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客戶(hù)在做USB通訊的時(shí)候，基本的需求就是發(fā)送某些數據到USB host端，同時(shí)接收一些數據從USB Host端，那么如何快速的建立一個(gè)工程并驗證數據是否正確呢?下邊我們就結合STM32F072的評估板(其他的STM32xx系列的實(shí)現方式都是類(lèi)似的)來(lái)快速實(shí)現一個(gè)簡(jiǎn)單的數據收發(fā)實(shí)驗。 下面是具體操作和一些基本的解說(shuō)。 USBHost軟件的準備 PC端軟件使用ST免費提供的Usb Hid Demonstrator。這個(gè)軟件可以在ST官網(wǎng)上免費下載到。連接地址：STSW-STM32084，此軟件調用的是windows標準的HID類(lèi)驅動(dòng)，所以無(wú)需安裝任何驅動(dòng)程序及可運行。 下載安裝完這個(gè)軟件之后，我們就可以開(kāi)始開(kāi)發(fā)STM32的USB從機程序了。 首先，打開(kāi)STM32CubeMX">STM32CubeMX，新建工程，選擇STM32F072B-DISCOVERY開(kāi)發(fā)板。 其次，在Pinout選項中，開(kāi)打USB的device功能。 并在Middleware中選擇開(kāi)啟class for IP中的 custom Human Interface Device(HID) 點(diǎn)擊“保存”后直接生成工程。我們這里以生成IAR工程為例，項目名叫做HID。 這樣我們的工程就基本成功了，但是還缺少最最關(guān)鍵的一步，就是USB主機和從機的通訊“協(xié)議”，這個(gè)協(xié)議在那里實(shí)現呢?因為我們Host端軟件已經(jīng)是Usb Hid Demonstrator，那么這邊的協(xié)議就已經(jīng)固定了(其實(shí)在實(shí)際的開(kāi)發(fā)中大多是主機端和從機相互溝通后，軟件自行修改的)，從機只需要對應這套協(xié)議即可。 將如下代碼復制，替換掉usbd_custom_hid_if.c文件中的同名數組。 __ALIGN_BEGIN static uint8_tCUSTOM_HID_ReportDesc_FS [USBD_CUSTOM_HID_REPORT_DESC_SIZE] __ALIGN_END = { 0x06, 0xFF, 0x00, /* USAGE_PAGE(Vendor Page: 0xFF00) */ 0x09, 0x01, /* USAGE (Demo Kit) */ 0xa1, 0x01, /* COLLECTION(Application) */ /* 6 */ /* LED1 */ 0x85, LED1_REPORT_ID, /* REPORT_ID(1) */ 0x09, 0x01, /* USAGE (LED 1) */ 0x15, 0x00, /* LOGICAL_MINIMUM (0)*/ 0x25, 0x01, /* LOGICAL_MAXIMUM (1)*/ 0x75, 0x08, /* REPORT_SIZE (8) */ 0x95, LED1_REPORT_COUNT, /*REPORT_COUNT (1) */ 0xB1, 0x82, /* FEATURE(Data,Var,Abs,Vol) */ 0x85, LED1_REPORT_ID, /* REPORT_ID(1) */ 0x09, 0x01, /* USAGE (LED 1) */ 0x91, 0x82, /* OUTPUT(Data,Var,Abs,Vol) */ /* 26 */ /* LED2 */ 0x85, LED2_REPORT_ID, /* REPORT_ID 2*/ 0x09, 0x02, /* USAGE (LED 2) */ 0x15, 0x00, /* LOGICAL_MINIMUM (0)*/ 0x25, 0x01, /* LOGICAL_MAXIMUM (1)*/ 0x75, 0x08, /* REPORT_SIZE (8) */ 0x95, LED2_REPORT_COUNT, /*REPORT_COUNT (1) */ 0xB1, 0x82, /* FEATURE(Data,Var,Abs,Vol) */ 0x85, LED2_REPORT_ID, /* REPORT_ID(2) */ 0x09, 0x02, /* USAGE (LED 2) */ 0x91, 0x82, /* OUTPUT(Data,Var,Abs,Vol) */ /* 46 */ /* LED3 */ 0x85, LED3_REPORT_ID, /* REPORT_ID(3) */ 0x09, 0x03, /* USAGE (LED 