Android設(shè)備如何使用USB的硬件接口
Android設(shè)備如何使用USB的硬件接口
你知道Android設(shè)備如何使用USB的硬件接口嗎?下面將由學(xué)習(xí)啦小編帶大家來解答這個疑問吧，希望對大家有所收獲!
如何處理硬件接口問題
最近業(yè)界的發(fā)展顯示，智能手機/便攜系統(tǒng)與自動化系統(tǒng)或機械系統(tǒng)之間存在巨大的市場潛力。2011年春季谷歌引入的Android開放訪問架構(gòu)，開啟了基于Android操作系統(tǒng)的設(shè)備的巨大可能——允許智能手機和平板電腦控制外部硬件。這種開放的附件框架為便攜設(shè)備能夠推動商務(wù)，消費和工業(yè)環(huán)境的自動化進程提供了平臺，利用已經(jīng)廣泛采用并為用戶所熟悉的操作系統(tǒng)，連接從廚房電器到重型機械的一切設(shè)備。
目前獲取微處理器和移動設(shè)備之間點對點通信電線的最流行的一種方式是使用通用串行總線(USB)接口。由于廣泛普及而受到工程師們的青睞(特別是在消費電子和計算機領(lǐng)域)。下面的章節(jié)就如何在基于Android的平板和具備USB控制功能的微處理器之間建立這樣的通訊介紹一個基本的方案。
USB主控的一個關(guān)鍵特點是能為USB裝置(或從設(shè)備)供電，并提供了一個非常豐富的通信協(xié)議，支持傳輸相對大量的數(shù)據(jù)。然而，就協(xié)議處理的復(fù)雜性來說對工程師來說總有一定的缺陷，尤其是在裝置端。
主要的障礙是， 如果工程師想要實現(xiàn)他們自己的固件，不同的半導(dǎo)體供應(yīng)商提供的微處理器的應(yīng)用程序接口(API) 會有些變化。為解決這一問題主要有兩個辦法可以采用：
1.在設(shè)備端使用有點像“硬件狀態(tài)機”的微處理器。但是這樣做需要大量的工程資源。
2.使用USB-串行轉(zhuǎn)換器，此方案可提供USB底層相關(guān)的協(xié)議，從而降低USB主控端和設(shè)備端的軟件實現(xiàn)的復(fù)雜度。這可能對工程師們更加可行，尤其是對那些在Android操作系統(tǒng)或Android USB應(yīng)用程序接口經(jīng)驗少或者沒有經(jīng)驗的工程師。
在本文中， 提供了第二個方法使用USB串行轉(zhuǎn)換器的例子。例子中的參考代碼，是針對使用FTDI Vinculum-II (VNC2) USB主控端IC所設(shè)計，但是，它也可以用于其它控制器工作。
通過Android控制
Android發(fā)布了一整套API給開發(fā)者實現(xiàn)自己的應(yīng)用并且提供USB通訊的能力。然而，目前為止只有一小部分Android平板提供全面的USB主控接口連接。由于這一限制， 谷歌開發(fā)了一個API用于Android通過USB設(shè)備端口與外部USB通信。這被稱為Android開放訪問開發(fā)套件(ADK)。盡管這里提到API， 意味著與運行Android 的設(shè)備通信的方法，設(shè)計師仍然需要意識到一系列的關(guān)鍵問題:
1.外部設(shè)備必須自己供電，并需要作為Android 硬件的USB主控端。比如，Android開放訪問框架的一個潛在應(yīng)用就是基于Android的便攜設(shè)備和一些健身設(shè)備之間的互動——因此用戶可以將他們的心率，卡路里消耗等的數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖銛y設(shè)備上用于分析或與以往觀測的統(tǒng)計數(shù)據(jù)比較。顯然便攜設(shè)備能夠給跑步機之類的東西供電。不同於以前的應(yīng)用場景，當(dāng)PC連接一個鼠標(biāo)之類的串行設(shè)備時，此設(shè)備也必需提供電源。
2.目前能夠作為主控端的設(shè)備不是很多。尤其是，大多數(shù)智能手機模塊仍然缺少USB主控連接性能。將來會有更多的智能手機使用USB OTG (比如新發(fā)布的三星Galaxy Nexus)，這將允許基于Android系統(tǒng)控制各種家用消費電子。比如，使用智能電話當(dāng)做游戲控制器或控制智能家居產(chǎn)品。
應(yīng)用實例
便攜設(shè)備時常要做的一件事情是通過Android開放附件框架來控制各種形式的電子馬達。并用簡單的方式管理方向和速度等資料。這里將通過一個簡單有趣的例子進一步理解這些原理，這個范例使用平板電腦操控玩具賽車展示Android的功能。
創(chuàng)建一個基于Android的控制系統(tǒng)所需要的部件如下(相應(yīng)的原理框圖如圖1所示)。在這個例子中，提供了玩具賽車范例的具體細節(jié)(圖2進一步指示)。
1.一個能提供遙控功能應(yīng)用的Android平板(這同樣能應(yīng)用到控制任何其它硬件元件如馬達，泵等)。在這個例子中，采用ACER A500 Android平板電腦(運行Android3.2)。
2.一個通過USB連線與平板連接的微處理器，用作USB設(shè)備。為簡化固件在設(shè)備端使用USB轉(zhuǎn)串行驅(qū)動器。這個例子中指定使用FTDI Vinco開發(fā)板，具有雙通道USB 主/從設(shè)備控制器功能。
3.通過GPIO,PWM, I2C和SPI接口控制的用戶硬件組件。本例中，是通過GPIO接口執(zhí)行無線遙控。