STM32 USB HID键盘例程
# x& A/ v. C* k7 N/ ]8 h+ Z2 I% M- g
7 u9 R3 X# D. w9 ]* s8 U1 e" G5 v最全USB HID开发资料,悉心整理一个月,亲自测试/ S" ?0 K9 U0 J9 T; x; F& X* Q5 v
7 H+ h, U& B: [通过STM32CUbeMX建立USB HID的双向通讯实验成功& p% Q& E: C- O! Y2 |
" b" o' f1 P" h6 m q' x R3 |7 K( {: G1 l
发现很多人对STM32的USB通信很感兴趣。要将USB的通信协议搞懂确实是一个比较漫长的过程。但是USB的HID通信无论是上位机的设计还是STM32程序的编程都非常的简单。只是我想很多人都不知道而已。这篇文章的目的是让大家以最短的时间将USB加到你的设备中。如果想学得更深就靠大家。
5 F* E) Y2 `4 P# m# l2 d
) G$ [2 `8 f; ^* L; d) hHID只是适合低速传输,其理论上可以达到64KB/S,但多由于windows系统和硬件的关系一般达不到这个传输数度。但这个速度对于一般系统的控制和数据传输都已经足够了,而且是免驱,省去了很多麻烦。如果您需要高速传输可参考我的另外一篇文章《STM32的USB例程修改步骤》文章在- C" f! l& d( A: @$ ~* ^0 F
2 z2 f6 }7 g0 r$ W8 k一、安装完MDK后请打开C:/Keil/ARM/Examples/ST/STM32F10xUSBLib/Demos路径,将Custom_HID在同一个目录下复制一份,如果你要放到其他路径你需要在MDK Options for target的C/C++中添加USB的头文件路径(MDK下的/INC/ST/STM32F10x/USB)。
, K: P3 S, t' Z2 R. b. a) ^- F" R* t# V# S! Q( A/ `- L0 v
二、打开usb_desc.c文件,该文件主要包含的端点描述符、设备描述符、配置描述符和字符描述符等。具体请大家参考其他资料了,这里主要说几个常用。5 W6 O9 q2 k( F) H9 _- [% Q
- r; Z" \4 i$ M9 h% Wu8 DeviceDescriptor[SIZ_DEVICE_DESC]为USB设备描述符。当中的
" P; g7 _$ l7 o7 T+ ~' V0x83, /*idVendor (0x0483)*/
1 ^2 ~7 A7 e0 u0x04,: I j. x6 c; u" g8 u2 {6 t5 }8 Q
0x50, /*idProduct = 0x5750*/
# q! \1 a8 J5 j0x57,
* K# L# z/ |2 p5 l//idVender字段。厂商ID号,我们这里取0x0483,仅供实验用。3 M( @- A/ K4 F8 F" O: M
//实际产品不能随便使用厂商ID号,必须跟USB协会申请厂商ID号。- L$ B/ q9 i8 v. ]( g x) R
//注意小端模式,低字节在先。
% u) o) j+ g) G' X" B* e. h//idProduct字段。产品ID号,我们这里取0x5750。
2 f. r1 W" o3 {6 L! E. q//注意小端模式,低字节应该在前。
2 l) L6 H0 { _9 z4 f8 @8 u" {0 G
/ V6 e( W" z+ Hconst u8 ConfigDescriptor[SIZ_CONFIG_DESC]是配置描述符,注意如下
6 N0 a7 q! y8 a" {- USB_ENDPOINT_DESCRIPTOR_TYPE, /* bDescriptorType: *// Q8 w( o1 {# H7 s
- 0x81, /* bEndpointAddress: Endpoint Address (IN) */' [, a& d @6 Q. V0 `. e
- 0x03, /* bmAttributes: Interrupt endpoint */
9 h7 I7 F" q( z - 0x02, /* wMaxPacketSize: 2 Bytes max *// i' ` l c( [
- 0x00,
& Y/ a. U9 F/ P - 0x20, /* bInterval: Polling Interval (32 ms) */
. V6 H1 I# b+ x1 a1 K2 g - /* 34 */
! ^$ A2 ^, v8 K1 V* B4 ^2 L/ Z - 0x07, /* bLength: Endpoint Descriptor size */" d, T8 m% R `9 w
- USB_ENDPOINT_DESCRIPTOR_TYPE, /* bDescriptorType: */
- ]% R, w/ b9 k5 M3 m, n2 w - /* Endpoint descriptor type */- N+ b) M# \8 f7 \
- 0x01, /* bEndpointAddress: */
( v* F, @$ N$ r4 }9 r - /* Endpoint Address (OUT) */
3 O: q$ Y. e( @8 ^2 ]7 M5 e - 0x03, /* bmAttributes: Interrupt endpoint */
0 p3 o6 |, r% \" @3 ]1 I - 0x02, /* wMaxPacketSize: 2 Bytes max */* F( l' x6 z4 G; Z/ r/ d: {
- 0x00,
, K' D5 a) \ W9 f - 0x20, /* bInterval: Polling Interval (20 ms) */
复制代码 9 W6 j) t9 E9 Z0 E ?0 ?
