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[STM32F4] 【F446RE开发板试用】 ——做个USB鼠标玩玩

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 楼主| shiyongzhu 发表于 2015-10-13 22:43 | 显示全部楼层 |阅读模式
USB鼠标, 开发板, rc, ST, ni
本帖最后由 shiyongzhu 于 2015-10-13 22:45 编辑

拿到F446有段时间了，这段时间主要对F446开发板的USB功能进行了一下学习。
F446开发板的功能还是比较强大的，其既有全速的USB还有高速的USB接口，而且都支持OTG功能，可以说完全满足的开发者的各种的不同需求。因此本人打算使用F446开发板做个鼠标，也算是抛砖引玉了。
当前进行STM32 MCU开发，有两种库工选择，即标准外设库和hal库（cubemx生成），hal库开发方法是ST公司极力推广的开发方法，因此本帖采用这种开发方法。
1、  使用cubemx生成代码
（1）打开cubemx的更新软件STM32CubeUpdater，检查是否有F446开发板的固件库（需要1.8.0版本）。如图没有，则进行更新。
查看更新库.JPG
（2）打开cubemx程序，选择New Project建立新的工程。再Board Selector中选择Nucleo类型的 F446RE开发板。
开发板中已有STM32F466.JPG
点击OK则得到工程模板，进入Pinout界面进行引脚配置，开启USB_OTG_FS外设为Device模式，即将开发板作为外设设备，开启该外设后右侧封装图中PA11、PA12将会进行示意表示。为了生成USB设备基本的代码还需要配置MiddleWares中的USB_DEVICE IP为Human Interface Device Class(HID)。
配置成Device.jpg
选择HID.jpg
然后进行时钟配置，注意当使用内部时钟作为锁相环的输入时，无法使系统时钟达到最大的180MHz，经测试100MHz可以达到，因此按照100MHz配置，USB外设采用专用的48MHz时钟。
时钟配置.JPG
2、  代码修改
（1）根据以上的配置最终可以生成需要的代码模板，该代码实现了USB设备的枚举过程。在主程序中加入led.c、delay.c代码，主程序代码如下：
         
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  1. /* Includes ------------------------------------------------------------------*/
    

  2. #include "stm32f4xx_hal.h"
    

  3. #include "usb_device.h"
    


  4. 

  5. /* USER CODE BEGIN Includes */
    

  6. #include "usb_device.h"
    

  7. #include "usbd_core.h"
    

  8. #include "usbd_desc.h"
    

  9. #include "usbd_hid.h"
    

  10. #include "delay.h"
    

  11. #include "led.h"
    


  12. 

  13. /* USER CODE END Includes */
    


  14. 

  15. /* Private variables ---------------------------------------------------------*/
    

  16. extern USBD_HandleTypeDef hUsbDeviceFS;
    

  17. /* USER CODE BEGIN PV */
    

  18. /* Private variables ---------------------------------------------------------*/
    

  19. //¼ÆÊýÆ÷
    

  20. volatile uint32_t count_millsecond;                                                                                                        //ϵͳ¼ÆÊýÆ÷
    

  21. /* USER CODE END PV */
    


  22. 

  23. /* Private function prototypes -----------------------------------------------*/
    

  24. void SystemClock_Config(void);
    

  25. static void MX_GPIO_Init(void);
    

  26. void HAL_SYSTICK_Callback(void);
    

  27. /* USER CODE BEGIN PFP */
    

  28. /* Private function prototypes -----------------------------------------------*/
    


  29. 

  30. /* USER CODE END PFP */
    


  31. 

  32. /* USER CODE BEGIN 0 */
    


  33. 

  34. /* USER CODE END 0 */
    


  35. 

  36. int main(void)
    

  37. {
    


  38. 

  39.   /* USER CODE BEGIN 1 */
    

  40.         uint32_t led_time;
    

  41.         uint8_t HID_Buffer[4]={0x00,0x0a,0x22,0x00};
    

  42.   /* USER CODE END 1 */
    


  43. 

  44.   /* MCU Configuration----------------------------------------------------------*/
    


  45. 

  46.   /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
    

  47.   HAL_Init();
    


  48. 

  49.   /* Configure the system clock */
    

  50.   SystemClock_Config();
    


  51. 

  52.   /* Initialize all configured peripherals */
    

  53.   MX_GPIO_Init();
    

  54.   MX_USB_DEVICE_Init();
    


  55. 

  56.   /* USER CODE BEGIN 2 */
    


  57. 

  58.   /* USER CODE END 2 */
    


  59. 

