【STM32H7S78-DK测评】-进阶任务之USB DEVICE - HID

只看该作者 · 2024-10-12 12:38

本帖最后由 HuaWng 于 2024-10-12 19:17 编辑

USB HID是用途非常广泛的USB在嵌入式产品的使用方向，可以方便的模拟出鼠标、键盘或者键鼠复合设备。除了USB HID还有的设备支持蓝牙低功耗等射频特性也可以模拟成HID设备。本次体验的板卡STM32H7S78-DK提供了两个USB，分别是USB1 HS与USB2 FS。

USB HID设备类的应用场合
　　USB HID类是USB设备的一个标准设备类，包括的设备非常多。HID类设备定义它属于人机交互操作的设备，用于控制计算机操作的一些方面，如USB鼠标、USB键盘、USB游戏操纵杆等。但HID设备类不一定要有人机接口，只要符合HID类别规范的设备都是HID设备。

　　USB HID设备的一个好处就是操作系统自带了HID类的驱动程序，而用户无需去开发驱动程序，只要使用API系统调用即可完成通信。

与USB HID设备有关的描述符　　

HID设备的描述符除了5个USB的标准描述符（设备描述符、配置描述符、接口描述符、端点描述符、字符串描述符）外，还包括三个HID设备类特定的描述符：HID描述符、报告描述符、实体描述符。　　除了HID的三个特定描述符组成对HID设备的解释外，5个标准描述符中与HID设备有关的部分有：设备描述符中：bDeviceClass, bDeviceSubClass, bDeviceProtocol三个值必须为0接口描述符中：bInterfaceClass的值必须时0x03, bInterfaceSubClass的值为0或1，为1表示HID设备是一个启动设备（Boot Device，一般对PC机有意义，意思是BIOS启动时能识别您使用的HID设备，切只有标准鼠标或者键盘才能称为Boot Device），为0表示HID设备是操作系统启动厚才能识别使用的设备。bInterfaceProtocol的取值含义如下：　　bInterfaceProtocol的取值（十进制）　　　　含义　　0　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　NONE　　1　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　键盘　　2　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　鼠标　　3-255　　　　　　　　　　　　　　　　　保留
接下来是实验部分。目标是模拟出一个USB HID设备，并且能够在上位机展示该设备。
首先定义好相关的设备制造商名称，PID以及VID等参数，如下所示。

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/** @defgroup USBD_DESC_Private_Defines USBD_DESC_Private_Defines

  * [url=home.php?mod=space&uid=247401]@brief[/url] Private defines.

  * @{

  */



#define USBD_VID     1155

#define USBD_LANGID_STRING     1033

#define USBD_MANUFACTURER_STRING     "STM-BBS.21IC"

#define USBD_PID     22315

#define USBD_PRODUCT_STRING     "STM-BBS.21IC HID EXAMPLE"

#define USBD_CONFIGURATION_STRING     "HID Config"

#define USBD_INTERFACE_STRING     "HID Interface"

上述定义的参数是USB HID设备描述符的一部分：

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__ALIGN_BEGIN uint8_t USBD_HID_DeviceDesc[USB_LEN_DEV_DESC] __ALIGN_END =

{

  0x12,                       /*bLength */

  USB_DESC_TYPE_DEVICE,       /*bDescriptorType*/

  0x00,                       /*bcdUSB */



  0x02,

  0x00,                       /*bDeviceClass*/

  0x00,                       /*bDeviceSubClass*/

  0x00,                       /*bDeviceProtocol*/

  USB_MAX_EP0_SIZE,           /*bMaxPacketSize*/

  LOBYTE(USBD_VID),           /*idVendor*/

  HIBYTE(USBD_VID),           /*idVendor*/

  LOBYTE(USBD_PID),        /*idProduct*/

  HIBYTE(USBD_PID),        /*idProduct*/

  0x00,                       /*bcdDevice rel. 2.00*/

  0x02,

  USBD_IDX_MFC_STR,           /*Index of manufacturer  string*/

  USBD_IDX_PRODUCT_STR,       /*Index of product string*/

  USBD_IDX_SERIAL_STR,        /*Index of serial number string*/

  USBD_MAX_NUM_CONFIGURATION  /*bNumConfigurations*/

};

