Мобильное ведущее usb hid-устройство на базе платформы Arduino micro

1 ОБЩЕТЕХНИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ
РАЗРАБОТКИ ПРИБОРА

1. 
   Анализ исходных данных
   

В рамках курсового проекта необходимо разработать мобильный ведущее USB HID-устройство на базе платформы Arduino micro. Данное устройство предназначено для подключения к мобильному устройству через USB-порт и использовать для управления им. Устройство имеет клавишную матрицу, джойстик, а также возможность подключения дополнительных модулей.

Мобильный USB HID-устройство имеет следующие параметры: 
1 Интерфейс: USB 2.0 или USB 3.0.
2 Количество кнопок: от 1 до нескольких.
3 Количество осей: от 1 до нескольких.
4 Разрешение: от нескольких десятков до нескольких тысяч пикселей.
5 Частота опроса: от нескольких десятков до нескольких сотен Гц.
6 Типы данных: абсолютные или относительные координаты, кнопки, колеса прокрутки и т.д.
7 Поддержка мультитач..
8 Поддержка гироскопа и акселерометра.
9 Дополнительные функции: сканер отпечатков пальцев, RFID-считыватель, датчик биометрических параметров и т.д.
Устойчивость к климатическим воздействиям должна соответствовать ГОСТ 15150-69 УХЛ 1.3, требования к надежности по ГОСТ 27.003-90. Габаритные размеры прибора должны быть не более 48 х 18 и массой не более 0,3 кг.
HID (аббревиатура от Human Interface Device – устройство взаимодействия с человеком) или USB HID обычно используется для описания аппаратных устройств, которые позволяют пользователю взаимодействовать с компьютером или мобильным устройством. Хорошие примеры HID устройств это компьютерная клавиатура и мышь. Также к USB HID устройствами относятся игровые контроллеры (современные джойстики, руль, педали) и другие устройства.

2. 
   Теоретические сведения и принципы функционирования
   

отдельных узлов прибора
Основные понятие, Arduino – это инструмент для проектирования электронных устройств (электронный конструктор), более плотно взаимодействующих с окружающей физической средой, чем стандартные персональные компьютеры, которые фактически не выходят за рамки виртуальности.

Arduino применяется для создания электронныхустройств с возможностью приема сигналов от различных цифровых и аналоговых датчиков, которые могут быть подключены к нему, и управления различными исполнительными устройствами. Проекты устройств, основанные на Arduino, могут работать самостоятельно или взаимодействовать с программным обеспечением на компьютере (например, Flash, Processing и MaxMSP). Ниже на рисунке 1.1 изображено внешний вид модификации Arduino micro.

Рисунок 1.1 - Внешний вид модификации Arduino micro

Все платы Arduino содержат основные компоненты, необходимые для программирования и совместной работы с другими схемами.Ниже на рисунке 1.2 изображено компоненты платы Arduino micro.
Рисунок. 1.2 - Компоненты платы Arduino micro.
Большинство плат Arduino оснащено светодиодом отладки (Debug), подсоединенным к контакту 13, который позволит реализовать программу c мигающим светодиодом без дополнительных компонентов.

Краткая характеристика данной платы представлена в таблице 1.1. Особенностью микроконтроллерных плат семейства Arduino является возможность загружать в микроконтроллер программу, написанную на языке высокого уровня C непосредственно по интерфейсу USB, не используя специальные программаторы.

Ниже представлена на рисунке 1.3 цоколевка микросхемы ATmega328

Рисунок 1.3 - Цоколевка микросхемы ATmega328

Платформа Arduino пользуется популярностью во всем мире благодаря удобству и простоте языка программирования, а также открытой архитектуре и программному коду.
Таблица 1.1
Характеристики микроконтроллерной платы Arduino micro