3) */ 0x15, 0x00, /* LOGICAL_MINIMUM (0)*/ 0x25, 0x01, /* LOGICAL_MAXIMUM (1)*/ 0x75, 0x08, /* REPORT_SIZE (8) */ 0x95, LED3_REPORT_COUNT, /*REPORT_COUNT (1) */ 0xB1, 0x82, /* FEATURE(Data,Var,Abs,Vol) */ 0x85, LED3_REPORT_ID, /* REPORT_ID(3) */ 0x09, 0x03, /* USAGE (LED 3) */ 0x91, 0x82, /* OUTPUT (Data,Var,Abs,Vol) */ /* 66 */ /* LED4 */ 0x85, LED4_REPORT_ID, /* REPORT_ID4) */ 0x09, 0x04, /* USAGE (LED 4) */ 0x15, 0x00, /* LOGICAL_MINIMUM (0)*/ 0x25, 0x01, /* LOGICAL_MAXIMUM (1)*/ 0x75, 0x08, /* REPORT_SIZE (8) */ 0x95, LED4_REPORT_COUNT, /*REPORT_COUNT (1) */ 0xB1, 0x82, /* FEATURE(Data,Var,Abs,Vol) */ 0x85, LED4_REPORT_ID, /* REPORT_ID(4) */ 0x09, 0x04, /* USAGE (LED 4) */ 0x91, 0x82, /* OUTPUT(Data,Var,Abs,Vol) */ /* 86 */ /* key Push Button */ 0x85, KEY_REPORT_ID, /* REPORT_ID(5) */ 0x09, 0x05, /* USAGE (Push Button)*/ 0x15, 0x00, /* LOGICAL_MINIMUM (0)*/ 0x25, 0x01, /* LOGICAL_MAXIMUM (1)*/ 0x75, 0x01, /* REPORT_SIZE (1) */ 0x81, 0x82, /* INPUT(Data,Var,Abs,Vol) */ 0x09, 0x05, /* USAGE (Push Button)*/ 0x75, 0x01, /* REPORT_SIZE (1) */ 0xb1, 0x82, /* FEATURE(Data,Var,Abs,Vol) */ 0x75, 0x07, /* REPORT_SIZE (7) */ 0x81, 0x83, /* INPUT(Cnst,Var,Abs,Vol) */ 0x85, KEY_REPORT_ID, /* REPORT_ID(2) */ 0x75, 0x07, /* REPORT_SIZE (7) */ 0xb1, 0x83, /* FEATURE (Cnst,Var,Abs,Vol)*/ /* 114 */ /* Tamper Push Button */ 0x85, TAMPER_REPORT_ID,/* REPORT_ID(6) */ 0x09, 0x06, /* USAGE (Tamper PushButton) */ 0x15, 0x00, /* LOGICAL_MINIMUM (0)*/ 0x25, 0x01, /* LOGICAL_MAXIMUM (1)*/ 0x75, 0x01, /* REPORT_SIZE (1) */ 0x81, 0x82, /* INPUT(Data,Var,Abs,Vol) */ 0x09, 0x06, /* USAGE (Tamper PushButton) */ 0x75, 0x01, /* REPORT_SIZE (1) */ 0xb1, 0x82, /* FEATURE(Data,Var,Abs,Vol) */ 0x75, 0x07, /* REPORT_SIZE (7) */ 0x81, 0x83, /* INPUT (Cnst,Var,Abs,Vol)*/ 0x85, TAMPER_REPORT_ID,/* REPORT_ID(6) */ 0x75, 0x07, /* REPORT_SIZE (7) */ 0xb1, 0x83, /* FEATURE(Cnst,Var,Abs,Vol) */ /* 142 */ /* ADC IN */ 0x85, ADC_REPORT_ID, /* REPORT_ID */ 0x09, 0x07, /* USAGE (ADC IN) */ 0x15, 0x00, /* LOGICAL_MINIMUM (0)*/ 0x26, 0xff, 0x00, /* LOGICAL_MAXIMUM(255) */ 0x75, 0x08, /* REPORT_SIZE (8) */ 0x81, 0x82, /* INPUT(Data,Var,Abs,Vol) */ 0x85, ADC_REPORT_ID, /* REPORT_ID(7) */ 0x09, 0x07, /* USAGE (ADC in) */ 0xb1, 0x82, /* FEATURE (Data,Var,Abs,Vol)*/ /* 161 */ 0xc0 /* END_COLLECTION */ }; 注意：這里一定要覆蓋“同名”數組，千萬(wàn)不要覆蓋錯了。 