USB介面設計與應用入門(附範例光碟及PCB板)

　　本書將針對USB介面設計上，以最易切入的PC主機端應用程式的開發角度介紹給初學的讀者。而本書的章節的規劃與安排上，特定分為四個部分： 第一章：簡介VisualBasic6.0應用程式，第二章~第四章：介紹USB理論與規範與人性化介面裝置，第五章~第八章：介紹USB應用程式設計概念、VisualBasic6.0API函式的呼叫與USB介面應用程式撰寫，第九章~第十五章：介紹ATMEGA8-16PU晶片組開發工具的使用與USB介面的基本輸出與輸入實驗設計。另外，此書內容的亦涵蓋乙級硬體裝修檢定考與102學年度工業類科學生技藝競賽之電腦修護題目範例解析與設計範例。本書適用於科大資工、電子及電機系「介面設計實習」、「介面技術實習」課程使用。

本書特色

　　1.本書將針對USB介面設計上，透過VisualBasic6.0程式來設計與練習，以最易切入的PC主機端應用程式的開發角度介紹給初學的讀者。
　　2.本書涵蓋乙級電腦硬體裝修檢定考與102學年度工業類科學生技藝競賽之電腦修護題目範例解析與設計範例。
　　3.本書隨書附贈PCB板，以利讀者練習實驗。

第1章　Visual Basic 6.0簡介 1-1
1.1　初步認識Visual Basic 1-2
1.2　整合開發環境的介紹 1-4
1.3　變數型態與常數 1-8
1.4　基本語法 1-10
1.5　工具箱 1-17
1.6　撰寫第一個Visual Basic應用程式 1-25
1.6.1 第一個Visual Basic應用程式 1-25
1.6.2 儲存所建的程式檔案 1-32
1.6.3 進階Visual Basic程式(範例程式2)的設計程式的
設計 1-33

第2章　USB的基本架構與特性 2-1
2.1　什麼是USB？ 2-2
2.2　如何安裝USB裝置? 2-5
2.3　USB的匯流排結構 2-9
2.4　USB資料流的模式與管線的概念 2-12
2.5　USB的傳輸類型 2-14
2.6　USB的連接器與纜線 2-18
2.6.1　機械結構 2-18
2.6.2　USB介面的電氣特性 2-21
2.6.3　USB匯流排狀態 2-23
2.6.4　USB的電源管理 2-25
2.7　USB的編碼方式 2-26
2.8　USB 3.0協定與基本概念 2-27
2.8.1　USB 3.0實體介面 2-27
2.8.2　USB 3.0機械特性 2-29
2.8.3　USB3.0匯流排架構 2-30

第3章　USB介面的通信協定 3-1
3.1　USB通信協定基礎 3-1
3.1.1　欄位的格式 3-2
3.1.2　封包格式 3-6
3.1.3　資料交易格式 3-10
3.2　分割資料交易 3-16
3.3　USB描述元 3-17
3.3.1　裝置描述元 3-21
3.3.2　配置描述元 3-22
3.3.3　介面描述元 3-23
3.3.4　端點描述元 3-24
3.3.5　字串描述元 3-25
3.3.6　HID群組與報告描述元 3-26
3.4　USB的標準要求 3-27
3.5　裝置群組 3-29
3.6　USB周邊裝置與驅動程式 3-31
3.7　USB周邊裝置的發展方向 3-33

第4章　人性化介面裝置(HID)群組 4-1
4.1　HID群組簡介 4-1
4.2　HID群組的特性與限制 4-2
4.3　HID群組的基本要求 4-4
4.4　HID群組的韌體要求 4-5
4.5　辨識HID群組 4-7
4.5.1　描述元的內容 4-7
4.5.2　啟動介面(Boot Interfaces) 4-11
4.5.3　HID群組描述元 4-12
4.6　報告描述元 4-13
4.7　HID群組要求 4-22