上面包含了“输入端点描述符”和“输出端点描述符”。7 Y j! f4 s, ?$ B1 S
//wMaxPacketSize字段。该端点的最大包长。
" y. `0 h, m$ x F; i _//bInterval字段。端点查询的时间,
9 m3 O! }& e: t1 H, L0 ~. v: E
5 g( V" P; J6 x; w+ r为了实现更高速的通信我们修改如下:
5 u. V. m! X2 P# V- N; X. y- /******************** Descriptor of endpoint ********************/
6 D/ ~- `9 T- w7 G! w - /* 27 */
/ G: f+ U6 J. J) U - 0x07, /*bLength: Endpoint Descriptor size*/) R& |. [# T5 c) D. ?& R
- USB_ENDPOINT_DESCRIPTOR_TYPE, /*bDescriptorType:*/; p& x) ?' `8 Z3 W8 c3 p: _
- 0x81, /*bEndpointAddress: Endpoint Address (IN)*/; x% \3 B( \! q1 g% f4 B0 G2 I
- 0x03, /*bmAttributes: Interrupt endpoint*/
1 \' p; V: e6 y7 { - 0x40, /*wMaxPacketSize: 64 Byte max */
% ~2 F. ]) o* k2 ? - 0x00,2 f: ]& a2 e8 L$ J
- 0x0A, /*bInterval: Polling Interval (10 ms)*/
8 C! W L4 v2 k) b* G - /* 34 */
6 Q9 `7 U2 J/ e* j7 v1 Y - /******************** Descriptor of endpoint ********************/
+ ~* E- v+ j& d- r" L0 D - /* 27 */
. X8 s8 i t: A, P: f2 X - 0x07, /*bLength: Endpoint Descriptor size*/
( U/ i$ {, J+ C) s( `7 ? - USB_ENDPOINT_DESCRIPTOR_TYPE, /*bDescriptorType:*/% p1 s0 x9 J# Q1 F
- 0x01, /*bEndpointAddress: Endpoint Address (OUT)*/
0 ?: S3 J; K1 g- b' f) G - 0x03, /*bmAttributes: Interrupt endpoint*/
( H, A3 s$ w( f, u5 s - 0x40, /*wMaxPacketSize: 64 Byte max */6 [$ [) t% V' f1 N8 p( h
- 0x00,
5 ?( L+ V! l; c2 |) j& s6 u- ~ - 0x0A, /*bInterval: Polling Interval (10 ms)*/' w! {: { a# @; h* z' K0 W
, A9 y3 I$ a+ p9 }$ B5 f- f- const u8 ReportDescriptor[SIZ_REPORT_DESC]为HID专用的报告描述符,具体的大家就参考资料了,这里可以直接复制了。! x. G' q2 N6 \+ |, Z
- const u8 CustomHID_ReportDescriptor[CUSTOMHID_SIZ_REPORT_DESC] =
0 O6 j( f5 f; P" c" A- H. O' z: c - {
; K8 `0 s1 `" K0 D0 s# F - 0x05, 0xFF, // USAGE_PAGE(User define)& s% {; r; c2 ]: U+ @
- 0x09, 0xFF, // USAGE(User define). P# G; ?2 F8 o
- 0xa1, 0x01, // COLLECTION (Application)( c' H+ T- s8 B- i8 f: U
- 0x05, 0x01, // USAGE_PAGE(1)
: _$ S# Q5 B+ u0 v! N - 0x19, 0x00, // USAGE_MINIMUM(0)7 q- d6 L) N' D6 g8 a1 r
- 0x29, 0xFF, // USAGE_MAXIMUM(255)6 l7 {+ _% B% { ]0 c' c1 g; {
- 0x15, 0x00, // LOGICAL_MINIMUM (0)
6 d$ q/ x% X; V* ^+ P4 c$ n - 0x25, 0xFF, // LOGICAL_MAXIMUM (255)
0 K" h- q: k! x- y0 g2 M - 0x75, 0x08, // REPORT_SIZE (8)
; K# z; U+ c5 u7 @) A, e( \ - 0x95, 0x40, // REPORT_COUNT (64)
; M& U* X, |( ~% r9 D1 c7 V - 0x81, 0x02, // INPUT (Data,Var,Abs)
