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前面介绍了USB 鼠标数据的读取，个人感觉最困难的部分就是解析HID Descriptor，不同的鼠标的Descriptor不同，发出来的格式也不同。相比之下，键盘切换到 Boot Protocol 之后问题就简单多了。本文介绍如何将鼠标切换到这个模式下。
我们在之前中断方式获得鼠标改变代码的基础上，这样会使得整体效率比较高。
当 Mouse 工作在 Boot Protocol下面的时候，默认使用下面的 HID Protocol【参考1】

根据资料，编写程序如下：

/* Mouse communication via interrupt endpoint  */
/* Assumes EP1 as interrupt IN ep              */
#include "max3421e.h"
#include "usb.h"
 
#define DEVADDR 1
#define CONFVALUE 1
#define EP_MAXPKTSIZE 5
EP_RECORD ep_record[ 2 ];  //endpoint record structure for the mouse
 
 
void setup();
void loop();
 
MAX3421E Max;
USB Usb;
 
void setup()
{
    Serial.begin( 115200 );
    Serial.println("Start");
    Max.powerOn();
    delay( 200 );
}
 
void loop()
{
 byte rcode;
    Max.Task();
    Usb.Task();
    if( Usb.getUsbTaskState() == USB_STATE_CONFIGURING ) {
        mouse1_init();
    }//if( Usb.getUsbTaskState() == USB_STATE_CONFIGURING...
    if( Usb.getUsbTaskState() == USB_STATE_RUNNING ) { 
        rcode = mouse1_poll();
        if( rcode ) {
          Serial.print("Mouse Poll Error: ");
          Serial.println( rcode, HEX );
        }//if( rcode...
    }//if( Usb.getUsbTaskState() == USB_STATE_RUNNING...
}
/* Initialize mouse */
void mouse1_init( void )
{
 byte rcode = 0;  //return code
 byte tmpdata;
 byte* byte_ptr = &tmpdata;
  /**/
  ep_record[ 0 ] = *( Usb.getDevTableEntry( 0,0 ));  //copy endpoint 0 parameters
  ep_record[ 1 ].MaxPktSize = EP_MAXPKTSIZE;
  ep_record[ 1 ].sndToggle = bmSNDTOG0;
  ep_record[ 1 ].rcvToggle = bmRCVTOG0;
  Usb.setDevTableEntry( 1, ep_record );             
  /* Configure device */
  rcode = Usb.setConf( DEVADDR, 0, CONFVALUE );
  if( rcode ) {
    Serial.print("Error configuring mouse. Return code : ");
    Serial.println( rcode, HEX );
    while(1);  //stop
  }//if( rcode...
  
  rcode = Usb.setIdle( DEVADDR, 0, 0, 0, tmpdata );
  if( rcode ) {
    Serial.print("Set Idle error. Return code : ");
    Serial.println( rcode, HEX );
    while(1);  //stop
  }
  
  rcode = Usb.getIdle( DEVADDR, 0, 0, 0, (char *)byte_ptr );
  if( rcode ) {
    Serial.print("Get Idle error. Return code : ");
    Serial.println( rcode, HEX );
    while(1);  //stop
  }
  Serial.print("Idle Rate: ");
  Serial.print(( tmpdata * 4 ), DEC );        //rate is returned in multiples of 4ms
  Serial.println(" ms");
  tmpdata = 0;
  rcode = Usb.setIdle( DEVADDR, 0, 0, 0, tmpdata );
  if( rcode ) {
    Serial.print("Set Idle error. Return code : ");
    Serial.println( rcode, HEX );
    while(1);  //stop
  }
  
    /* Set boot protocol */
    rcode = Usb.setProto( DEVADDR, 0, 0, 0 );
    if( rcode ) {
         Serial.print("Error attempting to configure boot protocol. Return code :");
         Serial.println( rcode, HEX );
         while( 1 );  //stop
    }  
    
  Usb.setUsbTaskState( USB_STATE_RUNNING );
  return;
}
/* Poll mouse via interrupt endpoint and print result */
/* assumes EP1 as interrupt endpoint                  */
byte mouse1_poll( void )
{
  byte rcode,i;
  char buf[ 3 ] = { 0 };                          //mouse report buffer

  unsigned long int libuf[ sizeof(buf) ];
  unsigned long int x;
  unsigned long int y;

  
  /* poll mouse */
  rcode = Usb.inTransfer( DEVADDR, 1, sizeof(buf), buf, 1 );  //

    if( rcode ) {  //error
      if( rcode == 0x04 ) {  //NAK
        rcode = 0;
      }
      return( rcode );
    }
    
    for (int i=0;i<sizeof(buf);i++) {
       libuf[i]=(buf[i]) & 0xff;
       Serial.print(libuf[i],HEX); Serial.print("  "); 
    }
    
    Serial.println("");
  
    return( rcode );
}

 

