Мобильное ведущее usb hid-устройство на базе платформы Arduino micro

4.3 Разработка схемы алгоритма функционирования
USB HID-устройства начинается с его подключения к хост-устройству через USB кабель. Затем хост-устройство производит идентификацию HID-устройства и выделяет для него адрес на шине USB.
Далее HID-устройство ожидает команд от хост-устройства и реагирует на них в соответствии с назначенной ему функцией. Например, если HID-устройство является мышью, то оно передает информацию о движении курсора и нажатий кнопок на хост-устройство.
Модель функционирования USB HID-устройства можно представить в виде конечного автомата с состояниями:
1 Начальное состояние, когда устройство ожидает подключения к хост-устройству.
2 Состояние идентификации, когда HID-устройство передает свои характеристики хост-устройству, такие как VID/PID (Vendor ID/Product ID), дескрипторы HID-устройства и т.д.
3 Состояние передачи данных когда HID-устройство активно обменивается данными с хост-устройством и реагирует на его команды.
4 Состояние отключения, когда HID-устройство отключается от шины USB.
Схема алгоритма функционирования USB HID-устройства:
1 Инициализация HID-устройства при подключении к хост-устройству.
2 Ожидание команд от хост-устройства.
3 Принятие команд от хост-устройства и реакция на них.
4 Отправка данных на хост-устройство в ответ на его запросы или события.
5 Ожидание отключения от хост-устройства.
6 Отключение HID-устройства от шины USB при необходимости.
Таким образом, разработка модели и алгоритма функционирования USB HID-устройства позволяет определить его основные этапы работы и обеспечить правильную взаимодействие с хост-устройством.

5 РАЗРАБОТКА КОНСТРУКЦИИ
ПРОЕКТИРУЕМОГО ПРОЕКТА
5.1 Выбор и обоснование элементной базы
Выбор элементной базы проводится на основе принципиальной электрической схемы с учетом требований, изложенных в технических условиях. Эксплуатационная надежность элементной базы во многом определяется правильным выбором типов элементов при проектировании использовании в режимах, не превышающие допустимые.
Ранее, в предыдущих главах, было рассказано о выборе основных элементов проектируемого устройства, а также обоснование данного выбора. Для правильного подбора элементов на основе требований учитывались рабочие температуры и относительная влажность, при которых функционирует тот или иной компонент. В технических условиях указано, что устойчивость к климатическим воздействиям устройства должно соответствовать ГОСТ 15150-69 УХЛ 1.3, что означает, что устройство должно нормально функционировать в рабочих температурах в пределах от −60 °С до +40 °С, а также среднегодовой относительной влажности 75 % при +15 °С и верхним значением относительной влажности 100 % при +25 °С.

Проектируемое устройство также должно соответствовать указанным в технических условиях габаритам, а именно – не более 100x80x40 мм. На основании этих условий выбирались компоненты достаточного малых габаритов, которые можно было без особых трудностей расположить на печатной плате. Например, на рисунке 5.1 изображены размеры используемого на печатной плате резистора сопротивлением 10кОм CRT0805- BY-1002ELF.

Рисунок 5.1 – Размеры резистора CRT0805-BY-1002ELF

Данный конденсатор с емкостью 1 мкФ идеально подходит по размерам и устойчивости к климатическим воздействиям, а именно рабочей температуре и относительной влажности воздуха.
Примером ещё одного компонента, который используется на печатной плате является конденсатор C1210C105Z5UACTU. Размеры данного резистора также представлены на рисунке 5.2.
Данный конденсатор емкостью 1 мкФ идеально подходит по размерам и устойчивости к климатическим воздействиям, а именно рабочей температуре и относительной влажности воздуха.

Рисунок 5.2 – Размеры конденсатора C1210C105Z5UACTU
Далее можно перейти к детальной проработке основных конструктивных элементов изделия, то есть печатной платы, несущих конструкций и так далее.