一種無驅(qū)動(dòng)RFID閱讀器的USB固件程序設(shè)計(jì)

摘要：采用USB控制芯片PDIUSBD12和微控制器AT89S52構(gòu)成的硬件平臺(tái)，簡化了RFID閱讀器與PC之間的數(shù)據(jù)傳輸。基于HID1．1協(xié)議的程序設(shè)計(jì)將RFID閱讀器枚舉為PC的一個(gè)外接HID鍵盤，省去驅(qū)動(dòng)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(dòng)，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(dòng)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(dòng)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(dòng)識(shí)別設(shè)備，省去了復(fù)雜的驅(qū)動(dòng)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(shí)別設(shè)備。HID設(shè)備描述符包含5個(gè)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(gè)HID設(shè)備類特定描述符(HID描述符、報(bào)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(shí)別一個(gè)USB設(shè)備必須經(jīng)過枚舉過程，主機(jī)使用總線枚舉來識(shí)別和管理設(shè)備狀態(tài)的變化。總線枚舉過程如下：
①連接設(shè)備。USB設(shè)備接入U(xiǎn)SB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(gè)復(fù)位信號(hào)。
④設(shè)備默認(rèn)狀態(tài)。設(shè)備要從總線上接收到一個(gè)復(fù)位信號(hào)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(hào)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(shí)候，就對設(shè)備分配一個(gè)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(jì)與實(shí)現(xiàn)
3．1 硬件連接
PDIUSBD12是一個(gè)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(gè)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(gè)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。