摘要：采用USB控制芯片PDIUSBD12和微控制器AT89S52構(gòu)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(shè)計將RFID閱讀器枚舉為PC的一個外接HID鍵盤，省去驅(qū)動程序的安裝。只要打開記事本就能記錄電子標(biāo)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(guān)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(zhuǎn)串口驅(qū)動，PS2接口不支持熱插拔。為了彌補(bǔ)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(shè)備是應(yīng)用最廣泛的一類USB設(shè)備，Windows等操作系統(tǒng)內(nèi)嵌的HID類驅(qū)動程序、鍵盤、鼠標(biāo)等通用HID設(shè)備得到了廣泛的應(yīng)用。從Windows98操作系統(tǒng)開始，為HID類設(shè)備提供了通用的驅(qū)動程序，所以只要按照HID設(shè)備類的規(guī)范編寫設(shè)備的固件程序，就能夠讓W(xué)indows系統(tǒng)自動識別設(shè)備，省去了復(fù)雜的驅(qū)動程序編寫過程。

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

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

3 HID接口固件設(shè)計與實(shí)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(jìn)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(dú)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(shè)計
    PDIUSBD12接收主機(jī)的建立包時產(chǎn)生一個中斷，微控制器響應(yīng)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(diǎn)還是普通端點(diǎn)。如果數(shù)據(jù)包是送往控制端點(diǎn)，微控制器通過讀PDIUSBD12最后處理狀態(tài)寄存器。進(jìn)一步確定數(shù)據(jù)包是否是一個建立包。然后進(jìn)入到控制端點(diǎn)輸入或輸出服務(wù)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(diǎn)來完成，傳入主機(jī)顯示的數(shù)據(jù)由普通端點(diǎn)完成。

    由于程序中將設(shè)備枚舉為HID鍵盤，所以傳輸時應(yīng)滿足HID鍵盤的要求，例如在HID鍵盤的端點(diǎn)描述符中盧明，主機(jī)每10 ms之內(nèi)響應(yīng)一次設(shè)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(jī)會認(rèn)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(gòu)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(shí)驗(yàn)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(yùn)行結(jié)果
    設(shè)備枚舉為HID鍵盤如圖4所示，成功將設(shè)備枚舉成HID鍵盤。

    首先利用RFID閱讀器的桌面DEMO程序給標(biāo)簽的USER區(qū)寫入驗(yàn)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(jié)語
    本設(shè)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(nèi)作出響應(yīng)的要求。設(shè)備無須編寫驅(qū)動程序，連接PC后就能工作，縮短了開發(fā)的時間。