USB-ohjelmoinnin oppimateriaalin suunnittelu

Abstract

Opinnäytetyössä tavoitteena oli luoda opetusmateriaalia, jota voisi käyttää USB-väylän käytön teorian ja käytännön opetuksen tukena. Materiaali jakautuu ohjelmisto-osaan ja teoriaosaan.

Ohjelmisto-osa luotiin Arduino Due -kehityskortin ja Microsoft Windows -käyttöjärjestelmän ympärille. Kehityskortti ohjelmoitiin emuloimaan HID-laitetta ja siihen lisättiin oheislaitteita, joita voidaan ohjelmallisesti lukea tai ohjata.

Windows-käyttöjärjestelmään luotiin ohjelma, joka käyttää eri kirjastoja ja rajapintoja kehityskortin ohjaamiseen. Työssä perehdyttiin USB-väylän historiaan, kehitykseen ja nykytilaan, selvittäen väylän sähköistä toimintaa ja ohjelmallista hallintaa. Lähdemateriaalina käytettiin pääosin USB Implementers Forumin tarjoamaa USB-standardisarjaa,joka tarjoaa kattavan ja ajantasaisen tietolähteen väylän ominaisuuksista ja käytöstä. Lisäksi ohjelmiston käytöstä ja lähdekoodin toiminnasta tehtiin ohjeet opetuskäyttöä varten.

Opinnäytetyön tuloksina saatiin USB-väylän käytön opetukseen soveltuvia ohjeita ja ohjelmistoa, joita voidaan käyttää pohjana jatkokehitystä varten.

This thesis focused on investigating different avenues to create educational material that can be used to teach theoretical and practical aspects of the Universal Serial Bus, USB. The material is divided into two sections: software and theory.

The software was created to support the Arduino Due development board and Microsoft Windows operating system. The development board was programmed to emulate a Human Interface Device, and other accessories were added that can be read or controlled programatically. A program was created for the Windows operating system that uses different libraries and application programming interfaces to control the development board.

In the theory section, the history, development, and current state of USB is presented. It details both the electronic and programmatic functions of the bus. The source material consists mostly of the USB standard set provided by USB Implementers Forum. The standards provide an extensive and contemporary information set about the properties and use of USB. Additionally, the use of the software, and its source code, has been documented for teaching purposes.

The material package can be further developed as needed, especially as the documentation itself only scratches the surface of all the possibilities offered by USB.