  60.   /* Infinite loop */
    

  61.   /* USER CODE BEGIN WHILE */
    

  62.   while (1)
    

  63.   {
    

  64.   /* USER CODE END WHILE */
    

  65.                 if((Check_Delay(led_time)))                                                                                                                                                                        //µç»úÔËÐÐʱLEDÉÁ˸
    

  66.                 {
    

  67.                         led_time = Set_Delay(250);
    

  68.                         Led_Change(); 
    

  69.                         USBD_HID_SendReport(&hUsbDeviceFS, HID_Buffer, 4);
    

  70.                 }
    

  71.   /* USER CODE BEGIN 3 */
    


  72. 

  73.   }
    

  74.   /* USER CODE END 3 */
    


  75. 

  76. }
    

  77.   RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct;
    

  78. /** System Clock Configuration
    

  79. */
    

  80. void SystemClock_Config(void)
    

  81. {
    


  82. 

  83.   RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct;
    

  84. //  RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct;
    

  85.   RCC_PeriphCLKInitTypeDef PeriphClkInitStruct;
    


  86. 

  87.   __PWR_CLK_ENABLE();
    


  88. 

  89.   __HAL_PWR_VOLTAGESCALING_CONFIG(PWR_REGULATOR_VOLTAGE_SCALE1);
    


  90. 

  91.   RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSI;
    

  92.   RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_ON;
    

  93.   RCC_OscInitStruct.HSICalibrationValue = 16;
    

  94.   RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;
    

  95.   RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSI;
    

  96.   RCC_OscInitStruct.PLL.PLLM = 8;
    

  97.   RCC_OscInitStruct.PLL.PLLN = 100;
    

  98.   RCC_OscInitStruct.PLL.PLLP = RCC_PLLP_DIV2;
    

  99.   RCC_OscInitStruct.PLL.PLLQ = 8;
    

  100.   RCC_OscInitStruct.PLL.PLLR = 2;
    

  101.   HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct);
    


  102. 

  103.   HAL_PWREx_ActivateOverDrive();
    


  104. 

  105.   RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK|RCC_CLOCKTYPE_PCLK1
    

  106.                               |RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;
    

  107.   RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK;
    

  108.   RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;
    

  109.   RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV4;
    

  110.   RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV2;
    

  111.   HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_2);
    


  112. 

  113.   PeriphClkInitStruct.PeriphClockSelection = RCC_PERIPHCLK_CK48;
    

  114.   PeriphClkInitStruct.PLLSAI.PLLSAIM = 16;
    

  115.   PeriphClkInitStruct.PLLSAI.PLLSAIN = 192;
    

  116.   PeriphClkInitStruct.PLLSAI.PLLSAIQ = 2;
    

  117.   PeriphClkInitStruct.PLLSAI.PLLSAIP = RCC_PLLSAIP_DIV4;
    

  118.   PeriphClkInitStruct.PLLSAIDivQ = 1;
    

  119.   PeriphClkInitStruct.Clk48ClockSelection = RCC_CK48CLKSOURCE_PLLSAIP;
    

  120.   HAL_RCCEx_PeriphCLKConfig(&PeriphClkInitStruct);
    


  121. 

  122.   HAL_SYSTICK_Config(HAL_RCC_GetHCLKFreq()/1000);
    


  123. 

  124.   HAL_SYSTICK_CLKSourceConfig(SYSTICK_CLKSOURCE_HCLK);
    


  125. 

  126.   /* SysTick_IRQn interrupt configuration */
    

  127.   HAL_NVIC_SetPriority(SysTick_IRQn, 0, 0);
    

  128. }
    


  129. 

  130. /** Configure pins as 
    

  131.         * Analog 
    

  132.         * Input 
    

  133.         * Output
    

  134.         * EVENT_OUT
    

  135.         * EXTI
    

  136.      PA2   ------> USART2_TX
    

  137.      PA3   ------> USART2_RX
    

  138. */
    

  139. void MX_GPIO_Init(void)
    

  140. {
    


  141. 

  142.   GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
    


  143. 

  144.   /* GPIO Ports Clock Enable */
    

  145.   __GPIOC_CLK_ENABLE();
    

  146.   __GPIOH_CLK_ENABLE();
    

  147.   __GPIOA_CLK_ENABLE();
    

  148.   __GPIOB_CLK_ENABLE();
    


  149. 

  150.   /*Configure GPIO pin : PC13 */
    

  151.   GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_13;
    

  152.   GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_EVT_RISING;
    

  153.   GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
    

  154.   HAL_GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStruct);
    


  155. 

  156.   /*Configure GPIO pins : PA2 PA3 */
    

  157.   GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_2|GPIO_PIN_3;
    

  158.   GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;
    

  159.   GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
    

  160.   GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_HIGH;
    

  161.   GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF7_USART2;
    

  162.   HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
    


  163. 

