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stm32 USB HID+CDC 鼠标键盘串口 组合设备配置解析
前言
查阅网上的博客与代码，很多都是关于USB的鼠标配置、USB的键盘配置、USB的虚拟串口配置，稍微深入一点的会将鼠标键盘合在一起，但移植起来就会报很多错误，要么是检测不到，要么是警告，这很正常，因为不理解这些数字代表着什么。但只要理解每个数字代表什么意思，想错都难，干货满满，和我一起学习吧
1、STM32 usbdesc.c USB描述符配置
1.1、设备描述符
/* USB Standard Device Descriptor */ const uint8_t Mouse_DeviceDescriptor[Mouse_SIZ_DEVICE_DESC] = { 0x12, /*bLength */ USB_DEVICE_DESCRIPTOR_TYPE, /*bDescriptorType*/ 0x00, /*bcdUSB */ 0x02, 0xEF, /*bDeviceClass*/ 0x02, /*bDeviceSubClass*/ 0x01, /*bDeviceProtocol*/ 0x40, /*bMaxPacketSize40*/ 0x83, /*idVendor (0x0483)*/ 0x04, 0x10, /*idProduct = 0x5710*/ 0x57, 0x00, /*bcdDevice rel. 2.00*/ 0x02, 1, /*Index of string descriptor describing manufacturer */ 2, /*Index of string descriptor describing product*/ 3, /*Index of string descriptor describing the device serial number */ 0x01 /*bNumConfigurations*/ } ; /* Mouse_DeviceDescriptor */- 1
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其一，组合设备需要对设备描述符修改为0xEF，0x02，0x01，若想了解这三个参数可以百度了解一下，里面有详细的介绍，这里不做说明。
看起来很懵对吧，其实很多值是固定的不需要修改，只有几项需要修改而已。而且这个配置不随着增加设备或减少设备而改变，配置好后不需要修改，嫌麻烦直接复制上面设备描述符代码就好，兼容性很强。1.2、配置描述符
const uint8_t Mouse_ConfigDescriptor[Mouse_SIZ_CONFIG_DESC] = { 配置描述符 //Configuration Descriptor 只能有1个 /*功能1 HID键盘*/ IAD描述符 //复合设备才有 在单接口的设备这个可以不要 接口1描述符 //Interface Descriptor 类描述符 //Class Desdriptor 端点描述符 //Endpoint Descriptor /*功能2 HID鼠标*/ IAD描述符 //复合设备才有 在单接口的设备这个可以不要 接口2描述符 //Interface Descriptor 类描述符 //Class Desdriptor 端点描述符 //Endpoint Descriptor /*功能3 虚拟串口*/ IAD描述符 //复合设备才有 在单接口的设备这个可以不要 接口3描述符 //Interface Descriptor 类描述符 //Class Desdriptor 端点描述符 //Endpoint Descriptor /*如果有多个接口 下面还可以继续添加*/ ... }- 1
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举例说明：鼠标+键盘+虚拟串口
const uint8_t Mouse_ConfigDescriptor[Mouse_SIZ_CONFIG_DESC] = { 0x09, /* bLength: Configuation Descriptor size */ USB_CONFIGURATION_DESCRIPTOR_TYPE, /* bDescriptorType: Configuration */ Mouse_SIZ_CONFIG_DESC, /* wTotalLength: Bytes returned */ 0x00, 0x04, /*bNumInterfaces: 4 interface*/设备总数 0x01, /*bConfigurationValue: Configuration value*/必须为0x01，或者更高 0x00, /*iConfiguration: Index of string descriptor describing the configuration*/字符串索引，若没有字符串描述符，这个字段为0 0x80, /*bmAttributes: bus powered */ 0x32, /*MaxPower 100 mA: this current is used for detecting Vbus*/ /*************************************功能1 HID键盘**************************************/ /*IAD描述符*/ 0x08, //bLength：IAD描述符大小 0x0B, //bDescriptorType：IAD描述符类型 0x00, //bFirstInterface：功能1 HID键盘的第一个接口描述符是在总的配置描述符中的第几个从0开始数 