1. Toy模板网首页
  2. > Toy博客

STM32CubeMX教程31 USB_DEVICE - HID外设_模拟键盘或鼠标

9月前 作者：OSnotes 分类：Toy博客 阅读(40) 违法举报

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了STM32CubeMX教程31 USB_DEVICE - HID外设_模拟键盘或鼠标。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方，请大家不吝赐教，您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

1、准备材料

正点原子stm32f407探索者开发板V2.4

STM32CubeMX软件（Version 6.10.0）

keil µVision5 IDE（MDK-Arm）

ST-LINK/V2驱动

野火DAP仿真器

XCOM V2.6串口助手

2、实验目标

使用STM32CubeMX软件配置STM32F407开发板USB_OTG_FS为工作在Human Interface Device Class (HID)（人机接口设备类）模式下的USB_DEVICE（USB从机），利用上下左右四个用户按键模拟在Windwos上的鼠标或键盘操作

3、模拟鼠标实验流程

3.0、前提知识

关于USB的相关知识请读者阅读STM32CubeMX教程29 USB_HOST - 使用FatFs文件系统读写U盘实验“3、USB概述”小节内容，USB_SALVE从机接口硬件原理图请读者阅读其“4.0、前提知识”小节内容

关于USB从机参数配置中Device Descriptor 选项卡下的参数配置请阅读STM32CubeMX教程30 USB_DEVICE - MSC外设_读卡器实验”3.0、前提知识“小节

将USB设备接口配置工作在Human Interface Device Class (HID)模式下，然后通过USB线连接到Windows电脑上就可以作为一个人体学输入设备出现在PC的设备管理器中，在此模式下可以将USB设备模拟为鼠标、键盘等其他的外设，默认情况下CubeMX生成的HID外设为鼠标

鼠标设备和计算机通过USB通信采用HID的鼠标协议，该协议由四个字节组成，用于向计算机报告当前鼠标的状态，四个字节代表的含义如下图所示

第一个字节共8位数据用于表示鼠标上的按键状态，每个位代表一个按钮，1表示按下，0表示未按下，最左边的Button位于字节的低位，通常下最低位表述鼠标左键，第一位表示鼠标右键，第二位表示鼠标中键，比如设置该字节数据为0x01，则表示鼠标左键被按下

第二个字节表示鼠标在水平（X）方向上的相对移动，比如设置该字节数据为10，则表示X正方向移动10刻度；第三个字节表示鼠标在竖直（Y）方向上的相对移动，比如设置该字节数据为-10，则表示Y负方向移动10刻度；第四个字节表示滚轮的状态，比如设置该字节数据为10表示向上滚动10刻度

3.1、CubeMX相关配置

3.1.0、工程基本配置

打开STM32CubeMX软件，单击ACCESS TO MCU SELECTOR选择开发板MCU（选择你使用开发板的主控MCU型号），选中MCU型号后单击页面右上角Start Project开始工程，具体如下图所示

开始工程之后在配置主页面System Core/RCC中配置HSE/LSE晶振，在System Core/SYS中配置Debug模式，具体如下图所示

详细工程建立内容读者可以阅读“STM32CubeMX教程1 工程建立”

3.1.1、时钟树配置

将时钟树中48MHz时钟配置为48MHz，也即将Main PLL（主锁相环）的Q参数调节为7，其他HCLK、PCLK1和PCLK2时钟仍然设置为STM32F407能达到的最高时钟频率，具体如下图所示

3.1.2、外设参数配置

本实验需要初始化开发板上WK_UP、KEY2、KEY1和KEY0用户按键，具体配置步骤请阅读“STM32CubeMX教程3 GPIO输入 - 按键响应”

本实验需要初始化TIM6外设实现1ms定时，具体配置步骤请阅读“STM32CubeMX教程5 TIM 定时器概述及基本定时器”

本实验需要初始化USART1作为输出信息渠道，具体配置步骤请阅读“STM32CubeMX教程9 USART/UART 异步通信”