第5章　USB I/O介面卡實驗板與軟體開發環境 5-1
5.1　USB I/O介面卡實驗板 5-1
5.2　軟體開發工具與環境 5-6
5.2.1　Notepad程式編輯器工具軟體 5-7
5.2.2　avrdude燒錄器工具軟體 5-16
5.2.3　燒錄程式碼實作 5-26

第6章　USB應用程式的設計概念 6-1
6.1　主機通訊的基本概念 6-1
6.2　主機如何發現裝置 6-2
6.3　HID裝置驅動程式與DLL的特性 6-4
6.4　HID API函式 6-7
6.5　API函式與Visual Basic的基本概念 6-9
6.5.1　宣告 6-10
6.5.2　ByRef與ByVal傳遞的格式 6-15
6.5.3　傳遞空值 6-17
6.5.4　函式與副程式 6-18
6.5.5　DLL檔案的使用 6-19
6.5.6　字串格式 6-20
6.5.7　結構 6-20
6.5.8　如何呼叫API函式？ 6-21

第7章　USB HID裝置的API函式 7-1
7.1　Windows與HID裝置通訊的API函式 7-1
7.2　尋找所有的HID裝置 7-2
7.2.1　取得HID群組的GUID-HidD_GetHidGuid函式 7-2
7.2.2　取得所有HID訊息的結構陣列-SetupDiGetClass Devs
函式 7-4
7.2.3　辨識每一個HID介面-SetupDiEnumDeviceInterfaces函式 7-5
7.2.4　取得裝置的路徑-SetupDiGetDeviceInterfaceDetail函式 7-7
7.2.5　取得裝置的代碼-CreateFile函式 7-10
7.2.6　取得廠商與產品ID碼-HidD_GetAttributes函式 7-12
7.3　檢查HID裝置功能 7-13
7.3.1　取得包含裝置能力的緩衝區指標 -HidD_GetPreparsedData函式 7-13
7.3.2　取得裝置的能力-HidP_GetCaps函式 7-14
7.3.3　取得數值的能力-HidP_GetValueCaps函式 7-16
7.4　讀取與寫入資料 7-18
7.4.1　傳送特性報告給裝置-HidD_SetFeature函式 7-19
7.4.2　從裝置讀取特性報告-HidD_GetFeature函式 7-21
7.4.3　傳送輸出報告給裝置-WriteFile函式 7-23
7.4.4　從裝置讀取輸入報告-ReadFile函式 7-24
7.5　關閉通訊-CloseHandle函式 7-24

第8章　USB介面應用程式設計 8-1
8.1　HID API函式的引用 8-1
8.2　打開HID裝置的通訊步驟 8-15
8.3　Visual Basic表單程式設計 8-17
8.3.1　取得HID群組GUID碼-HidD_GetHidGuid函式 8-22
8.3.2　取得所有HID訊息的結構陣列-SetupDiGetClassDevs
函式 8-24
8.3.3　辨識每一個HID介面-SetupDiEnumDeviceInterfaces
函式 8-26
8.3.4　取得裝置的路徑-SetupDiGetDeviceInterfaceDetail函式 8-28
8.3.5　取得裝置的代碼-CreateFile函式 8-30
8.3.6　取得販售商與產品ID-HidD_GetAttributes函式 8-32
8.3.7　取得包含裝置能力的緩衝區指標 -HidD_GetPreparsedData函式 8-34
8.3.8　取得裝置的能力-HidP_GetCaps函式 8-35
8.3.9　取得數值的能力-HidP_GetValueCaps函式 8-38
8.3.11　從裝置讀取特性報告-Hid_GetFeature函式 8-41
8.4　完整的測試程式 8-44

第9章　動態鏈結函式庫(DLL)檔案的設計與應用 9-1
9.1　DLL檔案的設計方法與步驟 9-1
9.2　多個USB裝置控制的DLL設計 9-18
9.3　個別位元組傳輸的DLL設計 9-23