  164.   /*Configure GPIO pin : PA5 */
    

  165.   GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_5;
    

  166.   GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
    

  167.   GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
    

  168.   GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_LOW;
    

  169.   HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
    


  170. 

  171. }
    


  172. 

  173. /* USER CODE BEGIN 4 */
    

  174. /*
    

  175. * º¯ÊýÃû³Æ: HAL_SYSTICK_Callback();
    

  176. * ¹¦ÄÜÃèÊö: ϵͳ¼ÆʱÆ÷Öжϴ¦Àíº¯Êý
    

  177. * ÊäÈë²ÎÊý: void
    

  178. * ·µ»Ø²ÎÊý: ÎÞ
    

  179. */
    

  180. void HAL_SYSTICK_Callback()
    

  181. {
    

  182.         count_millsecond++;
    

  183. }
    

  184. /* USER CODE END 4 */
（2）为了让顺利的运行，还需要根据USB协议规定，全速设备须在数据D+上上拉1.5K电阻。
上拉电阻.jpg
由于源程序代码有8MB多，没法直接上传，有需要代码的可以私信我。


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21ic小喇叭 打赏了 5.00 元 2015-10-26

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kevin0129 发表于 2015-10-14 08:51 | 显示全部楼层
QQ截图20151014084947.jpg
楼主把时钟配置成这样就能泡在180M主频，同时USB的48M时钟也不会有问题
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songchenping 发表于 2015-10-14 08:56 | 显示全部楼层
谢谢分享
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 楼主| shiyongzhu 发表于 2015-10-14 18:16 | 显示全部楼层
kevin0129 发表于 2015-10-14 08:51
楼主把时钟配置成这样就能泡在180M主频，同时USB的48M时钟也不会有问题

我使用了片内时钟，片外估计能跑到180MHz吧
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 楼主| shiyongzhu 发表于 2015-10-14 18:18 | 显示全部楼层
kevin0129 发表于 2015-10-14 08:51
楼主把时钟配置成这样就能泡在180M主频，同时USB的48M时钟也不会有问题

我使用了片内时钟，片外估计能跑到180MHz吧
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643757107 发表于 2015-10-14 18:55 | 显示全部楼层
做好的鼠标能用吗？给个图看看，什么效果。
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玛尼玛尼哄 发表于 2015-10-14 22:45 | 显示全部楼层
如何让计算机认为你的那个MCU发送的指令是鼠标指令啊。
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minzisc 发表于 2022-12-4 19:52 | 显示全部楼层
usb怎么配置的？              
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houjiakai 发表于 2022-12-4 22:22 | 显示全部楼层
需要上位机控制的吗？
              
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MessageRing 发表于 2022-12-6 13:59 | 显示全部楼层
usb怎么配置啊
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sesefadou 发表于 2022-12-6 14:01 | 显示全部楼层
这个是否需要安装相关的驱动呢？              
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Stahan 发表于 2022-12-6 15:21 | 显示全部楼层
如何让计算机认为你的那个MCU发送的指令是鼠标指令啊
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Henryko 发表于 2022-12-6 15:42 | 显示全部楼层
这个要不要装驱动啊
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jackcat 发表于 2024-6-5 15:01 | 显示全部楼层
USB外设采用专用的48MHz时钟
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mollylawrence 发表于 2024-6-5 21:18 | 显示全部楼层
在cubemx中选择New Project，选择F446RE开发板，并开启USB_OTG_FS外设作为Device模式。配置USB_DEVICE IP为Human Interface Device Class (HID)。
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robincotton 发表于 2024-6-7 16:57 | 显示全部楼层
需要熟悉USB协议，尤其是HID（Human Interface Device）类设备的标准，因为鼠标属于HID设备。了解报告描述符、设备描述符等USB描述符的构造对于正确配置USB设备至关重要。
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linfelix 发表于 2024-6-9 12:57 | 显示全部楼层
在IDE中新建工程，并正确配置使用标准HAL库，以避免编译时出现未定义声明的错误。
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geraldbetty 发表于 2024-6-12 12:03 | 显示全部楼层
STM32F4系列提供了USB库，可以用来简化USB设备的开发过程。
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plsbackup 发表于 2024-6-14 11:20 | 显示全部楼层
需要熟悉USB协议栈，特别是USB HID（Human Interface Device）协议，因为鼠标是HID类设备。
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1988020566 发表于 2024-6-14 20:31 | 显示全部楼层
STM32CubeMX可以用来生成初始化代码，同时STM32 HAL库包含USB设备库，这将大大简化USB设备的编程。
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