Android設備如何使用USB的硬件接口

Android設備如何使用USB的硬件接口

　　你知道Android設備如何使用USB的硬件接口嗎?下面將由學習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

　　最近業界的發展顯示，智能手機/便攜系統與自動化系統或機械系統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，開啟了基于Android操作系統的設備的巨大可能——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備能夠推動商務，消費和工業環境的自動化進程提供了平臺，利用已經廣泛采用并為用戶所熟悉的操作系統，連接從廚房電器到重型機械的一切設備。

　　目前獲取微處理器和移動設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域)。下面的章節就如何在基于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主控的一個關鍵特點是能為USB裝置(或從設備)供電，并提供了一個非常豐富的通信協議，支持傳輸相對大量的數據。然而，就協議處理的復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他們自己的固件，不同的半導體供應商提供的微處理器的應用程序接口(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.在設備端使用有點像“硬件狀態機”的微處理器。但是這樣做需要大量的工程資源。

　　2.使用USB-串行轉換器，此方案可提供USB底層相關的協議，從而降低USB主控端和設備端的軟件實現的復雜度。這可能對工程師們更加可行，尤其是對那些在Android操作系統或Android USB應用程序接口經驗少或者沒有經驗的工程師。

　　在本文中， 提供了第二個方法使用USB串行轉換器的例子。例子中的參考代碼，是針對使用FTDI Vinculum-II (VNC2) USB主控端IC所設計，但是，它也可以用于其它控制器工作。

　　通過Android控制

　　Android發布了一整套API給開發者實現自己的應用并且提供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， 谷歌開發了一個API用于Android通過USB設備端口與外部USB通信。這被稱為Android開放訪問開發套件(ADK)。盡管這里提到API， 意味著與運行Android 的設備通信的方法，設計師仍然需要意識到一系列的關鍵問題:

　　1.外部設備必須自己供電，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用就是基于Android的便攜設備和一些健身設備之間的互動——因此用戶可以將他們的心率，卡路里消耗等的數據傳輸到便攜設備上用于分析或與以往觀測的統計數據比較。顯然便攜設備能夠給跑步機之類的東西供電。不同於以前的應用場景，當PC連接一個鼠標之類的串行設備時，此設備也必需提供電源。

　　2.目前能夠作為主控端的設備不是很多。尤其是，大多數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 (比如新發布的三星Galaxy Nexus)，這將允許基于Android系統控制各種家用消費電子。比如，使用智能電話當做游戲控制器或控制智能家居產品。

　　應用實例

　　便攜設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。

　　創建一個基于Android的控制系統所需要的部件如下(相應的原理框圖如圖1所示)。在這個例子中，提供了玩具賽車范例的具體細節(圖2進一步指示)。

　　1.一個能提供遙控功能應用的Android平板(這同樣能應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設備。為簡化固件在設備端使用USB轉串行驅動器。這個例子中指定使用FTDI Vinco開發板，具有雙通道USB 主/從設備控制器功能。

　　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接口執行無線遙控。