usb report rate что это на клавиатуре
Терминология
Наиболее распространенные механические клавиатуры с точки зрения возможности одновременного нажатия клавиш (см. Key Rollover ) – это 6KRO и NKRO: шесть нажатий и неограниченное количество нажатий соответственно. Однако встречаются и другие варианты. В маркировке #KRO символ # – это то самое максимальное количество клавиш, которые можно нажать одновременно и не сомневаться в том, что сигнал от каждой из них будет правильно обработан и передан компьютеру. Большинство мембранных клавиатур выпускается в классах 2KRO или 3KRO. Среди механических встречаются и клавиатуры класса 20 KRO : то есть, ограничение по количеству нажатий все же есть, но, согласитесь, лимит в 20 клавиш – это очень демократично.
6-Key Rollover / 6KRO – 6 одновременных нажатий клавиш
На сегодня это самый распространенный класс механических клавиатур с подключением по USB. Маркировка 6KRO означает, что вы можете нажать до шести клавиш одновременно (плюс клавиши-модификаторы вроде CTRL, ALT и т.д.), и компьютер получит и обработает соответствующие сигналы от каждой из них. Как правило, 6-клавишного ограничения более чем достаточно – ситуаций, в которых вам будет нужно разом нажать на семь и более клавиш, не так уж много, даже в играх. Но если вы пользуетесь семью и более клавишами одновременно, всегда можно приобрести механическую клавиатуру класса NKRO (см. No Key Rollover): здесь ограничения по количеству одновременно нажатых клавиш нет вообще.
Actuation Force / Activation Force – Сила срабатывания
Точка срабатывания (или рабочая позиция) – это та длина хода клавиши, на которой клавиатура распознает сигнал от ее нажатия. Соответственно, сила срабатывания – это тот уровень усилия, которое необходимо приложить, чтобы механический переключатель сработал. Обычно для удобства выражается в граммах.
Bottoming Out – Нажатие клавиш до упора
При максимальном нажатии на клавишу ее переключатель оказывается «на самом дне» (англ. bottom) – отсюда и термин: клавиша касается дна, будучи выжатой до упора. Отчасти из-за этой особенности механические клавиатуры называют громкими. При нажатии до конца клавиша ударяется о « дно » и появляется характерный звук удара пластика о пластик. Чтобы исключить возможность такого удара, многие пользуются специальными насадками – резиновыми кольцами O-Ring толщиной 0.2 мм. или 0.4 мм.
Chattering
Click vs Clack – Клик и щелчок
«Клик» – это срабатывание механического переключателя (исключительно в том же ключе, что и «кликнуть кнопкой мыши»); английское «клэк» – щелчок – используется для обозначения звука при нажатии клавиши до упора, когда ее переключатель находится в максимально выжатом положении.
Clicky Switch – Кликающий переключатель
Такие переключатели, как нетрудно догадаться, издают заметный «клик» при пользовании механической клавиатурой. Как правило, они пользуются популярностью у машинисток и стенографисток; важно понимать, что они издают существенно более громкие звуки, чем другие механические переключатели. Если поблизости от вас часто оказываются чувствительные к шуму коллеги или супруги, возможно, такая клавиатура вам не подойдет.
Compact / Compact Layout – Компактная клавиатура
Некоторые клавиатуры оборудованы примерно тем же количеством клавиш, что и стандартные полноразмерные, однако клавиши на них расположены немного по-другому, чтобы сэкономить на ширине. Такие клавиатуры и называются компактными.
Double Tap – Двойное касание
Довольно очевидно: быстрое нажатие на одну клавишу дважды – одно нажатие за другим. Как правило, встречается преимущественно в играх.
