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这个模块有供电的问题，用 USB 供电容易出现无法使用的情况。

前几天入手一个 CC3000 WiFi Shield 发现无法使用，经过查找和卖家沟通发现这个是通病，

无论是国外出售的还是国内的都有很大概率出现 USB 供电时无法使用的情况，

因此，有 WIFI 通讯需要的朋友请购买其他型号的。

之前入手过一个9.9元的小水泵【参考1】，正好这次做实验用上了。他的工作电压最高是12V，我用MOS管 + Arduino的PWM来实现电压的控制。电路图和之前一个控制小灯泡的非常类似【参考2】。

#define PWMPin 10

int n=255;
void setup()
{
Serial.begin(9600);
//该端口需要选择有#号标识的数字口
pinMode(PWMPin,OUTPUT);
}

void loop()
{
char c;

while (Serial.available() > 0)
{
c=Serial.read();
if (‘]’==c)
{
n=n+5;
}
if (‘[‘==c)
{
n=n-5;
}
//这里为了方便，加入一个可以直接开到最大值的字符
if (‘/’==c)
{
n=255;
}
//这里为了方便，加入一个可以直接关闭的字符
if (‘.’==c)
{
n=0;
}
if (n>255) {n=0;}
if (n<0) {n=255;}
analogWrite(PWMPin,n);
Serial.println(n);

}
}

电路图

具体的实验内容是：使用一个底部有孔的小盆，证明放水时产生漩涡的方向和地球自转偏向力无关，而和放水时水流方向有关。

参考：
1. http://www.lab-z.com/waterpump/?nsukey=ZI7FePgtjom%2F3mfgzX9EtL5onGMfsUajYidhT5jUCO2t0hFAbtL%2B1LlY6YXFtxT785b4i%2Fe%2BSSjzo0wnFsIu1w%3D%3D 小水泵套件
2. http://www.lab-z.com/mos%E6%8E%A7%E5%88%B6%E5%B0%8F%E7%81%AF%E6%B3%A1%E7%9A%84%E5%AE%9E%E9%AA%8C/ MOS控制小灯泡的实验

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

这里介绍一下解压缩 EFI_DECOMPRESS_PROTOCOL 的使用。

首先是 GetInfo 函数【参考1】。通过它我们能够获得压缩文件的一些基本信息，比如：解压后的大小，解压过程需要的临时内存空间的大小。

之后就是具体的解压函数 Decompress 【参考2】

根据上面的信息，编写一个简单的测试程序，首先将压缩格式的文件读取到内存中，再使用 GetInfo 取得必要的信息，最后，根据必须要的信息创建内存 Buffer ，使用 Decompress 解压即可。

代码如下

#include  <Uefi.h>
#include  <Library/UefiLib.h>
#include  <Library/ShellCEntryLib.h>
#include <Protocol/Decompress.h>
#include <Library/BaseMemoryLib.h>
#include <Library/MemoryAllocationLib.h>
#include <Protocol/EfiShell.h>
#include <Library/ShellLib.h>

extern EFI_BOOT_SERVICES         *gBS;
extern EFI_SYSTEM_TABLE			 *gST;
extern EFI_RUNTIME_SERVICES 	 *gRT;

int
EFIAPI
main (
  IN int Argc,
  IN CHAR16 **Argv
  )
{
	EFI_DECOMPRESS_PROTOCOL       *Decompress;
    VOID                          *ImageBuffer=NULL;
	UINT32                        ImageLength=0;
    UINT32                        DestinationSize;
    UINT8                         *Scratch;
    UINT32                        ScratchSize;
    VOID                          *DecompressedImageBuffer=NULL;
    EFI_STATUS                    Status;
	EFI_FILE_HANDLE   			  FileHandle;
	EFI_FILE_INFO     			  *FileInfo = NULL;  
	UINTN  				    	  ReadSize;  
	EFI_HANDLE       			 *HandleBuffer=NULL;
	