- s0 i4 o8 Y7 Z. `; | - 0x05, 0x02, // USAGE_PAGE(2)
0 k7 L, w; M0 U, z2 E6 C ?: z0 ~ - 0x19, 0x00, // USAGE_MINIMUM (0)
+ j6 ~9 Y0 n8 w+ \ - 0x29, 0xFF, // USAGE_MAXIMUM (255)
, {: [9 s+ f, U- a- G* g. | - 0x15, 0x00, // LOGICAL_MINIMUM (0)" h* G, ~' S" X4 R* E
- 0x25, 0xFF, // LOGICAL_MAXIMUM (255)
- {9 Z+ ?+ L: ^7 W8 M - 0x95, 0x08, // REPORT_COUNT (8)
7 }+ W3 G! N M) ^, I, b - 0x75, 0x40, // REPORT_SIZE (64)
2 b9 r) V4 F2 v% A+ Z5 o2 p2 }7 A, t! y - 0x91, 0x02, // OUTPUT (Data,Var,Abs)
- O% S& M/ f3 D$ r - 0xc0 // END_COLLECTION% g1 P$ K! r( ]+ R$ g
- }; /* ReportDescriptor */
1 M- y B9 ~/ B5 k - 9 |3 G0 v' ]7 K, R
- const u8 CustomHID_StringVendor[CUSTOMHID_SIZ_STRING_VENDOR]
* }! O% M' p) L( p$ h3 V! } - const u8 StringProduct[SIZ_STRING_PRODUCT]7 s) ]! ?% O( ^; ?: ^* l; I- O
- const u8 StringSerial[SIZ_STRING_SERIAL]
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I4 T6 ~! O. l, [( h# I# e分别是“厂商字符”、“产品字符”、“产品序列号”,这些将在USB HID设备加载的时候显示。但是这需要这些字符要求为Unicode编码,你需要将你要显示的字符先转为Unicode编码。最好大家还要根据各个数组的长度修改如下定义。
) n1 [7 V9 ]8 V6 H K; a i& f2 U* {1 f% K" E! E* r# S
- #define CUSTOMHID_SIZ_REPORT_DESC 39
9 ]9 Q) `% }# x- V2 m+ m* P, }. Q, K - #define CUSTOMHID_SIZ_STRING_VENDOR 64
2 \# F+ V" g( k8 ]$ L - #define CUSTOMHID_SIZ_STRING_PRODUCT 28$ U/ w7 L- z4 X0 M. F# A
- #define CUSTOMHID_SIZ_STRING_SERIAL 26
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# j3 a$ U5 _. \9 }三、打开hw_config.c文件,将那些没有的函数删除,只保留如下函数1 f% n" l' A' y+ l/ p
a) Set_System(void). Q- V; C8 z( F8 M2 Z* `5 p
b) void Set_USBClock(void)
4 g4 }: U" l0 |! I3 ^. h Jc) void USB_Interrupts_Config(void)5 A: g7 }# P- B( A# v
d) void USB_Cable_Config (FunctionalState NewState)
& U+ o, m: a: ]. X* y3 K& o特别要注意最后一个函数,其主要作用是控制USB的上拉电阻,让电脑检测USB设备是否连接的。
; B7 s5 I6 o( g, ^+ Z4 a' o! g9 J5 J' X/ i) C; P3 E
* C* o( @! s: d
四、打开stm32f10x_it.c文件,把EXTI15_10_IRQHandler等中断内的代码删除。7 F% ^7 o8 C& r2 l. N
打开usb_prop.c文件,修改如下:
; F* J- R1 S! }$ \7 c e- void CustomHID_Reset(void)! N F2 g9 {1 F
- {
+ \! u4 Z- W* r7 Y/ b2 A - /* Set Joystick_DEVICE as not configured */
, R9 @* ?" h/ h& c9 [ - pInformation->Current_Configuration = 0;0 P2 @: K0 R7 l8 X# N
- pInformation->Current_Interface = 0;/*the default Interface*/
% }6 t- M' N7 n4 \) ?' Q - SetBTABLE(BTABLE_ADDRESS);
c; B1 u) {9 ^$ {5 g8 L' F
8 v3 Z- J: d! Z& `8 L8 P6 l- /* Initialize Endpoint 0 *// O; ~3 w/ h G1 l/ V6 B5 g
