基于STM32CUBE的USB鍵盤例程.docx

時(shí)間：2020-05-06 10:18:06

關(guān)鍵字： USB鍵盤 STM32CUBE KEYBOARD HID

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[導(dǎo)讀]前面說(shuō)了USB鼠標(biāo)，這次趁熱打鐵，說(shuō)一下USB鍵盤。依然只說(shuō)如何修改，不說(shuō)背后的原理。原因你懂的，涉及的知識(shí)點(diǎn)太多了。會(huì)不會(huì)寫成USB三部曲？????不知道猜猜我下一步再寫個(gè)啥？ 1 ?生成工程首先，STM32CubeMX的配置部分不說(shuō)了，和USB鼠標(biāo)部分的一樣。唯一

前面說(shuō)了USB鼠標(biāo)，這次趁熱打鐵，說(shuō)一下USB鍵盤。依然只說(shuō)如何修改，不說(shuō)背后的原理。原因你懂的，涉及的知識(shí)點(diǎn)太多了。

會(huì)不會(huì)寫成USB三部曲？不知道

猜猜我下一步再寫個(gè)啥？

生成工程

首先，STM32CubeMX的配置部分不說(shuō)了，和USB鼠標(biāo)部分的一樣。唯一需要注意的一點(diǎn)是，VID和PID這兩個(gè)值要改一下，否則主機(jī)（也就是電腦）會(huì)以為你還是鼠標(biāo)。

修改usbd_hid.c文件

其次，生成工程后打開，修改usbd_hid.c文件。配置集合（USBD_HID_CfgFSDesc）要做一些改動(dòng)，首先是長(zhǎng)度：

這是個(gè)宏定義，之前是34，現(xiàn)在變成41.

然后是端點(diǎn)數(shù)，之前是1，現(xiàn)在改成2.

接著是接口協(xié)議，之前是2（鼠標(biāo)），現(xiàn)在改成1（鍵盤）。

再接著是報(bào)告描述符長(zhǎng)度：

之前是：HID_MOUSE_REPORT_DESC_SIZE，長(zhǎng)度是74，現(xiàn)在改成：

HID_KEYBOARD_REPORT_DESC_SIZE，長(zhǎng)度63.

還有就是端點(diǎn)每次發(fā)送的數(shù)據(jù)包長(zhǎng)度：

之前是4，不夠用了，現(xiàn)在改成16.

最后配置集合中增加一部分端點(diǎn)描述符，因?yàn)閁SB鍵盤對(duì)主機(jī)來(lái)說(shuō)，不光有輸入，還有輸出。所以，增加的這部分端點(diǎn)描述符，用來(lái)描述輸出。

/******************** Descriptor of Mouse Output endpoint ********************/ 0x07, /*bLength: Endpoint Descriptor size*/ USB_DESC_TYPE_ENDPOINT, /*bDescriptorType:*/ 0x01, 0x03, /*bmAttributes: Interrupt endpoint*/ 0x10, 0x00, HID_FS_BINTERVAL, /*bInterval: Polling Interval */

修改HID描述符

修改HID描述符中的報(bào)告描述符長(zhǎng)度：

上面提到了，之前是鼠標(biāo)描述符，長(zhǎng)度74，現(xiàn)在改成鍵盤描述符，長(zhǎng)度63.

生成鍵盤的報(bào)告描述符

把USB鼠標(biāo)的報(bào)告描述符刪掉，換成USB鍵盤的報(bào)告描述符。

不會(huì)寫USB鍵盤的報(bào)告描述符怎么辦？

USB官方提供了一個(gè)USB報(bào)告描述符自動(dòng)配置的工具，打開！里面有各種例程，我們直接復(fù)制一個(gè)USB鍵盤的報(bào)告描述符即可。

生成.h文件如下：

__ALIGN_BEGIN static uint8_t HID_KEYBOARD_ReportDesc[HID_KEYBOARD_REPORT_DESC_SIZE] __ALIGN_END ={ 0x05, 0x01, // USAGE_PAGE (Generic Desktop) 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};