    Status = gBS->LocateProtocol (&gEfiDecompressProtocolGuid,
									NULL, (VOID**)&Decompress);

    if (EFI_ERROR (Status)) {
		Print(L"Can't find Decompress Protocol! \n");	
    } else {
			//Open the file given by the parameter
			Status = ShellOpenFileByName(
							Argv[1], 
							(SHELL_FILE_HANDLE *)&FileHandle,
                            EFI_FILE_MODE_READ, 
							0);

			if(Status != RETURN_SUCCESS) {
				Print(L"OpenFile failed!\n");
				return EFI_SUCCESS;
			}//if(Status != RETURN_SUCCESS) {			

			//Get file size	  
			FileInfo = ShellGetFileInfo((SHELL_FILE_HANDLE)FileHandle);	

			//Allocate a memory buffer
			HandleBuffer = AllocateZeroPool((UINTN) FileInfo->FileSize);
			if (HandleBuffer == NULL) {
				return (SHELL_OUT_OF_RESOURCES);   }

			ReadSize=(UINTN) FileInfo-> FileSize;
  
			//Load the whole file to the buffer
			Status = ShellReadFile(FileHandle,&ReadSize,HandleBuffer);
  
			//Close the source file
			ShellCloseFile(&FileHandle);
			
            Status = Decompress->GetInfo (
                                  Decompress,
                                  HandleBuffer,
                                  ReadSize,
                                  &DestinationSize,
                                  &ScratchSize
                                 );
            if (!EFI_ERROR (Status)) {
			  Print(L"[GetInfo] Destination Size %d\n",DestinationSize);					 
			  Print(L"[GetInfo] Scratch Size %d\n",ScratchSize);	
			  
              DecompressedImageBuffer = AllocateZeroPool (DestinationSize);
              if (DecompressedImageBuffer != NULL) {
                Scratch = AllocateZeroPool (ScratchSize);
                if (Scratch != NULL) {
                  Status = Decompress->Decompress(
                                        Decompress,
                                        HandleBuffer,	//Source
                                        ReadSize,	    //Source Size
                                        DecompressedImageBuffer,//Destination
                                        DestinationSize,	//DestinationSize
                                        Scratch,
                                        ScratchSize
                                       );
                  if (!EFI_ERROR (Status)) {
                    ImageBuffer = DecompressedImageBuffer;
                    ImageLength = DestinationSize;
			
					//Create a new file
					Status = ShellOpenFileByName(L"decomp.bmp", 
                               (SHELL_FILE_HANDLE *)&FileHandle,
                               EFI_FILE_MODE_READ |
							   EFI_FILE_MODE_WRITE|
							   EFI_FILE_MODE_CREATE, 
							   0);  
					if(Status != RETURN_SUCCESS) {
						Print(L"CreatFile failed [%r]!\n",Status);
						return EFI_SUCCESS;
					}	
					
					Status = ShellWriteFile(FileHandle,
						&DestinationSize,
						ImageBuffer
						);
			
					//Close the source file
					ShellCloseFile(&FileHandle);
                  } //if (!EFI_ERROR (Status)) {
				  else
					{
						Print(L"Decompress error [%r] \n",Status);	
					}
                  FreePool (Scratch);
                } // if (Scratch != NULL) {
              } //if (ImageBuffer != NULL) {
            } //if (!EFI_ERROR (Status)) {
 			
			else	{
				Print(L"Read compressed file error!\n",ScratchSize);	
			}
			
          } //if (EFI_ERROR (Status)) {
  
  return EFI_SUCCESS;
}

 

运行结果

完整程序下载

CompTest

特别注意：

1.本文测试使用的压缩文件是 UEFI 下面生成的，具体命令是

eficompress testc.bmp compressed.z

我尝试使用 BaseTools 里面的压缩工具，生成的文件格式会出现不兼容，无法正常解压的情况。

2.根据我自己的理解 Scratch Buffer 是解压过程中解压算法使用的内存区域，不同压缩文件对于这片区域的大小要求不同。

参考：

1. UEFI Spec 2.4 P883
2. UEFI Spec 2.4 P885
3. ShellPkg 中的 EfiDecompress 程序是非常好的参考例子。