Android設備使用USB的硬件接口

　　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(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(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-串行轉換器，此方案可提供USB底層相關的協(xié)議，從而降低USB主控端和設備端的軟件實現(xiàn)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(tǒng)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(fā)布了一整套API給開發(fā)者實現(xiàn)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(fā)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(fā)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(shù)據(jù)傳輸?shù)奖銛y設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(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(chuàng)建一個基于Android的控制系統(tǒng)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(jié)(圖2進一步指示)。

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　　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(fā)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(zhí)行無線遙控。