仿USB键盘文件植入器(模拟人工按键).

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1、编号： 嵌入式系统综合实训嵌入式系统综合实训说明书说明书 题 目： 仿 USB 键盘文件植入器 院 （系）： 信息与通信学院 专 业： 电子信息工程 学生姓名： 万玉 学 号： 1161170125 指导教师： 叶金才 2015 年 1 月 11 日 摘 要 这次设计任务所做的工作就是实现模拟人工按键，将开发板接上位机后，不用板 子上的按键，直接用程序产生键盘码，计算机收到 USB 键盘的键码，会执行相应的功 能。具体的动作是打开计算机的命令行，在命令行里面运行记事本，并新建一个 a.txt 记事本文件，并向该文件录入若干的英文字符。运行命令行通过键盘操作是 win+R - cmd-notep

2、ad a.txt-enter-录入英文字符。 最后，会在本文介绍如何实现向电脑发送 WIN+R 这样的组合键键码，可以类似去 模拟 ALT+F4，SHIFT+1 之类的按键。 关键词：ARM；USB 键盘；模拟人工按键；USB HID 协议；组合键 Abstract The design task is to realize the simulation of artificial work key, development board connected with a host computer, no board of the key, the direct use of program

3、generation keyboard code, computer received USB keyboard key code, executes the corresponding function. The specific action is to open the computer command line, the command line which run Notepad, and a new a.txt notepad file, and some to the file entry English character. Run command lines through

4、the keyboard operation is win+R - “cmd-“ Notepad a.txt- “enter-“ input English character. Finally, in this paper introduces how to realize the computer to send WIN+R this combination key code, can be similar to the simulated ALT+F4, SHIFT+1 and the like button. Keywords: ARM; USB keyboard keys; arti

5、ficial simulation; USB HID protocol; key combination 目 录 引言 1 1 设计软件基础知识2 1.1 C 编译器 KEIL 介绍 2 1.2 ARM 相关知识2 1.3 USB-HID 简介2 2 模拟人工按键设计3 2.1 程序设计的任务要求 3 2.2 程序的设计思路和想法 3 2.3 报告描述符 3 2.4 普通按键程序设计4 2.5 特殊(功能)按键程序设计 6 3 功能程序设计7 3.1 程序总流程图 7 3.2 开始程序的修改8 4 结论 10 谢辞11 参考文献12 附录13 桂林电子科技大学课程设计（论文）报告用纸 0 第

6、0 页 共 22 页 引言 USB，是英文 Universal Serial Bus（通用串行总线）的缩写，而其中文简称为 “通串线”，是一个外部总线标准，用于规范电脑与外部设备的连接和通讯。是应用 在 PC 领域的接口技术。USB 接口支持设备的即插即用和热插拔功能。USB 是在 1994 年 底由英特尔、康柏、IBM、Microsoft 等多家公司联合提出的。 USB-HID 是 Human Interface Device 的缩写，由其名称可以了解 HID 设备是直接 与人交互的设备，例如键盘、鼠标与游戏杆等。不过 HID 设备并不一定要有人机接口， 只要符合 HID 类别规范的设备都是

7、 HID 设备。 交换的数据存储在称为报表(report)的结构内，设备的固件必须支持 HID 报表的 格式。主机在控制与中断传输中传送与要求报表，来传送与接收数据。报表的格式非 常有弹性，可以处理任何类别的数据。 键盘是最常用也是最主要的输入设备，通过键盘可以将英文字母、数字、标点符 号等输入到计算机中，从而向计算机发出命令、输入数据等。起初这类键盘多用于品 牌机，如 HP、联想等品牌机都率先采用了这类键盘，受到广泛的好评，并曾一度被视 为品牌机的特色。随着时间的推移，渐渐的市场上也出现独立的具有各种快捷功能的 产品单独出售，并带有专用的驱动和设定软件，在兼容机上也能实现个性化的操作。 桂林

8、电子科技大学课程设计（论文）报告用纸 1 第 1 页 共 22 页 1 设计软件基础知识 包括 keil uVision4，ARM 核心知识，USB-HID 简介。 1.1 C 编译器 Keil 介绍 Keil C51 是美国 Keil Software 公司出品的 51 系列兼容单片机 C 语言软件开发系 统，与汇编相比，C 语言在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的优势，因而 易学易用。Keil 提供了包括 C 编译器、宏汇编、连接器、库管理和一个功能强大的仿 真调试器等在内的完整开发方案，通过一个集成开发环境（uVision）将这些部分组合 在一起。 Keil C51 生成的目标代

