USB协议学习笔记 - CUSTOM HID控制LED

简介

• 前面了解了 STM32 CUSTOM HID 设备，但是有几个细节没有处理好，如接收到主机的报告后，如何接收到指定的数组，并实现通信功能，如控制LED亮灭？
• 还有就是CUSTOM HID设备的【报告描述符】，是否可以多【描述】几个，我控制几个LED灯，可能几个字节就可以了，不需要上来就发送【64字节】

USB HID接收

• 使用STM32CubeMX 生成的 USB custom hid 功能，我仔细看了下，能接收 USB主机（电脑端）报告的函数接口为usbd_custom_hid_if.c 中的函数CUSTOM_HID_OutEvent_FS
• 当然默认工程，CUSTOM_HID_OutEvent_FS貌似没有做什么操作，造成不清楚如何处理接收的报告（数据）
• 这里需要手动更改这个函数，接收主机的报告数据，并进行LED控制

修改方法

• 添加led.c 与 led.h两个 led BSP文件，用于实现三个LED的引脚初始化、提供三个LED亮灭控制函数
• led.c

#include "led.h"

/* all LEDS gpio init */
void leds_gpio_init(void)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};

    LEDR_GPIO_RCC_ENABLE();
    LEDG_GPIO_RCC_ENABLE();
    LEDB_GPIO_RCC_ENABLE();

    HAL_GPIO_WritePin(LEDR_GPIO_PORT, LEDR_GPIO_PINS, GPIO_PIN_SET);
    HAL_GPIO_WritePin(LEDG_GPIO_PORT, LEDG_GPIO_PINS, GPIO_PIN_SET);
    HAL_GPIO_WritePin(LEDB_GPIO_PORT, LEDB_GPIO_PINS, GPIO_PIN_SET);

    GPIO_InitStruct.Pin = LEDR_GPIO_PINS;
    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
    GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
    HAL_GPIO_Init(LEDR_GPIO_PORT, &GPIO_InitStruct);

    GPIO_InitStruct.Pin = LEDG_GPIO_PINS;
    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
    GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
    HAL_GPIO_Init(LEDG_GPIO_PORT, &GPIO_InitStruct);

    GPIO_InitStruct.Pin = LEDB_GPIO_PINS;
    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
    GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
    HAL_GPIO_Init(LEDB_GPIO_PORT, &GPIO_InitStruct);
}

/* LEDR power control */
void LEDR_power_ctrl(unsigned int bon)
{
    if (bon == 0x01) /* LEDR ON */
    {
        HAL_GPIO_WritePin(LEDR_GPIO_PORT, LEDR_GPIO_PINS, GPIO_PIN_RESET);
    }
    else
    {
        HAL_GPIO_WritePin(LEDR_GPIO_PORT, LEDR_GPIO_PINS, GPIO_PIN_SET);
    }
}

/* LEDG power control */
void LEDG_power_ctrl(unsigned int bon)
{
    if (bon == 0x01) /* LEDG ON */
    {
        HAL_GPIO_WritePin(LEDG_GPIO_PORT, LEDG_GPIO_PINS, GPIO_PIN_RESET);
    }
    else
    {
        HAL_GPIO_WritePin(LEDG_GPIO_PORT, LEDG_GPIO_PINS, GPIO_PIN_SET);
    }
}

/* LEDB power control */
void LEDB_power_ctrl(unsigned int bon)
{
    if (bon == 0x01)
    {
        HAL_GPIO_WritePin(LEDB_GPIO_PORT, LEDB_GPIO_PINS, GPIO_PIN_RESET);
    }
    else
    {
        HAL_GPIO_WritePin(LEDB_GPIO_PORT, LEDB_GPIO_PINS, GPIO_PIN_SET);
    }
}

• led.h

#ifndef __LED_H__
#define __LED_H__

#include "stm32l4xx_hal.h"

#define LEDR_GPIO_RCC_ENABLE()  __HAL_RCC_GPIOE_CLK_ENABLE()
#define LEDR_GPIO_PORT          GPIOE
#define LEDR_GPIO_PINS          GPIO_PIN_7

#define LEDG_GPIO_RCC_ENABLE()  __HAL_RCC_GPIOE_CLK_ENABLE()
#define LEDG_GPIO_PORT          GPIOE
#define LEDG_GPIO_PINS          GPIO_PIN_8

#define LEDB_GPIO_RCC_ENABLE()  __HAL_RCC_GPIOE_CLK_ENABLE()
#define LEDB_GPIO_PORT          GPIOE
#define LEDB_GPIO_PINS          GPIO_PIN_9

void leds_gpio_init(void);
void LEDG_power_ctrl(unsigned int bon);
void LEDR_power_ctrl(unsigned int bon);
void LEDB_power_ctrl(unsigned int bon);

#endif

• 修改：usbd_custom_hid_if.c中的：CUSTOM_HID_OutEvent_FS

/**
  * @brief  Manage the CUSTOM HID class events
  * @param  event_idx: Event index
  * @param  state: Event state
  * @retval USBD_OK if all operations are OK else USBD_FAIL
  */
static int8_t CUSTOM_HID_OutEvent_FS(uint8_t event_idx, uint8_t state)
{
    UNUSED(event_idx);
    UNUSED(state);

    USBD_CUSTOM_HID_HandleTypeDef *hhid = (USBD_CUSTOM_HID_HandleTypeDef *)hUsbDeviceFS.pClassData;

    uint32_t usb_recv_len = USBD_GetRxCount(&hUsbDeviceFS,CUSTOM_HID_EPIN_ADDR);

    if (hhid->Report_buf[0] == 0x61)
    {
        LEDR_power_ctrl(1);
    }
    else
    {
        LEDR_power_ctrl(0);
    }

    if (hhid->Report_buf[1] == 0x61)
    {
        LEDG_power_ctrl(1);
    }
    else
    {
        LEDG_power_ctrl(0);
    }

    if (hhid->Report_buf[2] == 0x61)
    {
        LEDB_power_ctrl(1);
    }
    else
    {
        LEDB_power_ctrl(0);
    }

    for (uint32_t i = 0; i < usb_recv_len; i++)
    {
        usb_recv_buf[i] = hhid->Report_buf[i];
    }

    /* Start next USB packet transfer once data processing is completed */
    USBD_CUSTOM_HID_ReceivePacket(&hUsbDeviceFS);

    return (USBD_OK);
}

• 在usbd_customhid.h，找到 USBD_CUSTOM_HID_HandleTypeDef 这个结构体，接收的报告，会存在这个结构体的Report_buf中
• 也就是USB HID 接收数据后，执行USB 的中断函数：OTG_FS_IRQHandler，STM32的USB HAL库与USB协议栈，会处理并接收数据，最后会调用CUSTOM_HID_OutEvent_FS这个函数，用户可以在CUSTOM_HID_OutEvent_FS这个函数取出报告：Report_buf

typedef struct
{
  uint8_t  Report_buf[USBD_CUSTOMHID_OUTREPORT_BUF_SIZE];
  uint32_t Protocol;
  uint32_t IdleState;
  uint32_t AltSetting;
  uint32_t IsReportAvailable;
  CUSTOM_HID_StateTypeDef state;
} USBD_CUSTOM_HID_HandleTypeDef;

测试验证

• 

• 通过软件调试，发现USB主机发过来的报告数据，正确的接收到了。
• 开发板的三个LED，可以正确的控制亮灭了

小结

• 使用32个字节控制三个LED？不是，这里只是用于验证USB HID通信
• 如何把采样的数据，如ADC、按键等数据上报给【主机】？接下来继续