- SetEPType(ENDP0, EP_CONTROL);
N, x2 B, H; P. { - SetEPTxStatus(ENDP0, EP_TX_STALL);
: H/ e& o" R, t3 }2 ]- ] - SetEPRxAddr(ENDP0, ENDP0_RXADDR);
; }, \4 E3 }; X" g - SetEPTxAddr(ENDP0, ENDP0_TXADDR);1 T) T T! j: j( }3 a
- Clear_Status_Out(ENDP0);' ^/ z7 R5 c e, `9 R
- SetEPRxCount(ENDP0, Device_Property.MaxPacketSize);; r, k/ M" _& x$ F
- SetEPRxValid(ENDP0);! Y- ~6 \; H& Z, q! Z! P* p
- & c$ E/ t3 p3 _! F9 Q7 t
- /* Initialize Endpoint 1 */! E/ D( V2 \& B( Z
- SetEPType(ENDP1, EP_INTERRUPT);) V$ q/ q" i3 L* J/ S
- SetEPTxAddr(ENDP1, ENDP1_TXADDR);* o& h( I. H, I9 _) T, z
- SetEPTxCount(ENDP1, 64);8 H |. i+ n; m6 d
- SetEPRxStatus(ENDP1, EP_RX_DIS);$ P. O" {/ W8 d9 Z* S. Z
- SetEPTxStatus(ENDP1, EP_TX_NAK);3 N8 n7 s( t$ A* x9 ~& t
- " d$ Q5 _& p0 p E
- /* Initialize Endpoint 1 */
( y/ s: v3 t8 j5 |' e. |/ ` - // SetEPType(ENDP1, EP_INTERRUPT);. \: b& d0 w% q+ Q" a
- SetEPRxAddr(ENDP1, ENDP1_RXADDR);) n4 q3 Z( H0 Q
- SetEPRxCount(ENDP1, 64);4 |4 p" `3 n6 H' x
- // SetEPTxStatus(ENDP1, EP_TX_DIS);
# C, p2 j4 {) f- o s - SetEPRxStatus(ENDP1, EP_RX_VALID);7 T# ^+ {4 \ J6 T
- /* Set this device to response on default address */ D; o! v/ t& ]6 z3 K6 w
- SetDeviceAddress(0);& J. P g& |) [0 D" o) \: z, Q/ w
- }
复制代码 4 j- H: _: G, c6 G8 J0 d$ O4 ]
五、usb_endp.c文件
7 i6 t: Y& f2 B. r! v5 B8 O r+ W- void EP1_OUT_Callback(void)
1 d T$ ^8 M' C( S: k1 j - {
: h, g& h0 l* O3 v1 X/ b. b - 这些写接收代码- q2 z: L# X8 h/ N. r
- }
复制代码 . m. `) P- o/ k4 x9 M
六、数据发送和接收,举例说明+ v/ m7 s8 S d. d" n2 ^* Y7 O6 y6 r3 U
1、数据接收
& `( ^0 [$ _. z- M+ h$ z- u8 DataLen;
7 z; p6 z s6 B& f - DataLen = GetEPRxCount(ENDP1);
4 g; ]/ g) \, r1 i2 R0 _ - PMAToUserBufferCopy(TX1_buffer, ENDP1_RXADDR, DataLen);
: r; P6 x8 r! B7 n7 G. h; K - SetEPRxValid(ENDP1);
1 w2 `6 L x! O: x0 Y& @ - USART1_Send(DataLen);- ?. o( _: ]* A- i6 r! j5 H" {
- count_out = 1;
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8 t( s( S- M+ f" R& [- w$ c; M2、数据发送
$ N( s! @: A s, G9 C% y- UserToPMABufferCopy(InBuffer, GetEPTxAddr(ENDP1), 64);
9 Q7 p% L, Q; d: Z% a7 f# e - SetEPTxCount(ENDP1, 64);
0 _8 q4 Z* {% v' I0 w - SetEPTxValid(ENDP1);
复制代码 , m; e5 N& j$ [; Z
如果你发送数据较为频繁,每次发送前应使用GetEPTxStatus(ENDP1)检测上次发送是否完成。如果端点状态处于EP_TX_VALID,说明发送未结束,如果端点状态处于EP_TX_NAK,说明发送结束。* C: \4 m) u' K5 c
/ j! | X6 w+ ?6 c) ~, `" j9 _. s& z$ r
(by xidongs)
( v# d; c5 S3 K# ^2 L( g |