0x01, //bInferfaceCount：功能1 HID键盘有1个接口描述符 0x03, //bFunctionClass：同单HID功能时，设备符中的bDeviceClass 0x00, //bFunctionSubClass：同单HID功能时，设备符中的bDeviceSubClass 0x00, //bFunctionProtocol：同单HID功能时，设备符中的bDeviceProtocol 0x01, //iFunction：字符串描述中关于此设备的索引(个人理解是一个字符串描述符中有比如0~5是功能1的字符串， //6~10是功能2的字符串,如果是功能2的话，此值为6) /*******************第一个接口描述符*********************/ 0x09, //bLength字段 0x04, //bDescriptorType字段 0x00, /*bInterfaceNumber字段*/从0开始编号 0x00, /*bAlternateSetting字段*/必须为0x00 0x02, /*bNumEndpoints字段*/表示接口描述符有多少个端点 0x03, /*bInterfaceClass字段*/设备类型，例如HID、VCP、CDC 0x01, /*bInterfaceSubClass字段*/0x00代表No subclass，0x01代表Boot Interface subclass 0x01, /*bInterfaceProtocol字段*/0x00 None，0x01 keyboard，0x02 mouse，3~255 reserved 0x00, //iConfiguration字段 /******************HID描述符************************/ 0x09, //bLength字段 0x21, //bDescriptorType字段 0x10, /*bcdHID字段*/设备遵循的HID版本号 0x01, 0x21, /*bCountyCode字段*/语言 0x01, /*bNumDescriptors字段*/下级报告描述符数量，至少为1，0x01 0x22, /*bDescriptorType字段*/报告描述符必须为0x22 //bDescriptorLength字段。 //下级描述符的长度。下级描述符为键盘报告描述符。 sizeof(KeyboardReportDescriptor)&0xFF, (sizeof(KeyboardReportDescriptor)>>8)&0xFF, /**********************输入端点描述符***********************/ 0x07, //bLength字段 0x05, //bDescriptorType字段 0x81, /*bEndpointAddress字段*/端口的地址 bit 3~0：端口号 bit 7 ：0 输入端口（主机到设备） 1 输出端口（设备到主机） 0x03, //bmAttributes字段 0x10, //wMaxPacketSize字段 0x00, 0x0A, //bInterval字段 /**********************输出端点描述符***********************/ 0x07, //bLength字段 0x05, //bDescriptorType字段 0x01, //bEndpointAddress字段 0x03, //bmAttributes字段 0x10, //wMaxPacketSize字段 0x00, 0x0A, //bInterval字段 /*IAD描述符*/ 0x08, //bLength：IAD描述符大小 0x0B, //bDescriptorType：IAD描述符类型 0x01, //bFirstInterface：功能1 HID键盘的第一个接口描述符是在总的配置描述符中的第几个从0开始数 0x01, //bInferfaceCount：功能1 HID键盘有1个接口描述符 0x03, //bFunctionClass：同单HID功能时，设备符中的bDeviceClass 0x00, //bFunctionSubClass：同单HID功能时，设备符中的bDeviceSubClass 0x00, //bFunctionProtocol：同单HID功能时，设备符中的bDeviceProtocol 0x01, //iFunction：字符串描述中关于此设备的索引(个人理解是一个字符串描述符中有比如0~5是功能1的字符串， //6~10是功能2的字符串,如果是功能2的话，此值为6) /************** Descriptor of Mouse Mouse interface ****************/ /* 09 */ 0x09, /*bLength: Interface Descriptor size*/ USB_INTERFACE_DESCRIPTOR_TYPE,/*bDescriptorType: Interface descriptor type*/ 0x01, /*bInterfaceNumber: Number of Interface*/ 0x00, /*bAlternateSetting: Alternate setting*/ 0x01, /*bNumEndpoints*/ 0x03, /*bInterfaceClass: HID*/ 0x01, /*bInterfaceSubClass : 1=BOOT, 0=no boot*/ 0x02, /*nInterfaceProtocol : 0=none, 1=keyboard, 2=mouse*/ 0, /*iInterface: Index of string descriptor*/ /******************** Descriptor of Mouse Mouse HID ********************/ /* 18 */ 0x09, /*bLength: HID Descriptor size*/ HID_DESCRIPTOR_TYPE, /*bDescriptorType: HID*/ 0x10, /*bcdHID: HID Class Spec release number*/ 0x01, 0x21, /*bCountryCode: Hardware target country*/ 0x01, /*bNumDescriptors: Number of HID class descriptors to follow*/ 0x22, /*bDescriptorType*/ Mouse_SIZ_REPORT_DESC,/*wItemLength: Total length of Report descriptor*/ 0x00, /******************** Descriptor of Mouse Mouse endpoint ********************/ /* 27 */ 0x07, /*bLength: Endpoint Descriptor size*/ USB_ENDPOINT_DESCRIPTOR_TYPE, /*bDescriptorType:*/ 0x82, /*bEndpointAddress: Endpoint Address (IN)*/ 0x03, /*bmAttributes: Interrupt endpoint*/ 0x40, /*wMaxPacketSize: 4 Byte max */ 0x00, 0x0A, /*bInterval: Polling Interval (32 ms)*/ /* 34 */ /*IAD描述符 66*/ /* Interface Association Descriptor(IAD Descriptor) */ 0x08, /* bLength */ 0x0B, /* bDescriptorType*/ 0x02, /* bFirstInterface*/ 0x02, /* bInterfaceCount*/ 0x02, /* bFunctionClass --CDC*/ 0x02, /* bFunctionSubClass*/ 0x01, /* bFunctionProtocoll*/ 0x00, /* iFunction */ /*Interface Descriptor*/ 0x09, /* bLength: Interface Descriptor size */ USB_INTERFACE_DESCRIPTOR_TYPE, /* bDescriptorType: Interface */ /* Interface descriptor type */ 0x02, /* bInterfaceNumber: Number of Interface */ 0x00, /* bAlternateSetting: Alternate setting */ 0x01, /* bNumEndpoints: One endpoints used */ 0x02, /* bInterfaceClass: Communication Interface Class */ 0x02, /* bInterfaceSubClass: Abstract Control Model */ 0x01, /* bInterfaceProtocol: Common AT commands */ 0x00, /* iInterface: */ /*Header Functional Descriptor*/ 0x05, /* bLength: Endpoint Descriptor size */ 0x24, /* bDescriptorType: CS_INTERFACE */ 0x00, /* bDescriptorSubtype: Header Func Desc */ 0x10, /* bcdCDC: spec release number */ 0x01, /*Call Managment Functional Descriptor*/ 0x05, /* bFunctionLength */ 0x24, /* bDescriptorType: CS_INTERFACE */ 0x01, /* bDescriptorSubtype: Call Management Func Desc */ 0x00, /* bmCapabilities: D0+D1 */ 0x01, /* bDataInterface: 1 */ /*ACM Functional Descriptor*/ 0x04, /* bFunctionLength */ 0x24, /* bDescriptorType: CS_INTERFACE */ 0x02, /* bDescriptorSubtype: Abstract Control Management desc */ 0x02, /* bmCapabilities */ /*Union Functional Descriptor*/ 0x05, /* bFunctionLength */ 0x24, /* bDescriptorType: CS_INTERFACE */ 0x06, /* bDescriptorSubtype: Union func desc */ 0x00, /* bMasterInterface: Communication class interface */ 0x01, /* bSlaveInterface0: Data Class