USB协议学习笔记 - HID 设备

前言

• 为了尽快的熟悉USB的使用，我没有通读USB2.0的规格书，这是初步的了解的USB协议的各个描述符
• 学习新技术，要先有个感官的认识，再深入学习，或许也是一种好的方法
• 这里先学习USB HID设备（类似于鼠标），对USB设备的工作有个感觉

平台搭建

• 硬件开发板：基于STM32L475
• 使用​​STM32CubeMX​​快速搭建一个USB的HID 设备环境
• 首先打开：STM32CubeMX，选择：STM32L475VE



• 选择USB_OTG_FS，注意这里的FS 应该是：Full Speed，全速的意思，而不是File System，文件系统）



• 开启USB的协议栈（中间件），类似于USB Core



• 需要配置系统的时钟、USB的时钟（48MHz）



• 设置好工程名字、这里生成Keil MDK5工程

工程验证

• 使用Keil MDK5 打开工程，编译下载，发现，电脑枚举USB HID设备成功

• 自动生成的工程，USB HID设备成功枚举了，没事干了？或者说用户接下来能干点什么？
• 经过查看工程USB HID相关的代码，发现用户代码不好加啊，不清楚用户的程序在那里写
• 经过参考ST官方的USB HID例程，经过简单的修改，最终可以干一点事情了

让鼠标指针【飞】

• 原来USB HID设备，提供了一个接口：​​USBD_HID_SendReport​​，用于上报鼠标或摇杆的坐标，从而可以控制电脑的鼠标指针
• 这里简单的整理下：main.c的函数
• 发送一个改变的鼠标坐标给USB主机（电脑）

#include "main.h"
#include "usb_device.h"
#include "usbd_hid.h"

void SystemClock_Config(void);
static void MX_GPIO_Init(void);

extern USBD_HandleTypeDef hUsbDeviceFS;

int main(void)
{
    uint8_t HID_Buffer[4] = { 0 };
    uint8_t pos = 0;

    HAL_Init();
    SystemClock_Config();
    MX_GPIO_Init();
    MX_USB_DEVICE_Init();

    while (1)
    {
        HAL_Delay(500);
        HID_Buffer[1] = pos;
        HID_Buffer[2] = pos+1;
        pos++;
        USBD_HID_SendReport(&hUsbDeviceFS, HID_Buffer, 4);
    }
}

• 验证效果发现，开发板接入枚举成功后，鼠标自己自动移动。。。

小结

• 这里【跳】过了一些【USB各种描述符】的配置，因为想【走马观花】，先大概走个流程，再深入细节
• 初步了解了USB 设备：HID设备的操作，发现使用ST的代码生成IDE​​STM32CubeMX​​，简单的不得了
• 当然也发现，这个标准HID设备，只能上报【鼠标坐标】？不能实现双向通信？
• 接下来，就要研究：【CUSTOM HID 设备】，用户可以用来双向通信的 USB设备