运行结果：

完整的代码下载

bootmouse

特别注意：经过我的实验，不是所有的鼠标都支持 Boot Protocol ，前面实验中用到的Dell 和HP鼠标都无法正常工作，可能是这两种鼠标不支持Boot Protocol 。换一个角度说，如果客户使用 USB 键盘，那么一定要有进入 BIOS Setup的需求，但是客户通常不会有在Setup中使用鼠标的需求，所以鼠标对于Boot Protocol的支持不好也在情理之中。

我发现好用的反倒是一个杂牌鼠标:

参考：

1. HID Firmware Specification 1.11 P71

之前介绍过如何使用外部加一些元件从而让你的 Uno编程一个USB设备【参考1】，美中不足的地方是：

1.模拟方式实现USB，占用非常多的资源，基本上无法做其他事情；
2.需要外部元件，做起来比较麻烦。

本文根据【参考1】提供的信息，介绍一下如何将Uno通过刷写Firmware的方法编程一个Mouse。

先说一下原理：在标准的Uno上有一个USB转串口的芯片，Atmega 16U2 。通过对其重写Firmware，能够实现其他 USB 功能。重写之后这个芯片对AtMega 328 主芯片的通讯仍然是串口，就是说我们主芯片可以像串口通讯一样，直接发送数据到这个芯片上，这个芯片负责将数据转化为 USB信号发给PC。

在整个开始之前，首先，你必须有一个烧写器。这里推荐UsbTinyIsp，我使用的是 OCROBOT 出品的【参考2】。必须有这个东西，否则你一定会出现搞坏了没办法救回来的情况。

然后就可以使用工具刷新 16U2 的 Firmware。 这里推荐 AvrDude 这个工具，比较好的地方在于，这个工具有自动识别芯片的功能，你可以用它检查接线之类是否正常。选中Arduino-mouse.hex，然后点击Write即可，下方会有信息提示（这种工具本质都是调用AVRDUDE的命令行参数，只是AVRDUDE命令行非常复杂也不直观）。完成之后会出现下面的提示：
avrdude.exe: verifying …
avrdude.exe: 3872 bytes of flash verified
avrdude.exe done. Thank you.

接下来，在Arduino的IDE中打开Mouse_usb_demo.pde。
你需要确定 ：
1.Tools->Board->选择的是Arduino Uno
2.Tools->Programmer下面选择的是 UsbTinyISP。
正常编译这个程序，不要选择编译并且上传，单纯选择编译即可。编译后，用File->Upload using Programmer 即完成上传。

再把Uno插在PC上，你会发现设备管理器中多出一个鼠标

PID VID如下所示：

实现的功能是你的鼠标每隔一段会自己转一圈。

完整的代码下载
Arduino-mouse

从这篇介绍也可以看出来，初学者尽量买原版的 Arduino Uno ，不要购买什么极客板等等，虽然会便宜一些，但是扩展性可玩性上下降很多。

参考：

1. http://hunt.net.nz/users/darran/weblog/cca39/Arduino_UNO_Mouse_HID.html Arduino UNO Mouse HID

2.这个东西是必须的，推荐这款有数字签名的驱动，支持Win8 64位，这样你就不必每次跑去关闭数字签名了。购买地址：
https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z10.5-c.w4002-684314961.37.VJHdrg&id=19035872312 。
当然淘宝上还有更便宜，我之前买了一个便宜的，说是无需驱动，结果无法用，非常懊恼……

实验设备是一块 Arduino Uno 16M （是那种没有品牌的兼容版）,示波器是 Teledyne Lecory Wave Runner 606Zi 600Mhz 20GS/s。

第一个实验：只使用DigitalWrite 能制造出来的最大频率是多少？

首先试试最通用的 digitalWrite 的方法不断在高低之间反转

const int PinA =  13;      

void setup() {
  pinMode(PinA, OUTPUT);
  digitalWrite(PinA,LOW);
}

void loop() {
  digitalWrite(PinA,HIGH);
  digitalWrite(PinA,LOW);
  digitalWrite(PinA,HIGH);
  digitalWrite(PinA,LOW);
  digitalWrite(PinA,HIGH);  
  digitalWrite(PinA,LOW);  
  delay(500);
}

 

使用示波器抓图如下（下面的所有介绍都是具体解说在上，抓取波形在下）：
我们设置的Delay 是500ms, 然后示波器的水平方向每一格也是500ms，垂直方向是电压，当前选择每格2V，因此看起来差不多是5v左右，符合预期。

我选择了了Stop功能，放大波形进行查看。可以看到，最上面波形中黄色竖线实际上是一组波形，就是对应我们的拉高拉低。

示波器有测量功能，直接调用该功能进行测试：可以看到幅度是4.946V，示波器还标记出来具体的测试方法，这在测量一些不是那么“规整”的波形时非常有用。

再用示波器自动测量一下频率：是100kHz。

可以在菜单中选择测试的具体方法（比如，测试频率通用的方法是波形上升沿50%的位置）

再测量周期（其实给出来了频率，周期是可以直接换算出来的）

结论：如果我们用 DigitalWrite拼命上下拉，最高是可以输出100Khz频率的。

之后，我们再试试使用PortB赋值直接拉出来的频率是多少？关于 PortB 指令可以在【参考1】看到。

const int PinA =  13;      
void setup() {
  pinMode(PinA, OUTPUT);
  digitalWrite(PinA,LOW);
}

void loop() {
  PORTB = B100000; //digitalWrite(PinA,HIGH); 
  PORTB = B000000; //digitalWrite(PinA,LOW);  
  PORTB = B100000; //digitalWrite(PinA,HIGH);
  PORTB = B000000; //digitalWrite(PinA,LOW);
  PORTB = B100000; //digitalWrite(PinA,HIGH);  
  PORTB = B000000;  //digitalWrite(PinA,LOW);  
  
  delay(500);
}

 

