摘要：采用USB控制芯片PDIUSBD12和微控制器AT89S52構成的硬件平臺，簡化了RFID閱讀器與PC之間的數(shù)據(jù)傳輸?；贖ID1．1協(xié)議的程序設計將RFID閱讀器枚舉為PC的一個外接HID鍵盤，省去驅動程序的安裝。只要打開記事本就能記錄電子標簽的EPC、TID等特征信息，可滿足快速發(fā)展的RFID產(chǎn)業(yè)對RFID閱讀器多樣性的需求。
關鍵詞：HID鍵盤；AT89S52；PDIUSBD12

引言
    市面上大多數(shù)RFID閱瀆器采用串口或PS2接口與PC通信，串口方式需要安裝USB轉串口驅動，PS2接口不支持熱插拔。為了彌補以上兩者的缺陷，本文提出了采用USB接口與PC通信的方式。HID類設備是應用最廣泛的一類USB設備，Windows等操作系統(tǒng)內嵌的HID類驅動程序、鍵盤、鼠標等通用HID設備得到了廣泛的應用。從Windows98操作系統(tǒng)開始，為HID類設備提供了通用的驅動程序，所以只要按照HID設備類的規(guī)范編寫設備的固件程序，就能夠讓Windows系統(tǒng)自動識別設備，省去了復雜的驅動程序編寫過程。

1 HID設備描述符
    在USB中，USB HOST通過各種描述符來識別設備。HID設備描述符包含5個USB基本描述符(設備描述符、配置描述符、接口描述符、端點描述符、字符串描述符)和3個HID設備類特定描述符(HID描述符、報告描述符、實體描述符)，它們之間的關系如圖1所示。

2 HID設備枚舉
    USB主機識別一個USB設備必須經(jīng)過枚舉過程，主機使用總線枚舉來識別和管理設備狀態(tài)的變化?？偩€枚舉過程如下：
    ①連接設備。USB設備接入USB總線。
    ②設備上電。USB設備可使用USB總線供電，也可使用外部電源供電。
    ③主機檢測到設備，發(fā)出復位。設備連接到總線后，主機通過檢測設備在總線的上拉電阻，檢測新的設備連接，并判斷該設備是全速設備還是低速設備，然后向該端口發(fā)送一個復位信號。
    ④設備默認狀態(tài)。設備要從總線上接收到一個復位信號后，才可以對總線的處理操作作出響應。設備接收到復位信號后，就使用默認地址(00H)來對其進行尋址。
    ⑤地址分配。當主機接收到有設備對默認地址(00H)響應的時候，就對設備分配一個空間地址，以后設備就只對該地址進行響應。
    ⑥依次讀取HID設備的設備描述符、配置描述符、接口描述符、HID描述符、端點描述符、字符串描述符。

3 HID接口固件設計與實現(xiàn)
3．1 硬件連接
    PDIUSBD12是一個純粹的USB接口芯片，僅處理USB通信，自身不帶微控制器，需要有一個微控制器對它進行控制。微控制器AT89S52與PDIUSBD12的連接如圖2所示。ALE接低電平表示一個獨立的地址和數(shù)據(jù)總線配置。PDIUSBD12的A0引腳控制PDIUSBD12的命令和數(shù)據(jù)狀態(tài)。AT89 S52的地址和數(shù)據(jù)總線可直接與PDIUSBD12的數(shù)據(jù)總線相連。

3．2 程序設計
    PDIUSBD12接收主機的建立包時產(chǎn)生一個中斷，微控制器響應中斷，然后通過讀PDIUSBD12的中斷寄存器決定數(shù)據(jù)包是發(fā)送到控制端點還是普通端點。如果數(shù)據(jù)包是送往控制端點，微控制器通過讀PDIUSBD12最后處理狀態(tài)寄存器。進一步確定數(shù)據(jù)包是否是一個建立包。然后進入到控制端點輸入或輸出服務子程序。具體程序流程如圖3所示。其中，USB沒備的枚舉過程由控制端點來完成，傳入主機顯示的數(shù)據(jù)由普通端點完成。

    由于程序中將設備枚舉為HID鍵盤，所以傳輸時應滿足HID鍵盤的要求，例如在HID鍵盤的端點描述符中盧明，主機每10 ms之內響應一次設備，所以每傳輸一個數(shù)據(jù)必須等待10 ms才能傳下一個，如果兩次傳輸相同的數(shù)據(jù)，必須在其中插入一個空包(00，00，00，00，00，00，00，00)，否則主機會認為只傳輸一個數(shù)據(jù)。鍵盤碼詳見HIDUsage Tables，數(shù)據(jù)包由8個字節(jié)構成，前兩個字節(jié)為0，后面為鍵值，每一個字節(jié)表示一個按鍵。理論上一次可以傳輸6個按鍵，但是實驗過程中丟失鍵值經(jīng)常發(fā)生，所以只采用第3個字節(jié)傳輸，其余字節(jié)為0。
   
 
3．3 程序運行結果
    設備枚舉為HID鍵盤如圖4所示，成功將設備枚舉成HID鍵盤。

    首先利用RFID閱讀器的桌面DEMO程序給標簽的USER區(qū)寫入驗證的數(shù)據(jù)，然后利用閱讀器將寫入的數(shù)據(jù)讀取，經(jīng)過HID方式傳送到記事本上，數(shù)據(jù)傳輸如圖5所示。

結語
    本設計滿足了RFID閱讀器傳輸數(shù)據(jù)量不大，速度要求不高，但必須在短時間內作出響應的要求。設備無須編寫驅動程序，連接PC后就能工作，縮短了開發(fā)的時間。