第10章　USB I/O介面卡設計
-應用ATmega8A-16PU晶片組 10-1
10.1　ATmega8A-16PU晶片組介紹 10-1
10.2　ATmega8A-16PU晶片組GPIO 10-8
10.2.1　通用數位I/O周邊埠 10-9
10.2.2　可切換的周邊埠功能 10-11
10.2.3　暫存器描述 10-23
10.3　USB I/O介面卡控制LED設計 10-24
10.3.1　硬體電路設計 10-25
10.3.1　韌體程式碼設計 10-27
10.4　實驗操作與測試 10-43

第11章　USB I/O介面卡-LED控制設計
(乙級硬體裝修檢定考) 11-1
11.1　USB輸出控制LED硬體設計 11-1
11.2　USB I/O介面卡控制LED程式設計 11-10
11.2.1　第一題：個人電腦USB I/O介面卡製作與單只LED向
左移閃爍控制 11-10
11.2.2　第二題：個人電腦USB I/O介面卡製作與單只LED向
右移閃爍控制 11-18
11.2.3　第三題：個人電腦USB I/O介面卡製作與兩只LED向
左移閃爍控制 11-19
11.2.4　第四題：個人電腦USB I/O介面卡製作與兩只LED向
右移閃爍控制 11-20
11.2.5　第五題：個人電腦USB I/O介面卡製作與LED向左逐
一點亮控制 11-21
11.2.6　第六題：個人電腦USB I/O介面卡製作與LED向右逐
一點亮控制 11-22
11.2.7　第七題：個人電腦USB I/O介面卡製作與LED 由中間
向左右兩側依序點亮控制 11-23
11.2.8　第八題：個人電腦USB I/O介面卡製作與LED由左右
兩側向中間依序點亮控制 11-24
11.2.9　第九題：個人電腦USB I/O介面卡製作與LED由右向
左再由左向右依序點亮控制 11-25
11.2.10 第十題：個人電腦USB I/O介面卡製作與LED由左向
右再由右向左依序點亮控制 11-26
11.3　實驗操作與測試 11-31

第12章　USB I/O介面卡-8x8點矩陣 設計 12-1
12.1　USB I/O介面卡的8x8點距陣硬體設計 12-1
12.2　USB I/O介面卡控制8x8點距陣的韌體程式設計 12-8
12.3　USB I/O介面卡控制8x8點距陣的VB應用程式
設計 12-15
12.4　實驗操作與測試 12-25
12.5　重新配置MCU保險絲位元組 12-31

第13章　USB I/O介面卡-七段顯示器設計 13-1
13.1　USB I/O介面卡的七段顯示器硬體設計 13-1
13.2　USB I/O介面卡控制七段顯示器的韌體程式設計 13-3
13.3　USB I/O介面卡控制七段顯示器的VB應用程式
設計 13-10
13.4　實驗操作與測試 13-13

第14章　USB I/O介面卡-LCD顯示器 設計 14-1
14.1　USB I/O介面卡的LCD硬體設計 14-1
14.2　LCD控制與應用 14-6
14.3　USB I/O介面卡控制LCD顯示器的韌體程式設計 14-18
14.4　USB I/O介面卡控制LCD顯示器的VB應用程式
設計 14-24
14.5　實驗操作與測試 14-27

第15章　USB I/O介面卡-指撥開關與按鈕設計 15-1
15.1　USB I/O介面卡的指撥開關與按鈕硬體設計 15-1
15.2　USB I/O介面卡控制指撥開關與按鈕的韌體程式
設計 15-2
15.3　USB I/O介面卡控制指撥開關與按鈕的VB應用
程式設計 15-8
15.4　實驗操作與測試 15-11

第16章　USB I/O介面卡-指撥開關與LED控制設計 16-1
16.1　USB I/O介面卡的指撥開關與LED硬體設計 16-1
16.2　USB I/O介面卡控制指撥開關與LED的韌體程式
設計 16-2
16.3　USB I/O介面卡控制指撥開關與LED的VB應用程
式設計 16-8
16.4　實驗操作與測試 16-11

附錄A　USB周邊裝置I/O實驗單板 電路圖 A-1
附錄B　USB周邊裝置I/O實驗單板零件表 B-1
附錄C　 C-1