ใจว่าฟังก์ชันนี้ต้องถูกเรียกซ้ำ ๆ ภายในระยะเวลาไม่เกิน 50 มิลลิวินาทีอย่างต่อเนื่อง ไม่เช่นนั้นอุปกรณ์จะตอบสนองต่อคำร้องขอจากโฮสท์ไม่ทันและมีผลทำให้โฮสท์ตัดการเชื่อมต่อในที่สุด
 +
<syntaxhighlight lang="C">
 +
void loop()
 +
{
 +
  // ประมวลผลตามต้องการ แต่ต้องให้แล้วเสร็จภายใน 50 มิลลิวินาที
 +
  // :
 +
 +
  // สั่ง V-USB ให้เฝ้าดูสัญญาณการร้องขอจากโฮสท์
 +
  usbPoll();
 
}
 
}
 
</syntaxhighlight>
 
</syntaxhighlight>

รุ่นแก้ไขเมื่อ 09:10, 2 พฤศจิกายน 2557

วิกินี้เป็นส่วนหนึ่งของรายวิชา 01204223

ที่ผ่านมานั้นเราใช้พอร์ท USB เป็นเพียงแหล่งจ่ายพลังงานและโปรแกรมเฟิร์มแวร์เท่านั้น วิกินี้อธิบายถึงขั้นตอนและตัวอย่างการพัฒนาเฟิร์มแวร์ภายใต้สภาพแวดล้อมของ Arduino เพื่อให้บอร์ดไมโครคอนโทรลเลอร์จำลองตัวเองเป็นอุปกรณ์ USB ความเร็วต่ำ สำหรับสื่อสารกับแอพลิเคชันที่ทำงานบนเครื่องคอมพิวเตอร์ได้

ไลบรารีและเครื่องมือที่จำเป็น

ให้แน่ใจว่าได้ติดตั้งไลบรารีและเครื่องมือที่จำเป็นตามที่ได้อธิบายไว้ในวิกิด้านล่าง ก่อนเริ่มทำตามขั้นตอนในวิกินี้

การใช้งานไลบรารี V-USB

การเขียนโค้ดเพื่อเรียกใช้งานไลบรารี V-USB ภายใต้สภาพแวดล้อมของ Arduino มีขั้นตอนหลัก ๆ ดังนี้

  • สร้างไฟล์ usbconfig.h เพื่อบอกไลบรารี V-USB ถึงคุณลักษณะของอุปกรณ์ USB ที่เราต้องการให้บอร์ด MCU จำลองตัวเองขึ้นมา เนื่องจากการตั้งค่าต่าง ๆ ถูกระบุไว้ในรูปมาโครเป็นจำนวนมาก วิธีที่สะดวกและเสี่ยงต่อความผิดพลาดน้อยที่สุดคือคัดลอกเนื้อหามาจากไฟล์ usbconfig-prototype.h ที่อยู่ในไดเรคตอรี usbdrv ที่ได้จากการติดตั้ง V-USB ตามขั้นตอนก่อนหน้านี้ การตั้งค่าหลัก ๆ ที่สำคัญได้แก่
    • USB_CFG_VENDOR_ID และ USB_CFG_DEVICE_ID ใช้กำหนดค่า Vendor ID (VID) และ Product ID (PID) ให้กับอุปกรณ์ USB ตัวเลขคู่นี้จะถูกตีความโดยระบบปฏิบัติการว่าเป็นอุปกรณ์ USB ประเภทใด เช่นเครื่องพิมพ์ เมาส์ คียบอร์ด ฯลฯ เพื่อที่ตัวระบบปฏิบัติการจะได้จัดหาตัวขับเคลื่อนอุปกรณ์ (device driver) มาใช้งานได้อย่างเหมาะสม ในตัวอย่างนี้มีการกำหนดค่า VID และ PID ให้เป็น 0x16c0 และ 0x05dc ตามลำดับ ซึ่งเป็นการไม่ระบุประเภทอุปกรณ์ ดูข้อมูลเพิ่มเติมจากหัวข้อ #เกี่ยวกับหมายเลข VID/PID
    • USB_CFG_VENDOR_NAME ใช้กำหนดชื่อผู้ผลิตอุปกรณ์ที่จะปรากฏให้เห็นผ่านระบบปฏิบัติการ ระบุในรูปรายการอักขระคั่นด้วยคอมม่า พร้อมทั้งระบุความยาวชื่อให้กับมาโคร USB_CFG_VENDOR_NAME_LEN ในที่นี้เราจะกำหนดชื่อผู้ผลิตเป็น cpe.ku.ac.th เพื่อให้สอดคล้องกับแนวปฏิบัติของไลบรารี V-USB
    • USB_CFG_DEVICE_NAME ใช้กำหนดชื่อของอุปกรณ์ที่จะปรากฏให้เห็นผ่านระบบปฏิบัติการ ระบุในรูปรายการอักขระคั่นด้วยคอมม่า พร้อมทั้งระบุความยาวชื่อให้กับมาโคร USB_CFG_DEVICE_NAME_LEN ในที่นี้ให้กำหนดชื่อในรูป ID xxxxxxxxxx โดยที่ xxxxxxxxxx แทนรหัสนิสิตของตน
  • สร้าง Arduino Sketch ขึ้นมาใหม่ แล้วพิมพ์คำสั่งต่อไปนี้ที่ส่วนหัวของไฟล์
extern "C" {
#include "usbdrv.h"
}
คำสั่งข้างต้นเป็นการเรียกไลบรารี V-USB มาใช้งาน แต่เนื่องจากไลบรารี V-USB ออกแบบไว้ใช้กับภาษา C ในขณะที่โค้ด Arduino เป็นภาษา C++ จึงต้องครอบไว้ด้วยคำสั่ง extern ดังที่เห็น
  • นิยามฟังก์ชัน setup() เพื่อกำหนดหน้าที่ของขาอินพุทเอาท์พุทตามปกติ และเพิ่มโค้ดสำหรับสั่งไลบรารี V-USB ให้เตรียมการเบื้องต้นลงไปด้วยดังนี้
void setup()
{
  // ตั้งค่าอินพุท/เอาท์พุทตามปกติ
  // :