Ghosting – Фиктивные нажатия
Речь идет о ситуациях, когда клавиатура отсылает сигнал нажатия клавиши, которую вы на самом деле не нажимали (по-англ. ghost означает «призрак», «привидение»). Это конструктивная особенность мембранных клавиатур. Как правило, в механических клавиатурах подобные ситуации сводятся к минимуму за счет поддержки количества одновременных нажатий клавиш (см. Key Rollover ). Иногда производители механических клавиатур изощряются и указывают в описании, что те оснащены технологией Anti Ghosting, нейтрализующей проблему фиктивных нажатий; на самом деле они всего лишь имеют в виду, что их клавиатура – класса NKRO. Зачем они это делают? Вероятнее всего, им кажется, что так звучит круче.
HHKB
Механическая клавиатура Happy Hacking Keyboard производится торговой маркой PFU Systems, входящей в группу компаний Fujitsu, и работает на основе технологии переключателей Topre.
Key Bounce / Key Bouncing / Chattering – Дребезг клавиш
Дребезг клавиш (реже – «дрожание клавиш») – это характеристика срабатывания механических переключателей, когда одно-единственное нажатие считывается как несколько нажатий подряд. Как правило, эту проблему можно устранить при помощи ряда фильтров, но бракованный переключатель может, все равно, оказаться «чувствительным» и фильтры обойти.
При касании контактов механического переключателя его пружина может, какое-то время, «дрожать», замыкая и размыкая контакты, прежде чем зафиксирует свое положение. При изготовлении контроллеров для клавиатуры это учитывают и выбирают такую скорость обработки нажатия, чтобы она, с одной стороны, была достаточно высокой для бесперебойной и своевременной передачи сигнала от клавиатуры компьютеру, а с другой стороны – достаточно низкой, чтобы клавиатура была способна игнорировать дребезг. То есть, такой контроллер «берет паузу» в несколько миллисекунд – и только тогда передает сигнал в компьютер. Как правило, механическим клавиатурам достаточно паузы в 5 миллисекунд, в то время как мембранные ощутимо менее эффективны в этом плане.
Не стоит путать дребезг клавиш с характеристикой «скорости срабатывания» (key speed), которую можно встретить на некоторых игровых клавиатурах. Наглядный пример – модель Ducky DK9008 с опциями скорости 1x, 2x, 3x и 4x (они регулируются клавишами в верхней правой части клавиатуры). Эта скоростная характеристика отражает, сколько раз сигнал будет передан компьютеру за заданный промежуток времени. К примеру, нажав клавишу S только один раз на установке 4x, вы получите в «Блокноте» нечто подобное: SSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSS.
Key Lifecycle – Срок эксплуатации клавиш
Срок службы переключателя клавиши отражает, сколько раз можно нажать на нее и рассчитывать на ее срабатывание, прежде чем клавиша откажется вам служить. Как правило, для механических клавиатур характерны сроки эксплуатации в районе 20-50 миллионов нажатий. Для наиболее популярных переключателей Cherry MX это значение – 50 миллионов.
Key Rollover / KRO – Количество одновременных нажатий клавиш
Keyboard Matrix – Клавиатурная матрица
Если бы в клавиатуре все клавиши соединялись друг с другом по отдельности, ее начинка была бы похожа на баловство Безумного шляпника; поэтому клавишные переключатели организованы при помощи матрицы. Клавиатурная матрица – это набор электронных схем, расположенных под клавишами; под каждой из них цепь по умолчанию разомкнута – но при нажатии переключатель опускается и замыкает ее. Это служит сигналом, который тут же обрабатывается и передается компьютеру.
Особенности матрицы под переключателями зависят от количества одновременных нажатий клавиш, которые допускает клавиатура.
Linear Switch – Линейный переключатель / Переключатель равномерного нажатия
Mechanical Keyboard – Механическая клавиатура
В отличие от мембранных, все клавиши механических клавиатур оснащены индивидуальными переключающими механизмами, записывающими нажатия на клавиши – вместо единой мембраны, к которой подведены все клавиши. По факту, мы имеем ощутимую разницу в использовании клавиатуры во время игры или набора текста. К примеру, переключатели Blue Cherry MX – это клик-тактильные механические переключатели, при нажатии на которые пальцам пользователя передается выраженная отдача в сочетании с явственным кликом при срабатывании; во многом напоминает процесс пользования кнопкой мыши. Таким образом, сами тактильные ощущения от взаимодействия с механической клавиатурой существенно отличаются от мембранной; разные пользователи отдают предпочтение разным ощущениям при нажатии клавиш, а, значит, и разным клавиатурам.