之后將如下代碼復制到usbd_custom_hid_if_if.h中。 #define LED1_REPORT_ID 0x01 #define LED1_REPORT_COUNT 0x01 #define LED2_REPORT_ID 0x02 #define LED2_REPORT_COUNT 0x01 #define LED3_REPORT_ID 0x03 #define LED3_REPORT_COUNT 0x01 #define LED4_REPORT_ID 0x04 #define LED4_REPORT_COUNT 0x01 #define KEY_REPORT_ID 0x05 #define TAMPER_REPORT_ID 0x06 #define ADC_REPORT_ID 0x07 最后在usbd_conf.h文件中將USBD_CUSTOM_HID_REPORT_DESC_SIZE的定義值修改 為163(默認值是2) #defineUSBD_CUSTOM_HID_REPORT_DESC_SIZE 163 //2 為什么這樣修改呢? 簡(jiǎn)單說(shuō)一下其中關(guān)鍵值的含義。 這個(gè)HID 的報文描述符其實(shí)定義了8個(gè)部分(條目)的功能定義，分為L(cháng)ED1，LED2，LED3， LED4，按鍵輸入，篡改按鍵輸入和ADC輸入。每部分的基本格式都是固定的。以L(fǎng)ED1為例(其他條目可自行對照文檔解析)： 0x85, LED1_REPORT_ID， 含義是這個(gè)功能的ID號是LED1_REPORT_ID(宏定義為0x01) 這個(gè)ID號是每次報文發(fā)送的時(shí)候最先被發(fā)送出去的(USB都是LSB)字節，之后跟著(zhù)的才是我們實(shí)際有效的數據/指令，到底是數據還是指令，就看你的應用程序如何去解析這個(gè)數據了。 0x09, 0x01, 這個(gè)功能序號為1，后邊的序號依次遞加。 0x15, 0x00, 這個(gè)是規定邏輯最小值為0 。 0x25, 0x01, 這個(gè)是規定邏輯最大值為1 。 上邊的這兩條語(yǔ)句規定了跟在報文ID后邊的數據范圍，最大值是1，最小值是0.(因為我們的LED也就只有滅和亮兩種狀態(tài)) 0x75, 0x08, 這個(gè)是報文的大小為8，只要別寫(xiě)錯就行了。 0x95, LED1_REPORT_COUNT， 這個(gè)是說(shuō)下邊有LED1_REPORT_COUNT (宏定義為1)個(gè)項目會(huì )被添加，即這個(gè)功能的數量是1個(gè) 。 0xB1, 0x82, 這個(gè)是規定能夠發(fā)送給從機設備的數據信息。 0x91, 0x82, 這個(gè)規定了該功能的數據方向是輸出(傳輸方向以主機為參照)。 總結一下，通過(guò)這個(gè)報文描述符，我們就告訴了主機，在HID中有一個(gè)功能ID為1的功能，其方向是從主機到從機，每次發(fā)送1個(gè)有效數據(前邊的ID是都要含有的)，這個(gè)數據可以是0或者是1. 關(guān)于HID 報文描述符的詳細信息，您可以在下邊的網(wǎng)址下載一篇叫做《Device Class Definitionfor HID》的文檔來(lái)參考。http://www.usb.org/developers/hidpage 這樣基本的程序框架就已經(jīng)成功了。此時(shí)我們可以先編譯一下，看看是否有任何遺漏的或者筆誤。如果編譯是正確的，那么我們就可以先下載到硬件開(kāi)發(fā)板上，連接到PC端，看看是否可以枚舉出設備。如果您前邊的修改都是正確的，那么在PC的設備管理器中會(huì )看到如下圖所示的內容。 注意：開(kāi)發(fā)板上有兩個(gè)一模一樣的Mini USB接口，一個(gè)是USB USER，另 一個(gè)是USB ST-link，下載代碼的時(shí)候用USB ST-Link，連接電腦運行程序的時(shí)候要用USB USER。 此時(shí)我們的USB枚舉就完成了，這個(gè)是USB通訊的關(guān)鍵步驟，之后的應用通訊內容都是通過(guò)這個(gè)枚舉工程來(lái)進(jìn)行“規劃”的。 數據發(fā)送 就類(lèi)似串口通訊，我們首先做一個(gè)數據的發(fā)送工作。 