看起来下面波形感觉畸变比较严重（这里：解释一下，前面图看起来平滑的原因是采样时间导致的。比如，我的示波器单位时间可以采样500个点，如果我采样1s，放大之后，在1ms范围内只有5个点。如果我直接采样1ms，那么会有500个点来描绘波形，看起来自然“平滑”得多）

测试幅度，会达到5.248v

同样，使用自带功能测试频率：惊人的 7.99590Mhz

因为一个周期里面实际上是有两条指令的（拉上拉下），已经非常接近主芯片的16Mhz了。

根据上面的结果引申的问题：如何同时拉高两个Port？

首先我们尝试一下 DigitalWrite的方法

const int PinA =  13;      
const int PinB =  8;   
void setup() {
  pinMode(PinA, OUTPUT);
  digitalWrite(PinA,LOW);
  
  pinMode(PinB, OUTPUT);
  digitalWrite(PinB,LOW);  
}

void loop() {
  digitalWrite(PinA,HIGH);
  digitalWrite(PinB,HIGH);
  digitalWrite(PinA,LOW);
  digitalWrite(PinB,LOW);
  
  delay(500);
}

 

下图可以看到，注意我设置两个信号起始电压不同，为了观测方便，所以会一个上一个下

放大之后查看

为了方便观看，我设置他们电压起点相同，可以看出他们差不多有1个水平格子的差别（5us）。对于这个差异可以在【参考2】初步了解一下。

再尝试PortB 直接赋值的方法

const int PinA =  13;      
const int PinB =  8;   
void setup() {
  pinMode(PinA, OUTPUT);
  digitalWrite(PinA,LOW);
  
  pinMode(PinB, OUTPUT);
  digitalWrite(PinB,LOW);  
}

void loop() {
  
  PORTB = B100001; //digitalWrite(PinA,HIGH); digitalWrite(PinB,HIGH);  
  PORTB = B000000; //digitalWrite(PinA,LOW); digitalWrite(PinB,LOW); 

  delay(500);
}

 

结果上可以看作是同时发出的

再放大查看，纠缠在一起，，波形上的细微差别可能是外围电路导致的。

补记：为了比对，额外实验 DFrobot 的 RomeoBLEV1.0 的板子为了看得清楚，修改程序如下，去掉了 delay

const int PinA =  13;      
void setup() {
  pinMode(PinA, OUTPUT);
  digitalWrite(PinA,LOW);
}

void loop() {
  PORTB = B100000; //digitalWrite(PinA,HIGH); 
  PORTB = B000000; //digitalWrite(PinA,LOW);  
  PORTB = B100000; //digitalWrite(PinA,HIGH);
  PORTB = B000000; //digitalWrite(PinA,LOW);
  PORTB = B100000; //digitalWrite(PinA,HIGH);  
  PORTB = B000000;  //digitalWrite(PinA,LOW);  
}

 

先看大范围的，每组3次上升，每组之间的间隔是void loop() { } 中的代码导致的

振幅上和之前的板子差不多 5.13v左右，实际多测试几次也会出现 5.2v。看起来由品牌的板子和无品牌的板子在这方便没有差别。

参考：

1.关于Port x的说明https://www.arduino.cc/en/Reference/PortManipulation

PORTD maps to Arduino digital pins 0 to 7

DDRD – The Port D Data Direction Register – read/write
PORTD – The Port D Data Register – read/write
PIND – The Port D Input Pins Register – read only
PORTB maps to Arduino digital pins 8 to 13 The two high bits (6 & 7) map to the crystal pins and are not usable

DDRB – The Port B Data Direction Register – read/write
PORTB – The Port B Data Register – read/write
PINB – The Port B Input Pins Register – read only
PORTC maps to Arduino analog pins 0 to 5. Pins 6 & 7 are only accessible on the Arduino Mini

DDRC – The Port C Data Direction Register – read/write
PORTC – The Port C Data Register – read/write
PINC – The Port C Input Pins Register – read only

同样，这篇文章中提到了如何同时拉Pin 的方法

Sometimes you might need to set multiple output pins at exactly the same time. Calling digitalWrite(10,HIGH); followed by digitalWrite(11,HIGH); will cause pin 10 to go HIGH several microseconds before pin 11, which may confuse certain time-sensitive external digital circuits you have hooked up. Alternatively, you could set both pins high at exactly the same moment in time using PORTB |= B1100;

2. Arduino 代码机制 http://blog.csdn.net/pinbodexiaozhu/article/details/42641273