Membrane Keyboard – Мембранная клавиатура
У мембранных клавиатур крышки клавиш расположены над каучуковыми колпачками, под которыми, в свою очередь, расположена цельная мембрана из полимеров. Она покрывает собой всю площадь под клавишами, а срабатывание клавиши происходит при полноценном нажатии на нее до упора – в этот момент на определенную точку на мембране осуществляется давление. Длина хода клавиатуры определяется толщиной слоя мембраны, который, как правило, составляет порядка 3,5-4 мм. Сегодня мембранные клавиатуры, безусловно, являются самым широко распространенным воплощением клавиатурной архитектуры за счет дешевизны производства.
No Key Rollover / NKRO – Неограниченное количество одновременных нажатий клавиш
Normally Open – Нормально разомкнутый
Таким определением награждается электрический контакт, который в исходном положении разомкнут (открыт).
Otaku – «Отаку»
В мире механических клавиатур термин «Отаку» относится к пустым крышкам клавиш – к тем, на которых не нанесена никакая маркировка. Наверное, самый известный пример такой клавиатуры – Das Keyboard Ultimate, однако, многие производители механических клавиатур выпускают такие модели.
Вне контекста клавиатур слово «отаку» в Японии используется, помимо прочего, для обозначения молодых людей, виртуозно разбирающихся в компьютерных технологиях – вплоть до того, что из-за этого увлечения им приходится жертвовать своими социальные навыки; попросту говоря, «отаку» – это гик или нерд. Безусловно, некая связь между этими двумя значениями терминов прослеживается: как-никак, нужно действительно мастерски владеть клавиатурой, чтобы всегда набирать на ней вслепую, не имея возможности свериться с маркировкой клавиш.
Ping – Пинг
Явственно различимый звук, который иногда издает пружина, расположенная внутри механического переключателя.
Plate Mounted vs PCB Mounted Switches – Переключатели на металлических или печатных платах
Переключатели могут крепиться на металлическую пластинку, покрывающую печатную плату с микросхемами – или непосредственно на саму печатную плату. Это может сказываться на ощущениях от работы с клавишами и общем качестве сборки клавиатуры.
Polling Rate – Частота опроса
Если для мышки от частоты опроса напрямую зависит точность и скорость курсора, то для клавиатуры она роли практически не играет. Давайте предположим, что у нас есть клавиатура с аналогичными Cherry MX переключателями – их задержка срабатывания, или время реакции, составляет 5 миллисекунд (кстати, очень щедро). Даже если вы обладаете сверхчеловеческими рефлексами и скоростью движений, реакция клавиатуры на нажатие какой бы то ни было клавиши будет запаздывать как минимум на эти 5 миллисекунд. Поэтому любая частота опроса выше 200Гц, в лучшем случае, совершенно бесполезна – и становится лишь маркетинговой уловкой. Более того, высокий показатель может даже навредить: процессор будет перегружен частыми и ненужным опросами. Кстати, в отличие от USB-клавиатур, подключенные через порт PS/2 клавиатуры вообще не опрашиваются – они регистрируют и передают сигнал непосредственно при нажатии: это провоцирует так называемое аппаратное прерывание – и процессор, в свою очередь, это нажатие регистрирует.
PS/2 Interface – Порт PS/2
Порт PS/2 – это 6-разъемный коннектор типа Mini-DIN, который используется для подключения мышки или клавиатуры к совместимым с ПК компьютерным системам. Название PS/2 расшифровывается довольно неинтересно – речь идет о линейке персональных компьютеров IBM, которая называлась Personal System/2: она появилась на рынке в 1987 году. Несмотря на то что эта технология существенно старше технологии подключения USB, с точки зрения качества работы подключение через PS/2 превосходит USB- подключение (см. USB Interface).
