如何从零开始做一个 USB 键盘?

分两种情况：

1、做一个真正的USB键盘，这种设计基本上不涉及大量的软件编码。

2、做一个模拟的USB键盘，实际上可以没有按键功能，这种的需要考虑大量的软件编码，实际上是一个单片机。

第一种设计：买现成的USB设备芯片，然后焊好就可以了，几乎没听说过谁自己从零开始做USB设备芯片的，首先晶振之类的如何满足要求就是一个问题。

基本原理就是按键，转换扫描码，写入寄存器，然后等主机那边去读就可以了。

主机端实际上不需要做什么设计，因为键盘属于标准的class设备，都是自带驱动的。

第二种设计：首先要找到一个支持OTG的单片机（板子），编写完整的USB Device Stack（大概几万行），定义好USB描述符（Descriptor）和HID描述符（Windows需要），然后等待主机的中断传输请求即可。

每次把需要发送的扫描码（scan code）写到中断传输的缓冲区里，让device stack把数据发送走即可。

至于硬件信号部分，这些都是USB控制器（简称控制器，下同）集成的，如果说你要自己写一个控制器，那么需要的技术就太复杂了，全球也没有多少厂商能弄出来自己的控制器。做控制器需要熟练背诵USB2.0技术规范以及EHCI/UHCI/OHCI技术规范。

---------------------既然问具体怎么做，那么我也补充一些吧---------------------

首先，需要一个支持OTG或者USB Device工作模式的板子/芯片/模块。板子可大可小，可以是工业级的带OTG的板子，也可以是小小的只有一个单片机的那种。小的那种我没有用过，我就说大的。

OTG的意思可以大概理解为这个USB口既可以作为主机口接设备，也可以作为设备接入主机，新一点的手机都带这个功能。

我所知道的OTG控制器有Mentor Graphics的，还有Freescale有一些板子也支持。

找到这样的板子，然后就是找代码了，Linux里实际上就有这样的代码，比如Mentor Graphics的控制器驱动的代码在：linux-3.7.1\drivers\usb\musb，这里，当然如果你用的是别的版本的Linux，在相应的位置也能找到代码。不知道Linux源码从哪里找？传送门：The Linux Kernel Archives

有了代码，你还需要U-boot或者其它的东西去启动这个板子，同时要使用对应的交叉编译器，应该是arm的交叉编译器。

于是，板子能起来了，接到主机（比如PC上）也能识别出来一个“未知设备”了，剩下的工作就是给这个未知设备写驱动。

首先，要通过控制器代码去编写相关的USB设备描述符，PC能识别各种设备都是靠描述符，对此，需要先了解USB技术规范：《Universal Serial Bus Specification Revision 2.0》，这个百度一下就能下载，但是全英文的，我见过中文的，但翻译的很糟糕并且不全。

在此技术规范的章节：9.6.1 Device里有详细描述了USB设备描述符的信息。具体怎么把描述符写到驱动里，这个我不是特别清楚，所以只能说你要自己看代码了。

有了设备描述符，实际上还有很多别的描述符要设置，比如接口描述符、配置描述符等等，这些规范里都有，需要一一阅读。

有了这些，你只是制造了一个USB设备，但Windows还不认账，此时，需要设置HID描述符，因为键盘输入HID设备，关于HID的描述也有技术规范《Device Class Definition for Human Interface Devices (HID) Version 1.11》，同样没有中文的。

然后，你就可以根据这个规范发送对应的中断传输（interrupt）信号，就可以跟主机通信了。然后具体你想模拟哪个按键，需要发送对应的扫描码，具体的内容参考这里：Scancode，扫描码的介绍是有中文的，找到以后，你就可以很开心的发送键盘按键信息了。

然后，就完事了，难度就是要阅读很多技术规范，以及大量的代码。

当然，某些商用的嵌入式系统自带USB设备模拟驱动，如果有钱（很贵的），买一套成品过来，找一个板子就可以了。

— 完 —