  // สั่งให้ V-USB เตรียมตัวขั้นต้น
  usbInit();
  usbDeviceDisconnect();
  delay(300);
  usbDeviceConnect();
}
  • นิยามฟังก์ชัน loop() ให้มีการเรียกใช้ฟังก์ชัน usbPoll() ของไลบรารี V-USB โดยให้แน่ใจว่าฟังก์ชันนี้ต้องถูกเรียกซ้ำ ๆ ภายในระยะเวลาไม่เกิน 50 มิลลิวินาทีอย่างต่อเนื่อง ไม่เช่นนั้นอุปกรณ์จะตอบสนองต่อคำร้องขอจากโฮสท์ไม่ทันและมีผลทำให้โฮสท์ตัดการเชื่อมต่อในที่สุด
void loop()
{
  // ประมวลผลตามต้องการ แต่ต้องให้แล้วเสร็จภายใน 50 มิลลิวินาที
  // :

  // สั่ง V-USB ให้เฝ้าดูสัญญาณการร้องขอจากโฮสท์
  usbPoll();
}

ตัวอย่างโปรแกรม

ดาวน์โหลดตัวอย่างโปรแกรม usb_generic.tgz แล้วแตกเอาไว้ในไดเรคตอรีที่เก็บ sketch ของ Arduino

เฟิร์มแวร์สำหรับฝั่งดีไวซ์

ซอร์สโค้ดหลัก

แอพลิเคชันฝั่งโฮสท์

เกี่ยวกับหมายเลข VID/PID

ชุดตัวเลข VID/PID ที่กำหนดให้กับอุปกรณ์ USB ไม่ควรตั้งเอาเองตามใจชอบเนื่องจากระบบปฏิบัติการจะอาศัยตัวเลขคู่นี้ในการเลือกซอฟต์แวร์ไดรเวอร์ที่จะมาควบคุมอุปกรณ์ โดยทั่วไปการจะได้มาซึ่งเลข VID/PID เพื่อใช้กับอุปกรณ์ที่เราสร้างขึ้นจำเป็นต้องสมัครเป็นสมาชิกของ USB Implementers Forum (ค่าสมาชิกปีละ 4,000 เหรียญสหรัฐ) หรือซื้อตัวเลข VID มาจากผู้ที่เป็นสมาชิกอีกทีหนึ่ง

อย่างไรก็ตาม Object Development ผู้พัฒนาไลบรารี V-USB ได้เตรียมชุดตัวเลข VID/PID ไว้ให้เราใช้งานโดยไม่เสียค่าใช้จ่าย ค่า 16C0:xxxx ที่เราเลือกนำมาใช้งานก็ได้มาจากตัวเลขในชุดดังกล่าว รายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับการกำหนดค่า VID และ PID ให้กับอุปกรณ์ USB รวมถึงหลักเกณฑ์การปฏิบัติในการผลิตอุปกรณ์ USB สู่สาธารณะ สามารถศึกษาเพิ่มเติมได้จากเนื้อหาในไฟล์ USB-ID-FAQ.txt และไฟล์ USB-IDs-for-free.txt ในไดเรคตอรี usbdrv ที่ได้จากการติดตั้งไลบรารี V-USB รวมถึงเอกสาร How to obtain an USB VID/PID for your project

ดึงข้อมูลจาก "https://theory.cpe.ku.ac.th/wiki/index.php?title=การติดต่อกับบอร์ด_MCU_ผ่าน_USB_ด้วย_Arduino&oldid=47299"