修改函數(shù)USBD_HID_Setup

第五，函數(shù)USBD_HID_Setup中，需要修改一部分代碼：

獲取報(bào)告描述符的部分，之前這里是鼠標(biāo)的報(bào)告描述符信息，現(xiàn)在換成了鍵盤的。

修改main.c文件

main.c文件中，添加頭文件，并定義相關(guān)的數(shù)組：

/* Private includes ----------------------------------------------------------*//* USER CODE BEGIN Includes */#include "usbd_hid.h"/* USER CODE END Includes */

/* Private typedef -----------------------------------------------------------*//* USER CODE BEGIN PTD */uint8_t KeyBoard[8] = {0,0,4,0,0,0,0,0};uint8_t KeyBoard01[8] = {0,0,0,0,0,0,0,0};extern USBD_HandleTypeDef hUsbDeviceFS;

修改主函數(shù)

第七，主函數(shù)中循環(huán)發(fā)送英文字母A~Z。

 while (1) { /* USER CODE END WHILE */

 /* USER CODE BEGIN 3 */ if(KeyBoard[2] >= 29) { KeyBoard[2] = 4; } else { KeyBoard[2]++; } USBD_HID_SendReport(&hUsbDeviceFS,(uint8_t*)&KeyBoard01,sizeof(KeyBoard)); HAL_Delay(15); USBD_HID_SendReport(&hUsbDeviceFS,(uint8_t*)&KeyBoard,sizeof(KeyBoard01)); HAL_Delay(15); USBD_HID_SendReport(&hUsbDeviceFS,(uint8_t*)&KeyBoard01,sizeof(KeyBoard)); HAL_Delay(1000); }

為什么4~29對(duì)應(yīng)英文字母A~Z？

USB官網(wǎng)的文件hut1_12v2中，對(duì)鍵盤的每個(gè)按鍵對(duì)應(yīng)的值，都有一個(gè)詳細(xì)的定義，看第53頁(yè)，我這里截一部分圖：

最后，保存、編譯、下載、上電！新建一個(gè)TXT文檔，看鍵盤自動(dòng)輸出字母，爽不爽？

基于STM32CUBE的USB鼠標(biāo)鍵盤二合一

首先，在5.3.0版本的STM32CubeMX上選擇STM32F103C8T6芯片。具體操作和USB鼠標(biāo)的操作一樣，這里就不重復(fù)了。

同理，VID和PID要和之前的設(shè)備不一樣。設(shè)置完成以后，直接生成工程。

第二，修改usbd_hid.c中的配置集合（USBD_HID_CfgFSDesc）。如下圖所示，框住的地方是個(gè)宏定義。配置集合的長(zhǎng)度，由之前的34，變?yōu)?1.

端點(diǎn)個(gè)數(shù)，由1變成2.

接口協(xié)議，由2（鼠標(biāo)）變成1（鍵盤）。

有的小伙伴會(huì)奇怪，我們不是鼠標(biāo)鍵盤二合一嗎？怎么還是鍵盤？

作為一個(gè)技術(shù)人員，我們要學(xué)會(huì)透過(guò)現(xiàn)象看本質(zhì)。雖然表明上是鼠標(biāo)與鍵盤二合一，但實(shí)際上是以鍵盤功能為主，而鼠標(biāo)以一個(gè)附屬功能加入到了鍵盤里。所以，這里雖然選的是鍵盤，但最終的效果是鍵盤鼠標(biāo)功能都有。

好了，繼續(xù)！

跟USB鍵盤的部分一樣，配置集合最下面，增加一個(gè)輸出端點(diǎn)的描述符：

/******************** Descriptor of Mouse Output endpoint ********************/ 0x07, /*bLength: Endpoint Descriptor size*/ USB_DESC_TYPE_ENDPOINT, /*bDescriptorType:*/ 0x01, 0x03, /*bmAttributes: Interrupt endpoint*/ 0x10, 0x00, HID_FS_BINTERVAL, /*bInterval: Polling Interval */

第三，修改HID描述符中，報(bào)告描述符的長(zhǎng)度：

之前這里是鼠標(biāo)的報(bào)告描述符，長(zhǎng)度有74.現(xiàn)在變成了117.