单击Pinout ＆ Configuration页面左边功能分类栏目中Connectivity/USB_OTG_FS，将其模式配置为仅从机（Device_Only），其他所有参数保持默认即可，具体配置如下图所示

单击Pinout ＆ Configuration页面左边功能分类栏目中Middleware and Software Packs/USB DEVICE，将其模式配置为Human Interface Device Class (HID)（人机接口设备类），其他所有参数保持默认即可，具体配置如下图所示

HID_FS_BINTERVAL （指定中断传输的轮询间隔）：可选0x01 ~ 0xFF，以毫秒为单位，此处设置为0XA表示USB主机每10ms轮询一次USB设备获取新的信息

Parameter Settings和Device Descriptor选项卡下其余参数请阅读STM32CubeMX教程30 USB_DEVICE - MSC外设_读卡器实验”3.0、前提知识“和”3.1.2、外设参数配置“两个小节

3.1.3、外设中断配置

当在Middleware and SoftwarePacks中配置了USB_DEVICE的模式不为Disable时，便会自动开启USB_OTG的全局中断，且不可关闭，用户配置合适的中断优先级即可

注意本实验需要开启基本定时器TIM6的全局中断，勾选NVIC下的全局中断，具体配置如下图所示

3.2、生成代码

3.2.0、配置Project Manager页面

单击进入Project Manager页面，在左边Project分栏中修改工程名称、工程目录和工具链，然后在Code Generator中勾选“Gnerate peripheral initialization as a pair of 'c/h' files per peripheral”，最后单击页面右上角GENERATE CODE生成工程，具体如下图所示

详细Project Manager配置内容读者可以阅读“STM32CubeMX教程1 工程建立”实验3.4.3小节

3.2.1、设初始化调用流程

暂无

3.2.2、外设中断调用流程

暂无

3.2.3、添加其他必要代码

在main.c文件最下方添加通过按键设置鼠标指针坐标值的函数 和 TIM6定时器1ms回调函数，具体源代码如下所示

/*设置鼠标指针坐标值*/
static void GetPointerData(uint8_t *pbuf)
{
  int8_t  x = 0, y = 0, button = 0, Wheel=0;
	
	/*按键WK_UP被按下*/
	if(HAL_GPIO_ReadPin(WK_UP_GPIO_Port,WK_UP_Pin) == GPIO_PIN_SET)
	{
		if(HAL_GPIO_ReadPin(WK_UP_GPIO_Port,WK_UP_Pin) == GPIO_PIN_SET)
		{
			printf("Scroll the wheel up\r\n");
			//y -= CURSOR_STEP;
			Wheel = 10;
		}
	}
	/*按键KEY2被按下*/
	if(HAL_GPIO_ReadPin(KEY2_GPIO_Port,KEY2_Pin) == GPIO_PIN_RESET)
	{
		if(HAL_GPIO_ReadPin(KEY2_GPIO_Port,KEY2_Pin) == GPIO_PIN_RESET)
		{
			printf("←←←\r\n");
			x -= CURSOR_STEP;
		}
	}
	/*按键KEY1被按下*/
	if(HAL_GPIO_ReadPin(KEY1_GPIO_Port,KEY1_Pin) == GPIO_PIN_RESET)
	{
		if(HAL_GPIO_ReadPin(KEY1_GPIO_Port,KEY1_Pin) == GPIO_PIN_RESET)
		{
			printf("Left_Button_Pressed\r\n");
			//y += CURSOR_STEP;
			button = 0x01;
		}
	}
	/*按键KEY0被按下*/
	if(HAL_GPIO_ReadPin(KEY0_GPIO_Port,KEY0_Pin) == GPIO_PIN_RESET)
	{
		if(HAL_GPIO_ReadPin(KEY0_GPIO_Port,KEY0_Pin) == GPIO_PIN_RESET)
		{
			printf("→→→\r\n");
			x += CURSOR_STEP;
		}
	}
  pbuf[0] = button;
  pbuf[1] = x;
  pbuf[2] = y;
  pbuf[3] = Wheel;
}

