micro:bit用USBキーボードプロジェクト

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(2022/12/11)

◆micro:bitの弱点？文字入力

micro:bitはセンサー、ディスプレイ、GPIO、無線が完備していて非常にコストパフォーマンスが高いデバイスなのですが、折角文字列の表示機能があるのに、文字入力ができないという弱点？を抱えています。
文字入力ができると、コマンドで動作を変えたり、無線で文字通信ができたり、バーコードが使えたり、応用が拡がりそうな気がします。
既存の製品ではM5Stack用のI2Cのキーボードが使えるのですが、金属製のタクトスイッチを使った簡易的なものなので、文字列を打ち込むのは少々つらいところです。
普通に売られているUSBキーボードが接続できると便利なのですが、ブレッドボードで使えるスイッチサイエンス委託の製品「かんたんUSBホスト」があるくらいで、簡単にmicro:bitに接続できるものがありません。ないものは作ってみることにしました。

◆USB HIDーシリアル変換チップCH9350L

USBキーボード、マウス等はUSB HIDクラスのプロトコルでデータを転送します。これを汎用プロセッサだけで実現するにはUSBホスト、HIDプロトコルの実装などかなりのレイヤーの開発が必要になります。
上記の「かんたんUSBホスト」はWCHのCH559というUSBホスト内蔵のチップを使っているのですが、8051という馴染みのないコアでファームウェアを実装するので敷居が高そうです。
格安USBホストマイコン CH559をいじってみた（大盛）

調べたところ、同じWCHからCH9350Lという、HIDプロトコルのデータを非同期シリアルに変換するという、おあつらえ向きのチップが出ているのがわかりました。
ＵＳＢマウス・キーボード用シリアル通信制御ＩＣ　ＣＨ９３５０Ｌ
本来の用途は2個をペアにして一方をUSBデバイス、一方をホストに接続し、2つの間をシリアル通信で結んでキーボード・マウス等を延長するためのもののようです。そのためシリアルは独自のプロトコルになっていて、USB HID Usage IDで転送されます。
この文字情報をmicro:bitのシリアル入力用にASCIIコードに変換するため、二度手間になりますが変換用に別のチップを挟むことにしました。
大した処理ではないので、当初は手軽なATtiny85で試したのですが、ATtinyはハードウェアシリアルがなく、CH9350Lからの入力、micro:bitへの出力を同時に処理するのが困難で、少々オーバースペックですがATmega328Pを使うことにしました。