Правда, надо признать, что в контексте современных компьютеров превосходство PS/2 над USB практически неактуально. В общем, совет такой: по возможности пользоваться портом PS/2, но не отказываться от понравившейся клавиатуры только потому, что она подключается через USB.
Response Time – Время реакции
Riding the Activation Point – Удерживание клавиши на полпути к срабатыванию
Rubber Dome Switch – Переключатель с резиновой прокладкой
Переключатель с резиновой прокладкой по-английски обычно называется polydome – он представляет собой выпуклый «колпачок» куполообразной формы из полиэстера, с тыльной стороны покрытый графитовым напылением. Такие «полидомы» дешевле металлических колпачков, но срабатывают глуше – и быстрее изнашиваются. Перфекционисты нередко считают «полидомы» слишком мягкими: по ощущениям такие клавиши срабатывают более «вяло», чем клавиши с металлическими колпачками. Так или иначе, когда вы нажимаете клавишу, она схлопывает колпачок, вследствие чего замыкаются контакты – и сигнал передается компьютеру.
Sprue / Keycap Sprue – Литник / Литник клавишной кнопки
В литье и литьевом формообразовании литником называют канал, по которому расплавленный/жидкий материал попадает непосредственно в форму. Этот термин также нередко используется для обозначения излишков материала, которые затвердевают внутри канала.
Так как большинство клавишных крышек изготовлены из пластика методом литья под давлением, с тыльной их стороны нередко можно заметить небольшие неровности – те самые литниковые остатки. Их можно принять за производственный дефект, как лишнее отверстие, или, наоборот, рельеф; однако, они совершенно не стоят вашего внимания – свести образование литников на нет просто невозможно из-за особенностей производственных процессов. Вы вряд ли вообще когда-нибудь обратите на них внимание – если только вы не любитель печатать на подсвеченной клавиатуре, у которой все кнопки закреплены «вверх ногами» – тыльной стороной вверх.
Tactile Switch – Тактильный переключатель
Есть такой полуофициальный термин tactile bump – «тактильный толчок». Суть в том, что тактильные переключатели непосредственно перед нажатием клавиши до упора дают почувствовать, как ход клавиши немного замедляется – словно она преодолевает некий рубеж. Такие переключатели называются тактильными (как и клавиатуры, оснащенные ими), а этот «тактильный толчок» можно считать равнозначным точке срабатывания.
Tactile Point / Tactile Force – Точка тактильности / Сила тактильности
Tenkeyless (TKL)
Так называются клавиатуры, у которых отсутствует цифровой блок с правой стороны: это позволяет сэкономить на ширине клавиатуры, убрав целый кусок клавиатуры, и некоторые считают такие модели более эргономичными.
Travel Distance – Длина хода
Ход клавиши или длина хода клавиши – это фактическое расстояние, которая она преодолевает от момента нажатия до момента срабатывания. Как правило, клавиатуры ноутбуков отличаются гораздо более малой длиной хода по сравнению со стандартными автономными клавиатурами для десктопов. Некоторые геймеры предпочитают клавиши с коротким ходом, так как это создает ощущение, что для их срабатывания нужно прилагать меньше усилий; другие же, наоборот, предпочитают больший ход, потому что при работе с такими клавишами сам процесс нажатия и срабатывания более «явный» – и многим пользователям это как раз нравится.
USB Interface – Порт USB
При том что порты PS/2 слегка превосходят своими рабочими характеристиками (см. PS/2 ) подключение по USB, именно возможности вроде USB-хаба нередко добавляют решающей привлекательности той или иной модели в глазах покупателя.
AVR271
Демонстрация USB клавиатуры
Интерфейс PS/2 исчезает из ПК нового поколения, его замещает интерфейс USB, который стал стандартным интерфейсом между ПК и периферийными устройствами. Это изменение должно быть учтено разработчиками клавиатур, которые должны встраивать USB-интерфейс для подключения клавиатуры к ПК.