/*TIM6定时器1ms回调函数*/
void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
	static __IO uint32_t counter = 0;
	
	/* check Joystick state every polling interval (10ms) */
	if(counter++ == USBD_HID_GetPollingInterval(&hUsbDeviceFS))
	{
		GetPointerData(HID_Buffer);
		 
		/* send data though IN endpoint*/
		if((HID_Buffer[0] != 0) || (HID_Buffer[1] != 0) || (HID_Buffer[2] != 0) || (HID_Buffer[3] != 0))
		{
			USBD_HID_SendReport(&hUsbDeviceFS, HID_Buffer, sizeof(HID_Buffer));
		}
		counter = 0;
	}
}

在main.c文件中包含使用到的头文件，以及定义/声明使用到的一些变量，最后在主函数main()初始化外设完毕后以中断方式打开TIM6定时器即可，具体源代码如下所示

/*main.c文件中*/
/*包含头文件*/
#include "usbd_hid.h"

/*定义/声明变量*/
extern USBD_HandleTypeDef hUsbDeviceFS;
#define CURSOR_STEP 7
uint8_t HID_Buffer[4];

/*主函数进入主循环前启动TIM6定时器*/
HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim6);

4、烧录验证

烧录程序，使用USB连接线将开发板上USB_SALVE接口与Windows电脑的USB接口连接，连接成功后可以通过串口助手监视系统的运行

首先按下开发板上的KEY2和KEY0左右两个用户按键，可以发现电脑上的鼠标光标会随着按键的按下向左或者向右移动，然后按下WK_UP上方用户按键可以发现串口助手显示的内容被拉到最上方，也即实现了滚轮向上滚动，然后将鼠标光标移动到串口助手的打开/关闭串口按钮上，按下KEY1按键之后发现可以控制串口的打开/关闭，具体现象如下图所示

5、模拟键盘实验流程简述

5.0、前提知识

键盘设备和计算机通过USB通信采用HID的键盘协议，该协议由八个字节组成，用于向计算机报告当前键盘的状态，八个字节代表的含义如下图所示 （注释1）

5.1、CubeMX相关配置

无需做任何修改，直接使用模拟鼠标时生成的工程代码

5.2、生成代码

打开生成的工程代码，由于CubeMX默认将设备描述为了鼠标设备，可以在usbd_hid.c文件中找到一个名为HID_MOUSE_ReportDesc的数组，该数组正式鼠标报告设备描述符，因此需要将该设备描述符修改为键盘的设备描述符，同时也应该修改该报告设备描述符数组的大小HID_MOUSE_REPORT_DESC_SIZE ，具体修改内容如下所示 （注释2）

/*修改usbd_hid.c中的报告设备描述符*/
__ALIGN_BEGIN static uint8_t HID_MOUSE_ReportDesc[HID_MOUSE_REPORT_DESC_SIZE] __ALIGN_END =
{
	0x05, 0x01, // USAGE_PAGE (Generic Desktop) //63
	0x09, 0x06, // USAGE (Keyboard)
	0xa1, 0x01, // COLLECTION (Application)
	0x05, 0x07, // USAGE_PAGE (Keyboard)
	0x19, 0xe0, // USAGE_MINIMUM (Keyboard LeftControl)
	0x29, 0xe7, // USAGE_MAXIMUM (Keyboard Right GUI)
	0x15, 0x00, // LOGICAL_MINIMUM (0)
	0x25, 0x01, // LOGICAL_MAXIMUM (1)
	0x75, 0x01, // REPORT_SIZE (1)
	0x95, 0x08, // REPORT_COUNT (8)
	0x81, 0x02, // INPUT (Data,Var,Abs)
	0x95, 0x01, // REPORT_COUNT (1)
	0x75, 0x08, // REPORT_SIZE (8)
	0x81, 0x03, // INPUT (Cnst,Var,Abs)
	0x95, 0x05, // REPORT_COUNT (5)
	0x75, 0x01, // REPORT_SIZE (1)
	0x05, 0x08, // USAGE_PAGE (LEDs)
	0x19, 0x01, // USAGE_MINIMUM (Num Lock)
	0x29, 0x05, // USAGE_MAXIMUM (Kana)
	0x91, 0x02, // OUTPUT (Data,Var,Abs)
	0x95, 0x01, // REPORT_COUNT (1)
	0x75, 0x03, // REPORT_SIZE (3)
	0x91, 0x03, // OUTPUT (Cnst,Var,Abs)
	0x95, 0x06, // REPORT_COUNT (6)
	0x75, 0x08, // REPORT_SIZE (8)
	0x15, 0x00, // LOGICAL_MINIMUM (0)
	0x25, 0x65, // LOGICAL_MAXIMUM (101)
	0x05, 0x07, // USAGE_PAGE (Keyboard)
	0x19, 0x00, // USAGE_MINIMUM (Reserved (no event indicated))
	0x29, 0x65, // USAGE_MAXIMUM (Keyboard Application)
	0x81, 0x00, // INPUT (Data,Ary,Abs)
	0xc0,       // END_COLLECTION
};