在Main.c文件中，我們在while(1)的主循環(huán)中增加我們的發(fā)送函數，主要就是調用發(fā)送報文的 API：USBD_CUSTOM_HID_SendReport() /* USER CODE BEGIN 2 */ uint8_t i=0; sendbuffer[0]=0x07; //這個(gè)是report ID，每次發(fā)送報文都需要以這個(gè)為開(kāi)始，這樣主機才能正確//解析后邊的數據含義 sendbuffer[1]=0x01; //這個(gè)是實(shí)際發(fā)送的數據，可以自由定義，只要不超過(guò)報文描述符的限制 /* USER CODE END 2 */ /* Infinite loop */ /* USER CODE BEGIN WHILE */ while (1) { HAL_Delay(100); //延遲100ms sendbuffer[1]++; //每次發(fā)送都將變量自加1 USBD_CUSTOM_HID_SendReport(&hUsbDeviceFS,sendbuffer,2);//發(fā)送報文 /* USER CODE END WHILE */ /* USER CODE BEGIN 3 */ } /* USER CODE END 3 */ 編譯后下載到MCU內，連接上位機軟件即可看到如下所示的進(jìn)度條在不斷的增長(cháng)。 這個(gè)就是我們上傳到的數據在上位機的圖形顯示，你也可以看Input/outputtransfer里的數據變化。 這樣看起來(lái)是不是更像是串口調試助手了?嘿嘿本來(lái)機制就差不多的。 數據接收 MCU的USB數據是如何接收的呢?是不是調用一個(gè)類(lèi)似于串口接收的API呢? 不是的!USB的數據接收都是在中斷中完成的，在新建的工程中，我們在函數CUSTOM_HID_OutEvent_FS內增加如下代碼。 static int8_t CUSTOM_HID_OutEvent_FS(uint8_t event_idx, uint8_t state) { /* USER CODE BEGIN 6 */switch(event_idx) { case 1: /* LED3 */ (state == 1) ?HAL_GPIO_WritePin(LD3_GPIO_Port,LD3_Pin,GPIO_PIN_SET) : HAL_GPIO_WritePin(LD3_GPIO_Port,LD3_Pin,GPIO_PIN_RESET); break; case 2: /* LED4 */ (state == 1) ?HAL_GPIO_WritePin(LD4_GPIO_Port,LD4_Pin,GPIO_PIN_SET) : HAL_GPIO_WritePin(LD4_GPIO_Port,LD4_Pin,GPIO_PIN_RESET); break; case 3: /* LED5 */ (state == 1) ?HAL_GPIO_WritePin(LD5_GPIO_Port,LD5_Pin,GPIO_PIN_SET) : HAL_GPIO_WritePin(LD5_GPIO_Port,LD5_Pin,GPIO_PIN_RESET); break; case 4: /* LED6 */ (state == 1) ?HAL_GPIO_WritePin(LD6_GPIO_Port,LD6_Pin,GPIO_PIN_SET) : HAL_GPIO_WritePin(LD6_GPIO_Port,LD6_Pin,GPIO_PIN_RESET); break; default: break; } return (0); /* USER CODE END 6 */ } 編譯之后下載到MCU內，通過(guò)USB USER連接到PC端，打開(kāi)Usb HidDemonstrator，我們可以通過(guò)勾選右下角的圖形界面來(lái)實(shí)現控制開(kāi)發(fā)板上的LED電量或者關(guān)閉。 當然，這個(gè)是通過(guò)圖像化的界面來(lái)進(jìn)行控制，你也可以通過(guò)Input/outputtransfer中的寫(xiě)入對話(huà)框來(lái)完成這個(gè)操作。注意，寫(xiě)入的第一個(gè)字節是ID，表示你想控制的是哪個(gè)LED;第二個(gè)字節是0或者是1，表示你想讓這個(gè)LDE的狀態(tài)變成滅還是亮。 總結： 本范例程序是為了快速實(shí)現USB 從機設備與主句設備雙向通訊目的，其初始化代碼是用STM32CubeMX來(lái)生成的，大大降低了工程師開(kāi)發(fā)USB設備的難度(尤其是是入門(mén)階段的難度)。從這個(gè)工程的基礎上，工程師可以比較方便的建立好框架工程并，對其中的代碼進(jìn)行研究，進(jìn)而移植或增加自己的應用代碼。 |