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USBD_DescriptorsTypeDef HID_Desc =

{

  USBD_HID_DeviceDescriptor,

  USBD_HID_LangIDStrDescriptor,

  USBD_HID_ManufacturerStrDescriptor,

  USBD_HID_ProductStrDescriptor,

  USBD_HID_SerialStrDescriptor,

  USBD_HID_ConfigStrDescriptor,

  USBD_HID_InterfaceStrDescriptor

};

上述的定义最终会在USB Device初始化函数(USBD_Init(&hUsbDeviceHS, &HID_Desc, DEVICE_HS)中被使用。然后调用(USBD_RegisterClass(&hUsbDeviceHS, &USBD_HID)来注册USB设备，最后调用(USBD_Start(&hUsbDeviceHS) 来启动USB设备。

对于具体的鼠标应用而言，还需要定义鼠标相关的报告描述。

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__ALIGN_BEGIN static uint8_t HID_MOUSE_ReportDesc[HID_MOUSE_REPORT_DESC_SIZE] __ALIGN_END =

{

  0x05, 0x01,        /* Usage Page (Generic Desktop Ctrls)     */

  0x09, 0x02,        /* Usage (Mouse)                          */

  0xA1, 0x01,        /* Collection (Application)               */

  0x09, 0x01,        /*   Usage (Pointer)                      */

  0xA1, 0x00,        /*   Collection (Physical)                */

  0x05, 0x09,        /*     Usage Page (Button)                */

  0x19, 0x01,        /*     Usage Minimum (0x01)               */

  0x29, 0x03,        /*     Usage Maximum (0x03)               */

  0x15, 0x00,        /*     Logical Minimum (0)                */

  0x25, 0x01,        /*     Logical Maximum (1)                */

  0x95, 0x03,        /*     Report Count (3)                   */

  0x75, 0x01,        /*     Report Size (1)                    */

  0x81, 0x02,        /*     Input (Data,Var,Abs)               */

  0x95, 0x01,        /*     Report Count (1)                   */

  0x75, 0x05,        /*     Report Size (5)                    */

  0x81, 0x01,        /*     Input (Const,Array,Abs)            */

  0x05, 0x01,        /*     Usage Page (Generic Desktop Ctrls) */

  0x09, 0x30,        /*     Usage (X)                          */

  0x09, 0x31,        /*     Usage (Y)                          */

  0x09, 0x38,        /*     Usage (Wheel)                      */

  0x15, 0x81,        /*     Logical Minimum (-127)             */

  0x25, 0x7F,        /*     Logical Maximum (127)              */

  0x75, 0x08,        /*     Report Size (8)                    */

  0x95, 0x03,        /*     Report Count (3)                   */

  0x81, 0x06,        /*     Input (Data,Var,Rel)               */

  0xC0,              /*   End Collection                       */

  0x09, 0x3C,        /*   Usage (Motion Wakeup)                */

  0x05, 0xFF,        /*   Usage Page (Reserved 0xFF)           */

  0x09, 0x01,        /*   Usage (0x01)                         */

  0x15, 0x00,        /*   Logical Minimum (0)                  */

  0x25, 0x01,        /*   Logical Maximum (1)                  */

  0x75, 0x01,        /*   Report Size (1)                      */

  0x95, 0x02,        /*   Report Count (2)                     */

  0xB1, 0x22,        /*   Feature (Data,Var,Abs,NoWrp)         */

  0x75, 0x06,        /*   Report Size (6)                      */

  0x95, 0x01,        /*   Report Count (1)                     */

  0xB1, 0x01,        /*   Feature (Const,Array,Abs,NoWrp)      */

  0xC0               /* End Collection                         */

};