為什么是117？

看下文！

第四，修改報(bào)告描述符。STM32CubeMX工具自動(dòng)生成的工程里，報(bào)告描述符是鼠標(biāo)的?，F(xiàn)在我們要實(shí)現(xiàn)的是鍵盤與鼠標(biāo)二合一，要修改的核心位置就是報(bào)告描述符這里。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是把前面兩個(gè)例程中的報(bào)告描述符合二為一。一個(gè)數(shù)組里面，上面放鍵盤的報(bào)告描述符，下面放鼠標(biāo)的報(bào)告描述符。

這樣的話，對(duì)USB主機(jī)（也就是電腦）來(lái)說(shuō)，它收到的數(shù)據(jù)，有可能是鼠標(biāo)的數(shù)據(jù)，也有可能是鍵盤的數(shù)據(jù)。那，怎么區(qū)分？

方法就是分別在鍵盤與鼠標(biāo)的報(bào)告描述符中放一個(gè)報(bào)告ID，鍵盤的報(bào)告ID是1，鼠標(biāo)的報(bào)告ID是2. 兩個(gè)報(bào)告描述符，一個(gè)長(zhǎng)65，一個(gè)長(zhǎng)62，加起來(lái)117.

向USB主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)的時(shí)候，數(shù)組的第一個(gè)元素是報(bào)告ID,后面才是鍵盤數(shù)據(jù)或鼠標(biāo)數(shù)據(jù)。實(shí)現(xiàn)前面兩節(jié)的例程的時(shí)候，USB鍵盤我們定義了一個(gè)8元素的數(shù)組，USB鼠標(biāo)我們定義了一個(gè)4元素的數(shù)組?，F(xiàn)在我們只需要一個(gè)數(shù)組，它同一時(shí)間，只發(fā)送一種數(shù)據(jù)，所以大小為8，然后，還要包含報(bào)告ID，所以變成9.

在USB協(xié)議中，報(bào)告ID默認(rèn)是數(shù)組的第一個(gè)元素。明白了這一點(diǎn)，我們可以去修改main.c文件了。

第五，添加頭文件，并定義相關(guān)的數(shù)組。

/* Private includes ----------------------------------------------------------*//* USER CODE BEGIN Includes */#include "usbd_hid.h"/* USER CODE END Includes */

/* Private typedef -----------------------------------------------------------*//* USER CODE BEGIN PTD */uint8_t KeyBoard[9] = {1,0,0,4,0,0,0,0,0};uint8_t KeyBoard01[9] = {1,0,0,0,0,0,0,0,0};uint8_t Mouse[9] = {2,0,0,0,0,0,0,0,0};extern USBD_HandleTypeDef hUsbDeviceFS;

KeyBoard 數(shù)組第一個(gè)元素是1，Mouse 數(shù)組第一個(gè)元素是2，這兩個(gè)值分別對(duì)應(yīng)鍵盤和鼠標(biāo)的報(bào)告ID。KeyBoard01這個(gè)數(shù)組是為了表示鍵盤沒有被按下的狀態(tài)。

第六，修改主函數(shù)。循環(huán)輸出a到z字母，同時(shí)，鼠標(biāo)左鍵每隔1秒觸發(fā)一下。

 /* USER CODE BEGIN 3 */ if(KeyBoard[3] >= 29) { KeyBoard[3] = 4; } else { KeyBoard[3]++; } USBD_HID_SendReport(&hUsbDeviceFS,(uint8_t*)&KeyBoard01,sizeof(KeyBoard)); HAL_Delay(15); USBD_HID_SendReport(&hUsbDeviceFS,(uint8_t*)&KeyBoard,sizeof(KeyBoard)); HAL_Delay(15); USBD_HID_SendReport(&hUsbDeviceFS,(uint8_t*)&KeyBoard01,sizeof(KeyBoard)); HAL_Delay(1000);
 Mouse[1] = 0x01; USBD_HID_SendReport(&hUsbDeviceFS,(uint8_t*)&Mouse,sizeof(Mouse)); HAL_Delay(1000); Mouse[1] = 0x00; USBD_HID_SendReport(&hUsbDeviceFS,(uint8_t*)&Mouse,sizeof(Mouse)); HAL_Delay(1000);

最后，保存、編譯、下載、上電！新建一個(gè)TXT文檔，可以看到字母自動(dòng)輸出，同時(shí)鼠標(biāo)左鍵每隔1秒被觸發(fā)一下。

本文授權(quán)轉(zhuǎn)載自公眾號(hào)“單片機(jī)愛好者”，作者M(jìn)CU啟航

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