Предполагается, что пользователь знаком с программной библиотекой USB для микроконтроллеров AT90USBxxx (Application Note AVR276 Программная библиотека USB для AT90USBxxx) и спецификацией HID-класса (http://www.usb.org/developers/hidpage).
Рис. 1-1. Интерфейс между клавиатурой и ПК
2. Требования к аппаратному обеспечению
Для реализации HID-приложения требуется следующее аппаратное обеспечение:
3. Внутрисистемное программирование и обновление программного обеспечения устройства
Для программирования устройства вы можете использовать несколько методов:
Пожалуйста, обратитесь к руководству пользователя используемой вами платы (если вы используете стартовые наборы Atmel) для понимания как программировать устройства этими разными методами.
Пожалуйста, обратитесь к разделу помощи Flip, чтобы понять как устанавливать USB-драйвер и программировать устройство через USB-интерфейс.
Когда ваше устройство запрограммировано файлом usb_keyboard.a90, вы можете начать демонстрацию клавиатуры. Проверьте, что ваше устройство нумеруется в качестве клавиатуры (см. рис. 4-1), после чего вы можете использовать отладочный набор для посылки символов в ПК.
Рис. 4-1. Нумерация клавиатуры
Рис. 4-2. Демонстрационная плата STK525
Рис. 4-3. Демонстрация клавиатуры
5. Обзор приложения
Приложение «USB-клавиатура» обеспечивает простой обмен данными между ПК и клавиатурой.
ПК «спрашивает» клавиатуру каждый интервал времени P (интервал опроса), есть ли новые данные, если они есть, то клавиатура посылает их в ПК, иначе клавиатура посылает NAK (отказ от транзакции), чтобы «сказать» ПК, что нет новых доступных данных.
Обмен данными между ПК и клавиатурой осуществляется с помощью репортов. Репорт, который содержит информацию о нажатых кнопках, является IN-репортом (посылается от клавиатуры к ПК). Репорт, в котором содержится информация о статусе светодиодов (NUM LOCK, CAPS LOCK, SCROLL LOCK. ) является OUT-репортом (посылается от ПК к клавиатуре). Нижеприведенный рисунок иллюстрирует структуры этих репортов:
Рис. 5-1. Структура USB-репортов
Рис. 5-2. Обзор приложения
6. Программное обеспечение
Как объяснено в документе «Программная библиотека USB для AT90USBxxx» (Application Note AVR276) все программное обеспечение для USB имеет одинаковую архитектуру (для более подробной информацией обратитесь, пожалуйста, к этому документу).
Рис. 6-1 Архитектура программного обеспечения USB-клавиатуры
Этот раздел посвящен только модулю клавиатуры. Изменение файлов, описанных ниже, позволяет пользователю разработать его собственную клавиатуру.
Этот файл содержит функции, которые инициализируют аппаратные средства, используемые в качестве клавиатуры, а также функции, которые получают данные репорта и отправляют их в FIFO конечной точки для подготовки их к отправке в ПК.
Рис. 6-2. Алгоритм работы клавиатуры
Эта функция осуществляет инициализацию параметров клавиатуры и аппаратных ресурсов (джойстик….).
Эта функция проверяет, есть ли нажатые кнопки, и устанавливает в 1 переменную key_hit.
Эта функция проверяет, нажата ли какая-нибудь из кнопок (key_hit == true). Если это условие выполняется, то формируется IN-репорт с соответствующими данными и сохраняется в FIFO конечной точки, чтобы быть отправленным в хост.
Этот файл содержит все процедуры для управления ресурсами отладочной платы STK52x (джойстик, потенциометр, датчик температуры, светодиоды…). Пользователь не должен изменять этот файл при использовании STK52x. Иначе ему придется разработать собственный файл для управления аппаратными ресурсами.
6.3 Как управлять светодиодами CAPS, NUMLOCK.
