基于STM32的USB简易鼠标毕业设计.docVIP

基于STM32的USB简易鼠标毕业设计 目录 1.1 课题背景 USB 接口是串行总线通信端口，支持即插即用，在计算机领域应用非常广泛。HID设备是一种可以进行人机交互操作的设备，在USB设备中占有重要地位，可以辅助计算机进行各种操作，如常用的电脑摄像头、手写板等设备。一般USB设备的研发非常困难，不但要严格遵守USB协议，还要编写驱动程序。但HID设备使用的是操作系统自带的HID 驱动程序，免去了驱动程序的编写，加快了开发效率，因此一些简单的USB 设备，都喜欢枚举成HID 设备。USB接口不但具有热插拔功能而且还是即插即用的，非常方便。USB接口在理论上最多可以同时连接127个外设，如游戏手柄、手写板、键盘等。USB协议最早在1996年提出，经过多年的发展USB版本到现在已经发展为3.0版本。 从1975年第一个单片机产生后经过四代的发展，目前单片机具有生命周期长、接口内容丰富、运算速度快、低电压低功耗、价格便宜等优点。本次设计中使用的STM32是一款基于Cotex-M3内核的32位处理器。这款处理器具有低成本、高性能的有点，非常适合USB鼠标的设计。 鼠标自从1968年美国科学家研制出来后，基于其方便快捷操作简单等优点很快成为家喻户晓的产品，是现在每台电脑都必须配备的电子产品。从有线到无线，从滚球到光电，鼠标经过一代代的发展可以说是品种繁多，价格也是十几元到几千元的都有。在选购鼠标时，我们一般会挑选外观漂亮延迟小的产品，无论什么样的鼠标，目的只有一个，那就是舒适好用。。 1.2 基于STM32的USB鼠标的设计研究方法及目标 想让计算机把一个HID 设备识别为鼠标设备，要完成的主要工作是修改HID 设备的标准描述符。HID 设备的描述符主要包括5 个USB 的标准描述符和3 个HID 设备类特定描述符。通过修改描述符可以将HID 设备枚举为鼠标。本次设计使用C语言进行程序的编写。 本文所讲述的USB鼠标是采用STM32来实现的。它自身带的USB模块符合USB2.0规范和OTG1.3规范，支持全速12Mbps和低速1.2Mbps两种模式。而且STM32官方封装了很多库函数，对于编写USB驱动节省了很多时间。本次设计通过把符合HID协议的程序烧录到STM32开发板中，由开发板的四个按键控制window窗口光标的移动。 1.3 USB鼠标国内外研究现状 从原始鼠标、机械鼠标、光电鼠标（光学鼠标，激光鼠标）再到如今的触控鼠标，鼠标技术经历了漫漫征途终于修成正果。与主流PC部件相比，鼠标的技术革新显得非常保守，从道格拉斯博士的原始鼠标，再到后来的纯机械鼠标、光电鼠标、光机鼠标，以及光学鼠标，鼠标技术只经历寥寥几次大变革，其中真正算得上成功的其实只有光机鼠标和光学鼠标，它们也是当前鼠标技术的主流形态。其中，光机鼠标为过去的主流，我们一般也将它俗称作“机械鼠标”。光学鼠标，则是鼠标技术的发展方向，它已经大面积取代过时的光机鼠标产品。 2.1 USB简介 USB是英文Universal Serial Bus(通用串行总线)的缩写，是一个外部总线的标准，用于规范电脑与外部设备的连接和通讯，是应用在PC领域的接口技术。USB传输速度极快，使用很方便，它可以连接非常多的外设，比如：手写板、游戏手柄、U盘等。 现在USB设备已进入千家万户，应用之所以如此广泛，优点主要有以下几点： 1、支持热插拔，也就是即插即用。这让用户在使用外接设备时不需要进行关机再开机就可以完成硬件的安装，分分钟就可以使用，省时省力。 2、标准统一。常见的是IDE接口的硬盘，串口的鼠标键盘，并口的打印机扫描仪，可以有了USB之后，这些应用外设统统可以用USB接口与PC连接，这时就有了USB硬盘、USB鼠标、USB网卡等一系列设备。 3、可以连接多个设备。USB在PC上往往具有多个接口，可以同时连接多个外设，最高可连接127个设备。 USB协议出现过的版本有USB1.0、USB1.1、USB2.0以及现在必威体育精装版的USB3.0。USB的结构是主从模式，设备与设备之间不能互连，主机与主机之间也不能互连，于是就产生了USB OTG。USB OTG就是让同一个设备在不同场合下实现主机与从机之间的切换。在传输速度上，USB1.0和USB1.1版本只支持1.5Mb/s的低速模式和12Mb/s的全速模式。USB2.0中不仅支持这两种模式，还增添了速度更快的480Mb/s的高速模式。现在USB3.0已经非常完善，必威体育精装版发布的计算机产品都带有USB3.0接口，其最大传输速度更是达到恐怖的5.0Gbps。 2.2 USB的拓扑结构 前面提到，USB是一种主从结构的系统。主机在一般情况下都会具有一个或多个USB主控制器（host contr