/*修改usbd_hid.h中的报告设备描述符大小*/
#define HID_MOUSE_REPORT_DESC_SIZE 63U

修改报告设备描述符连接计算机之后，计算机就应该将其识别为一个键盘设备，计算机和该USB设备通信时就应该按照键盘设备的HID协议数据包进行数据解析，我们通过开发板上的四个按键来模拟键盘上的a/x/y/z四个按键，将程序直接实现在main.c文件中，具体源代码如下所示

/*设置鼠标指针坐标值*/
static void GetPointerData(uint8_t *pbuf)
{
  int8_t keyboard = 0;
	
	/*按键WK_UP被按下*/
	if(HAL_GPIO_ReadPin(WK_UP_GPIO_Port,WK_UP_Pin) == GPIO_PIN_SET)
	{
		if(HAL_GPIO_ReadPin(WK_UP_GPIO_Port,WK_UP_Pin) == GPIO_PIN_SET)
		{
			printf("WK_UP Pressed : a/A\r\n");
			keyboard = 0x04;
			while(HAL_GPIO_ReadPin(WK_UP_GPIO_Port,WK_UP_Pin));
		}
	}
	/*按键KEY2被按下*/
	if(HAL_GPIO_ReadPin(KEY2_GPIO_Port,KEY2_Pin) == GPIO_PIN_RESET)
	{
		if(HAL_GPIO_ReadPin(KEY2_GPIO_Port,KEY2_Pin) == GPIO_PIN_RESET)
		{
			printf("KEY2 Pressed : x/X\r\n");
			keyboard = 0x1B;
			while(!HAL_GPIO_ReadPin(KEY2_GPIO_Port,KEY2_Pin));
		}
	}
	/*按键KEY1被按下*/
	if(HAL_GPIO_ReadPin(KEY1_GPIO_Port,KEY1_Pin) == GPIO_PIN_RESET)
	{
		if(HAL_GPIO_ReadPin(KEY1_GPIO_Port,KEY1_Pin) == GPIO_PIN_RESET)
		{
			printf("KEY1 Pressed : y/Y\r\n");
			keyboard = 0x1C;
			while(!HAL_GPIO_ReadPin(KEY1_GPIO_Port,KEY1_Pin));
		}
	}
	/*按键KEY0被按下*/
	if(HAL_GPIO_ReadPin(KEY0_GPIO_Port,KEY0_Pin) == GPIO_PIN_RESET)
	{
		if(HAL_GPIO_ReadPin(KEY0_GPIO_Port,KEY0_Pin) == GPIO_PIN_RESET)
		{
			printf("KEY0 Pressed : z/Z\r\n");
			keyboard = 0x1D;
			while(!HAL_GPIO_ReadPin(KEY0_GPIO_Port,KEY0_Pin));
		}
	}
	//合成键盘数据包
	for(uint8_t i=0;i<8;i++)
	{
		if(i == 2) pbuf[i] = keyboard;
		else pbuf[i] = 0;
	}
}