Управление светодиодами на клавиатуре (CAPS, NUMLOCK. ) осуществляется хостом при нажатии соответствующих кнопок. При получении кода кнопок CAPS или NUMLOCK. хост посылает запрос Set_Report (OUT-репорт) для включения/выключения светодиодов на клавиатуре.
Запрос посылается через нулевую конечную точку (управляющая передача) и должен быть обработан как запрос Set_Configuration, как показано ниже:
Сначала хост посылает set_report, как показано ниже:
Этот запрос является специфическим для HID-класса, поэтому он не обрабатывается функциями в файле usb_standard_request.c, но обрабатывается функциями, содержащимися в файле usb_specific_request.c. В этом файле запрос декодируется с помощью функции usb_user_read_request() в соответствии со значениями полей bmRequest и bRequest. Тип репорта (0x02) соответствует OUT-репорту. Для обработки этого запроса usb_user_read_request() вызовет функцию hid_set_report(). Эта функция подтвердит setup-запрос и затем позволит пользователю получить доступ к посланным данным (вы можете проверить размер с помощью параметра wLength), чтобы узнать, какой светодиод нужно включить/выключить. (обратитесь к спецификации HID-класса для более подробной информации относительно использования значения LEDs).
6.4 Как изменить мое не загрузочное (non-bootable) устройство на загрузочное (bootable) устройство
Пожалуйста, заметьте: HID устройство может быть загрузочным и нет. Изначально демонстрации HID устройсв, поставляемые Atmel, не загрузочные. Если необходимо, чтобы ваше приложение было загрузочным, вы должны изменить параметр sub-class (usb_descriptors.h):
Установите INTERFACE_SUB_CLASS_KEYBOARD в 1 для преобразования клавиатуры в загрузочное устройство.
7. Программное обеспечение для ПК
Приложение «USB-клавиатура» не требует никакого программного обеспечения на компьютере.
Ограничения. Демонстрация не поддерживает OUT-репорты. Вам нужно добавить соответствующий код для обработки этих репортов (для получения более подробной информации обратитесь к разделу 6.3)
краткая шпаргалка по USB
Вот на картинке ниже все отчетливо видно (один пакет от ведомого):
Сначала все просто:
Пакет всегда начинается с SYN (10000000).
Примерная последовательность пакетов.
Как происходит дальше работа на примере обычной клавиатуры
Хост долбит периодически PID IN по адресу устройства плюс Endpoint устройства (у нас EndP 0x01), который отвечает за прием данных от клавиатуры (IN для хоста).
Если никакая клавиша не нажата ведомый обязан ответить и отвечает NAK. Такие пакеты хост передает примерно 1 раз в 10ms и устройство если не нажата клавиша передает NAK.
А вот когда на клавиатуре нажимается какая-нибудь клавиша, ведомый ответит сначала DATA0 пакетом и следом пакет ACK.
Количество передаваемых байт в DATA0 зависит от типа клавиатуры, то есть каждый решает сколько использовать байт для передачи скан кода нажатой клавиши. Клавиатура сообщает по стандартному протоколу через EP0 о своих настройках.
Видно как хост тупо чередует EP0 и EP2.
Если не возникает какого-то прерывания у девайса
Тут надо в регистры лезть и отсрочки уже не будет. Какие мысли возникают в первую очередь. Прерывания маскируются вроде (надо проверить).
В процессе сверки регистров мы находим отличия в OTG_FS_GLOBAL, исправляем, заодно изучаем назначение регистров и в какой-то момент даже ловим __HAL_PCD_IS_INVALID_INTERRUPT (на картинке выше видно). Ура хоть что-то.
Момент истины
Где эта таблица, где ее адреса.
#define USB_OTG_FS_PERIPH_BASE 0x50000000U [stm32f205xx.h]
.
#define USB_OTG_FS ((USB_OTG_GlobalTypeDef *) USB_OTG_FS_PERIPH_BASE) [stm32f205xx.h]
.
Опять момент истины
Скан коды USB HID клавиатур это не ASCII коды и не не коды PS/2 клавы.