低引脚数USB开发套件：开启USB设计新旅程

一、引言

在当今数字化时代，USB技术已经成为电子设备中不可或缺的一部分。对于电子工程师而言，如何高效地开发基于USB的应用是一个重要的课题。Microchip的低引脚数USB开发套件为我们提供了一个便捷、低成本的解决方案，让我们能够轻松评估PIC18F14K50和PIC18F13K50这两款20引脚USB微控制器的功能。今天，我们就来详细了解一下这个开发套件。

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二、套件概述

2.1 套件内容

低引脚数USB开发套件包含了丰富的硬件和软件资源，具体如下：

• 一块完全组装好的低引脚数USB开发板，为开发提供了坚实的硬件基础。
• 一块未组装的备用开发板，方便我们进行更多的实验和测试。
• 一个装有PIC18F14K50 ICD的扩展头，可用于调试和编程。
• 一张CD，里面包含了用户指南、课程材料和产品文档，为我们的学习和开发提供了详细的指导。
• 一个PICkit™ 2调试器/编程器及配套电缆，方便我们对微控制器进行编程和调试。

2.2 开发板构造与布局

开发板的布局设计合理，各个组件的位置清晰明确。它配备了USB mini - B连接器，方便与PC连接；还有J9调节5V连接头、J14用于连接电源；PICkit™ 2调试器/编程器连接头则方便我们进行调试操作。此外，开发板上还有LED指示灯、RS - 232连接器、电位器、按钮等组件，为我们的开发提供了丰富的接口和功能。

2.3 调试头

套件中的PIC18F14K50 ICD调试头为调试工作提供了便利。我们只需将开发板上MCU插座中的PIC18F14K50移除，使用引脚头将调试头连接到MCU插座，并将PICkit™ 2编程器/调试器连接到相应的连接头，就可以开始调试工作了。

2.4 自学课程

套件还包含了“Getting Started with Microchip’s Low Pin Count USB Solutions”自学课程。这个课程为我们提供了USB 2.0协议的入门概述，介绍了Microchip的USB设备固件框架，还引导我们进行一系列的实践实验室操作，帮助我们更好地理解和掌握USB开发的相关知识。

三、项目实验室

3.1 项目实验室概述

开发套件提供了四个项目实验室，分别是枚举、HID鼠标、HID键盘和CDC - 串行模拟器。这些实验室旨在帮助我们逐步掌握USB开发的技能，从基础的枚举操作到复杂的通信协议转换，每个实验室都有其独特的学习目标和实践内容。

3.2 项目实验室1 - 枚举

3.2.1 目的

这个实验室的目的是让我们学会使用Microchip的全速USB固件框架在MPLAB IDE中创建项目，并通过修改usb_descriptor.c文件，使PIC18F14K50作为HID鼠标设备进行枚举。

3.2.2 步骤

1. 构建框架：在MPLAB IDE中创建新项目，选择PIC18F14K50设备和MPLAB C18 C编译器，添加必要的文件，包括用户文件和框架文件。
2. 配置IDE：设置输出目录、包含搜索路径和库搜索路径等。
3. 定义项目描述符：修改usb_descriptor.c文件，添加设备描述符、配置描述符、字符串描述符和报告描述符等。
4. 编译项目：确保项目编译无错误。
5. 测试应用：配置开发板，使用PICkit 2编程器将项目下载到PIC18F14K50，连接USB电缆，检查设备是否能正常枚举。

3.3 项目实验室2 - HID鼠标

3.3.1 目的

实现低引脚数USB演示板作为HID鼠标应用，使鼠标指针在主机PC屏幕上做圆周运动。

3.3.2 步骤

1. 创建新项目：使用Lab 2的源文件创建新项目，并构建框架。
2. 配置项目：确保项目构建选项与Lab 1相同。
3. 修改代码：打开mouse.c文件，取消相关变量和函数的注释，添加模拟鼠标移动的代码。
4. 编译项目：确保编译无错误。
5. 测试应用：移除之前创建的设备，将新项目下载到PIC18F14K50，连接开发板，检查鼠标指针是否能按预期移动。

3.4 项目实验室3 - HID键盘

3.4.1 目的

将PIC18F14K50实现为HID键盘设备，通过旋转电位器改变输出字符。

3.4.2 步骤

1. 创建新项目：使用Lab 3的源文件创建新项目。
2. 配置项目：确保项目构建选项与Lab 1相同。
3. 修改描述符：打开usb_descriptor.c文件，修改接口描述符和HID类特定描述符，添加报告描述符。
4. 配置键盘代码：打开keyboard.c文件，取消端口和ADC初始化代码的注释，添加状态机代码。
5. 编译项目：确保编译无错误。
6. 测试应用：将项目下载到PIC18F14K50，打开文本编辑器，连接开发板，检查字符是否能正常输出，旋转电位器是否能改变字符。

3.5 项目实验室4 - CDC - 串行模拟器

3.5.1 目的

将PIC18F14K50用作串行模拟器，将RS - 232数据传输转换为USB协议。

3.5.2 步骤

1. 创建新项目：使用Lab 4的源文件创建新项目，添加必要的文件。
2. 配置项目：确保项目构建选项与Lab 1相同。
3. 初始化EUSART：打开main.c文件，添加EUSART初始化代码。
4. 添加应用代码：在ProcessIO()函数中添加检查RS - 232数据传输和加载EUSART发送寄存器的代码。
5. 编译项目：确保编译无错误。
6. 安装驱动：将项目下载到PIC18F14K50，连接开发板，按照提示安装驱动。
7. 建立通信：在设备管理器中找到虚拟COM端口，使用超级终端建立USB和RS - 232连接。
8. 测试应用：在RS - 232连接的超级终端窗口中输入消息，检查消息是否能在USB连接的超级终端窗口中显示。

四、总结

Microchip的低引脚数USB开发套件为电子工程师提供了一个全面、实用的USB开发平台。通过四个项目实验室的实践，我们可以逐步掌握USB开发的基本技能，从简单的枚举到复杂的通信协议转换。在开发过程中，我们需要注意代码的正确性和调试的技巧，同时要充分利用开发套件提供的资源，如自学课程和文档。希望大家在使用这个开发套件的过程中能够有所收获，开发出更多优秀的USB应用。

大家在使用这个开发套件的过程中遇到过哪些问题呢？又是如何解决的呢？欢迎在评论区分享你的经验和心得。