В этой главе мы исследовали несколько способов программирования взаимодействий через последовательный интерфейс между платами Arduino, периферийными устройствами и компьютерами.
В следующей главе мы обратим внимание на одну интересную особенность Arduino Leonardo, которая позволяет имитировать поведение периферийных устройств USB, таких как клавиатура и мышь. А также рассмотрим некоторые аспекты программирования интерфейса USB.
8 Похожее описание на русском языке: http://arduino.ru/Reference/Serial. — Примеч. пер.
9 Описание на русском языке: http://arduino.ua/ru/prog/SoftwareSerial. — Примеч. пер.
11. Программирование интерфейса USB
В этой главе рассматриваются разные аспекты использования порта USB на плате Arduino. В том числе возможность эмуляции клавиатуры и мыши, поддерживаемой платой Arduino Leonardo, а также подключения клавиатуры или мыши к соответственно оборудованной плате Arduino.
Эмуляция клавиатуры и мыши
Три модели Arduino — Due, Leonardo и Micro (основанная на модели Leonardo) — позволяют использовать их порт USB для эмуляции клавиатуры или мыши. Существуют также Arduino-совместимые платы, такие как LeoStick от компании Freetronics (рис. 11.1), поддерживающие аналогичную возможность.
Эта возможность широко используется, например, с музыкальными контроллерами, что позволяет плате Arduino взаимодействовать с музыкальными синтезаторами и управляющими программами, такими как Ableton Live. Благодаря ей можно, к примеру, на основе Arduino создавать новые музыкальные инструменты, управляющие музыкальным программным обеспечением с помощью датчиков поворота, прерываемых лучей света или педальной клавиатуры. К несерьезным применениям этой возможности можно отнести устройства, которые создают впечатление, что мышь живет
![]()
Рис. 11.1. Плата LeoStick
своей жизнью независимо от действий пользователя или клавиатура сама печатает случайные символы.
Модель Arduino Due имеет два порта USB. Эмуляция клавиатуры и мыши осуществляется через локальный порт USB, а программирование Arduino Due — через порт USB для программирования (рис. 11.2).
![]()
Рис. 11.2. Плата Arduino Due с двумя портами USB
Эмуляция клавиатуры
Функции эмуляции клавиатуры просты в использовании. Они входят в состав стандартной библиотеки языка, поэтому для доступа к ним не требуется подключать дополнительные библиотеки. Чтобы включить режим эмуляции клавиатуры, добавьте в функцию setup следующую команду:
Keyboard.begin();
Чтобы заставить Arduino печатать что-нибудь, можно воспользоваться командами print и println, и переданный им текст появится в позиции текстового курсора:
Keyboard.println("It was the best of times.");
Чтобы сымитировать нажатие клавиш-модификаторов, например ввести комбинацию CTRL+C, используйте команду press:
Keyboard.press(KEY_LEFT_CTRL);
Keyboard.press('x');
delay(100);
Keyboard.releasrAll();
Команда press имеет односимвольный параметр, в котором ей можно передавать любые обычные символы или предопределенные константы, такие как KEY_LEFT_CTRL. После вызова команды press плата будет имитировать удержание клавиши в нажатом состоянии, пока не будет вызвана команда releaseAll. Полный список специальных клавиш можно найти по адресу http://arduino.cc/en/Reference/KeyboardModifiers.
ПРИМЕЧАНИЕ
При использовании функций эмуляции клавиатуры и мыши можно столкнуться со сложностями при программировании платы, так как она будет пытаться вводить текст, пока вы пытаетесь запрограммировать ее. Чтобы преодолеть эту проблему, примените следующий трюк: нажмите и удерживайте нажатой кнопку сброса Reset и отпустите ее, только когда в строке состояния Arduino IDE появится сообщение «uploading» («загрузка»).
Пример эмуляции клавиатуры
Следующий пример автоматически вводит текст по вашему выбору (например, пароль) после каждого сброса платы Arduino:
// sketch_11_01_keyboard
char phrase[] = "secretpassword";
void setup()
{
Keyboard.begin();
delay(5000);
Keyboard.println(phrase);
}
void loop()
{
}
Этот пример можно сделать эффективнее, если активировать ввод нажатием внешней клавиши: если вы пользуетесь компьютером Mac, операционная система будет думать, что в момент сброса платы к компьютеру подключается новая клавиатура, и выведет системный диалог, который нужно успеть закрыть до того, как плата напечатает текст.
Эмуляция мыши
Эмуляция мыши реализуется с применением того же шаблона, что и эмуляция клавиатуры. Вообще говоря, нет никаких причин, препятствующих эмуляции обоих устройств ввода в одном скетче.
Чтобы запустить эмуляцию, прежде всего следует выполнить команду
Mouse.begin();
Управление указателем мыши осуществляется командой Mouse.move. Она имеет три параметра: смещение по осям x и y и поворот колесика. Все три параметра измеряются в пикселах. Эти значения могут быть положительными (смещение указателя вправо или вниз) или отрицательными (смещение указателя влево или вверх). Смещения откладываются относительно текущей позиции указателя, а так как нет никакой возможности указать абсолютные координаты указателя, эта команда лишь имитирует поведение мыши, перемещающей указатель, но не управляет самим указателем.
Сымитировать щелчок мышью можно с помощью команды click. Без параметров эта команда имитирует щелчок левой кнопкой мыши. При желании ей можно передать аргумент MOUSE_RIGHT или MOUSE_MIDDLE.
Для управления длительностью щелчка можно использовать команды Mouse.press и Mouse.release. Команда Mouse.press принимает те же необязательные аргументы, что и команда Mouse.click. Эти две команды могут пригодиться, например, чтобы заставить свою «мышь» на основе Arduino выполнять щелчок при изменении состояния цифрового входа на плате. Кроме того, с их помощью можно сымитировать двойной или даже тройной щелчок.
Пример эмуляции мыши
Следующий пример перемещает указатель мыши по экрану в случайных направлениях. Чтобы прервать программу и восстановить управление компьютером, нажмите и удерживайте кнопку сброса Reset или просто отсоедините плату от компьютера.
// sketch_11_02_mouse
void setup()
{
Mouse.begin();
}
void loop()
}
int x=random(61)-30;
int y=random(61)-30;
Mouse.move(x, y);
delay(50);
}
Программирование хоста USB
Модели Leonardo, Due и Micro имеют возможность действовать как клавиатура или мышь, но только Due и менее известная модель Arduino Mega ADK позволяют подключать клавиатуру или мышь и использовать их в качестве устройств ввода. Эта особенность называется хостом USB (USB Host). Непосредственная поддержка этой особенности реализована только в модели Due, тем не менее существуют платы сторонних производителей, которые можно подключать к Arduino Uno или Leonardo, чтобы получить собственный хост USB.
Более того, если у вас имеется беспроводная клавиатура или мышь (за исключением моделей, подключаемых через Bluetooth), они также должны работать, если включить адаптер в разъем порта USB на плате расширения. Таким способом можно организовать беспроводное удаленное управление платой Arduino.
Хост USB позволяет подключать не только клавиатуру и мышь, но и множество других периферийных устройств USB: игровые джойстики, камеры, Bluetooth-устройства и даже телефоны на платформе Android.