/*TIM6定时器1ms回调函数*/
void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
	static __IO uint32_t counter = 0;
	
	/* check Joystick state every polling interval (10ms) */
	if(counter++ == USBD_HID_GetPollingInterval(&hUsbDeviceFS))
	{
		GetPointerData(HID_Buffer);
		 
		/* send data though IN endpoint*/
		USBD_HID_SendReport(&hUsbDeviceFS, HID_Buffer, sizeof(HID_Buffer));
		
		/* 重置counter */
		counter = 0;
	}
}

5.3、烧录验证

烧录程序，使用USB连接线将开发板上USB_SALVE接口与Windows电脑的USB接口连接，连接成功后可以通过串口助手监视系统的运行

首先我们可以通过设备管理器查找一下该设备，看看Windwos将其识别为了什么设备，打开设备管理器，在键盘中找到最后一个，右键查看其属性，在详细信息页面属性中找到父系，在下方可以查看到该设备的VID和PID，可以发现和我们配置的HID设备描述中的ID一致，具体如下图所示

然后打开串口助手，将鼠标光标点击串口助手的发送数据区域，然后随机按下开发板上的四个用户按键，可以在串口助手发送数据区域发现每按下一个按键都会对应输出a、x、y、z四个字符，并且同时串口会输出哪个按键被按下的提示，具体现象如下图所示

6、常用函数

/*return polling interval from endpoint descriptor*/
uint32_t USBD_HID_GetPollingInterval(USBD_HandleTypeDef *pdev)
/*Send HID Report*/
uint8_t USBD_HID_SendReport(USBD_HandleTypeDef *pdev, uint8_t *report, uint16_t len)

7、注释详解

注释1：图片来源 3、USB接口的键盘描述符范例

注释2：键盘的报告设备描述符来源 STM32CubeMX学习笔记（44）——USB接口使用（HID按键）

参考资料

微雪课堂：STM32CubeMX系列教程25:USB Device文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-825380.html

到了这里，关于STM32CubeMX教程31 USB_DEVICE - HID外设_模拟键盘或鼠标的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容，请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章，希望大家以后多多支持TOY模板网！

本文来自互联网用户投稿，该文观点仅代表作者本人，不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务，不拥有所有权，不承担相关法律责任。如若转载，请注明出处： 如若内容造成侵权/违法违规/事实不符，请点击违法举报进行投诉反馈，一经查实，立即删除！

分享到：
领支付宝红包 赞助服务器费用

相关文章

  • STM32CubeMX学习笔记（46）——USB接口使用（HID自定义设备）

    STM32CubeMX学习笔记（46）——USB接口使用（HID自定义设备）

    USB（Universal Serial BUS）通用串行总线 ，是一个外部总线标准，用于规范电脑与外部设备的连接和通讯。是应用在 PC 领域的接口技术。USB 接口支持设备的即插即用和热插拔功能。USB 是在 1994 年底由英特尔、康柏、IBM、Microsoft 等多家公司联合提出的。 USB 发展到现在已经有 US

    2024年02月14日
    浏览(53)
  • STM32设置USB HID模式

    STM32设置USB HID模式

    使用USBHID模式与电脑、手机终端通讯，速率和准确率比虚拟串口和CH340转接速度要快。 在USB_OTG_FS中，选择Device_Only,其它默认。 在Middleware中的Class For FS IP中，如下选择 在Device Descriptor中可以按需要填写 设置USB频率为48Mhz 在Project Manager里，修改Heap和Stack的大小 在程序里main.c中

    2024年02月11日
    浏览(99)
  • STM32：Custom HID实现USB双向通信

    STM32：Custom HID实现USB双向通信

    本文章主要讲了使用STM32的USB Device，实现控制板和电脑通信功能。从而实现，上位机对控制板进行调试。 USB Device可以有多种类型，实现双向通信的话，推荐使用Custom HID类型。 首先使用STM32CubeMx实现功能引脚配置并且生成对应的工程文件。   Middleware设置USB_DEVICE    配置时钟