9、码效率非常之高，多数语句生成的汇编代码很紧凑，容 易理解。在开发大型软件时更能体现高级语言的优势。 KeilSoftware 公司推出的 uVision4 是一款可用于多种 8051MCU 的集成开发环境 (IDE)，该 IDE 同时也是 PK51 及其它开发套件的一个重要组件。除增加了源代码、功 能导航器、模板编辑以及改进的搜索功能外，uVision3 还提供了一个配置向导功能， 加速了启动代码和配置文件的生成。此外其内置的仿真器可模拟目标 MCU，包括指令集、 片上外围设备及外部信号等。uVision3 提供逻辑分析器，可监控基于 MCUI/O 引脚和外 设状态变化下的程序变量。uVisi

10、on4 提供对多种最新的 8051 类微处理器的支持，包括 AnalogDevices 的 ADuC83x 和 ADuC84x，以及 Infineon 的 XC866 等。 1.2 ARM 核心相关知识 2012 年 3 月 14 日，中国上海ARM 公司今天发布了一款拥有全球最低功耗效率 的微处理器ARM Cortex-M0+处理器。支持 ARMv6M 指令集，该款经过优化的 Cortex-M0+处理器可针对家用电器、白色商品、医疗监控、电子测量、照明设备以及 功耗与汽车控制器件等各种广泛应用的智能传感器与智能控制系统，提供超低功耗、 低成本微控制器（MCU）。 1.3 USB-HID 简介

11、 是 Human Interface Device 的缩写，由其名称可以了解 HID 设备是直接与人交互 的设备，例如键盘、鼠标与游戏杆等。不过 HID 设备并不一定要有人机接口，只要符 合 HID 类别规范的设备都是 HID 设备。 交换的数据存储在称为报表(report)的结构内，设备的固件必须支持 HID 报表的 格式。主机在控制与中断传输中传送与要求报表，来传送与接收数据。报表的格式非 常有弹性，可以处理任何类别的数据。 每个 USB 只有一个主机。在 USB 中，USB HOST 是通过各种描述符来识别设备的， 有设备描述符，配置描述符，接口描述符，端点描述符，字符串描述符，报告描述

12、符 等等。USB 报告描述符(Report Descriptor)是 HID 设备中的一个描述符，它是比较复 杂的一个描述符。 USB-HID 设备是通过报告来给传送数据的，报告有输入报告和输出报告。输入报告 桂林电子科技大学课程设计（论文）报告用纸 2 第 2 页 共 22 页 是 USB 设备发送给主机的，例如 USB 鼠标将鼠标移动和鼠标点击等信息返回给电脑， 键盘将按键数据数据返回给电脑等；输出报告是主机发送给 USB 设备的，例如键盘上 的数字键盘锁定灯和大写字母锁定灯等。报告是一个数据包，里面包含的是所要传送 的数据。输入报告是通过中断输入端点输入的，而输出报告有点区别，当没有中断

13、输 出端点时，可以通过控制输出端点 0 发送，当有中断输出端点时，通过中断输出端点 发出。 而报告描述符，是描述一个报告以及报告里面的数据是用来干什么用的。通过它， USB HOST 可以分析出报告里面的数据所表示的意思。它通过控制输入端点 0 返回，主 机使用获取报告描述符命令来获取报告描述符，注意这个请求是发送到接口的，而不 是到设备。一个报告描述符可以描述多个报告，不同的报告通过报告 ID 来识别，报告 ID 在报告最前面，即第一个字节。当报告描述符中没有规定报告 ID 时，报告中就没有 ID 字段，开始就是数据。 2 模拟人工按键设计 包括设计要求，普通按键的程序设计，组合键（功能键组

14、合）的程序设计。 2.1 程序设计的任务要求 模拟人工按键(默认路径)，win+r(组合键，Win 键即 window 键) 输入 cmd 回车 输入 notepad a.txt 回车 回车(由于第一次在默认路径 C:UsersAdministrator 新建文件，所以对弹出的是否创建文件的提示框按一次回车) 输入 abcd1234 按下 Ctrl+S(组合键，对记事本进行保存的快捷键)进行保存 完成 。 2.2 程序的设计思路和想法 开始前应该把 Win+R 和 Ctrl+S 这两个组合键环节分别定成一个程序的开始和结束， 而 cmd，回车，notepad 空格 a.txt，回车，回车，abcd1234 这个单个按键的环节定为 中间环节，整体的思路就是这样。由于一开始通过例程知道单个按键比较容易实现， 于是可以是先做了单个按键的数组，再去做组合键，做完之后回头总结，这样的想法 确实是对的，遵循先易后难得原则，而且也可以从简单的实现方法中去发现组合键的 做法。在设计组合键的时候最难得莫过于 window 键都按不下去，通过查询和阅读了 很多的资料后，总结了 win 键和类似的功能键如何实现，然后在不断的尝试中发现组 合键的实现方法，后面会做详细的介绍。 2.3 报告描述符 在上面的 USB-HID 简介中已经介绍了报告描述符。报告描