    2024年02月13日
    浏览(44)
  • STM32 USB使用记录：HID类设备（前篇）

    STM32 USB使用记录：HID类设备（前篇）

    USB是目前最流行的接口，现在很多个人用的电子设备也都是USB设备。目前大多数单片机都有USB接口，使用USB接口作为HID类设备来使用是非常常用的，比如USB鼠标、键盘都是这一类。这篇文章将简单介绍使用STM32实现相关内容。 一些USB相关最基础的内容可以参考下面文章中 基础

    2024年02月16日
    浏览(33)
  • STM32 USB使用记录：HID类设备（后篇）

    STM32 USB使用记录：HID类设备（后篇）

    接上篇： 《STM32 USB使用记录：HID类设备（前篇）》 USB HID 类的设备有个比较大的好处是大部分时候接入主机中都是可以免驱使用的。这篇文章将介绍下 STM32 中实现 USB HID 双向透传功能，结合免驱的特点，这在实际工作中是比较常用的。 在上一篇文章中简单了解接触了下HID设

    2024年02月13日
    浏览(40)

  • STM32CubeMX教程29 USB_HOST - 使用FatFs文件系统读写U盘

    正点原子stm32f407探索者开发板V2.4 STM32CubeMX软件（Version 6.10.0） keil µVision5 IDE（MDK-Arm） ST-LINK/V2驱动 野火DAP仿真器 XCOM V2.6串口助手 使用STM32CubeMX软件配置STM32F407开发板 USB_OTG_FS为工作在Mass Storage Host Class（大容量存储主机类）模式下的USB_HOST（USB主机），并使用FatFs文件系统对

    2024年02月19日
    浏览(43)

  • STM32的USB HID通用模式，双向通讯USB数据库参数配置

    目录 一、 usb_desc.c 1.配置描述符 2.报文描述符 二、usb_prop.c 三、usb_conf.h 四、usb_endp.c #define USB_HID_IN_SIZE    26         /*发送数据大小*/ #define USB_HID_OUT_SIZE  0x08   /*接收数据大小*/ 1.配置描述符         配置USB设备为HID设备，配置IN端点1，发送数据；OUT端点2接收数据；

    2024年02月05日
    浏览(43)
  • STM32利用USB的HID与QT上位机通信

    STM32利用USB的HID与QT上位机通信

      之前使用kingst的逻辑分析仪，打开上位机软件，插上带usb的硬件就可以通信，也不需要打开串口什么的，感觉很方便，于是借用一个周末研究下这个技术。本文主要是用于记录自己学习的过程，顺便分享下学习感悟。 首先初略说下大体是怎么回事，就是单片机使用hid功能需

    2024年02月07日
    浏览(43)
  • STM32。USB HID，如何发送标准键盘的按键报告？

    STM32。USB HID，如何发送标准键盘的按键报告？

    我们要求STM32芯片的usb和windows电脑的USB接口进行连接，然后STM32芯片发送usb数据给windows电脑，实现电脑上按下一个f按键的效果。 下面开始操作： 使用STM32CubeMX生成代码，先选择对应的usb口 然后选择第三方软件，选择HID 然后点击生成代码，这时候就会生成usbd_hid.c相关的代码

    2024年02月12日
    浏览(47)
  • STM32 Cubemx 同名外设中断及回调

    STM32 Cubemx 同名外设中断及回调

    最近在学习STM32，采用HAL库开发方式。记录一下 同名外设中断及回调 。 这里提及的同名外设指USART1/2之类的 相同外设 ，但 不是同一个instance 。 以使用cubemx配置两个同名外设EXTI0/EXT4为例。 在NVIC配置界面， 勾选EXTI line0/4 . 在Code Generation栏，勾选以下三项： Generate Enable in I

    2024年02月10日
    浏览(35)

觉得文章有用就打赏一下文章作者

支付宝扫一扫打赏

博客赞助

微信扫一扫打赏

请作者喝杯咖啡吧~博客赞助

支付宝扫一扫领取红包，优惠每天领

二维码1

领取红包

二维码2

领红包