Interface */ /*Endpoint 2 Descriptor*/ 0x07, /* bLength: Endpoint Descriptor size */ USB_ENDPOINT_DESCRIPTOR_TYPE, /* bDescriptorType: Endpoint */ 0x85, /* bEndpointAddress: (IN5) */ 0x03, /* bmAttributes: Interrupt */ 0x40, /* wMaxPacketSize: */ 0x00, 0xFF, /* bInterval: */ /*Data class interface descriptor*/ 0x09, /* bLength: Endpoint Descriptor size */ USB_INTERFACE_DESCRIPTOR_TYPE, /* bDescriptorType: */ 0x03, /* bInterfaceNumber: Number of Interface */ 0x00, /* bAlternateSetting: Alternate setting */ 0x02, /* bNumEndpoints: Two endpoints used */ 0x0A, /* bInterfaceClass: CDC */ 0x00, /* bInterfaceSubClass: */ 0x00, /* bInterfaceProtocol: */ 0x00, /* iInterface: */ /*Endpoint 3 Descriptor*/ 0x07, /* bLength: Endpoint Descriptor size */ USB_ENDPOINT_DESCRIPTOR_TYPE, /* bDescriptorType: Endpoint */ 0x06, /* bEndpointAddress: (OUT6) */ 0x02, /* bmAttributes: Bulk */ 0x40, /* wMaxPacketSize: */ 0x00, 0x00, /* bInterval: ignore for Bulk transfer */ /*Endpoint 1 Descriptor*/ 0x07, /* bLength: Endpoint Descriptor size */ USB_ENDPOINT_DESCRIPTOR_TYPE, /* bDescriptorType: Endpoint */ 0x87, /* bEndpointAddress: (IN7) */ 0x02, /* bmAttributes: Bulk */ 0x40, /* wMaxPacketSize: */ 0x00, 0x00 /* bInterval */ }- 1
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需要注意的点
1、 配置描述符中0x04, /*bNumInterfaces: 4 interface*/必须与设备个数相等。
2、 每个设备都需要一个IAD描述符。
3、bFirstInterface：功能1 HID键盘的第一个接口描述符是在总的配置描述符中的第几个从0开始数
4、bNumEndpoints端点数量必须与下面配置的端点数量相同
5、bEndpointAddress需要注意地址1.3、HID报告描述符
例如：HID键盘，建议直接复制。
//USB键盘报告描述符的定义 const u8 KeyboardReportDescriptor[KP_ReportDescriptor_Size]= { 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 //0xc0, }; /* KeyboardMouse_ReportDescriptor */- 1
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1.4、字符串描述符
说明一下，一般这里不会出错，不做解释。
/* USB String Descriptors (optional) */ const uint8_t Mouse_StringLangID[Mouse_SIZ_STRING_LANGID] = { Mouse_SIZ_STRING_LANGID, USB_STRING_DESCRIPTOR_TYPE, 0x09, 0x04 } ; /* LangID = 0x0409: U.S. English */ const uint8_t Mouse_StringVendor[Mouse_SIZ_STRING_VENDOR] = { Mouse_SIZ_STRING_VENDOR, /* Size of Vendor string */ USB_STRING_DESCRIPTOR_TYPE, /* bDescriptorType*/ /* Manufacturer: "STMicroelectronics" */ 'S', 0, 'T', 0, 'M', 0, 'i', 0, 'c', 0, 'r', 0, 'o', 0, 'e', 0, 'l', 0, 'e', 0, 'c', 0, 't', 0, 'r', 0, 'o', 0, 'n', 0, 'i', 0, 'c', 0, 's', 0 }; const uint8_t Mouse_StringProduct[Mouse_SIZ_STRING_PRODUCT] = { Mouse_SIZ_STRING_PRODUCT, /* bLength */ USB_STRING_DESCRIPTOR_TYPE, /* bDescriptorType */ 'S', 0, 'T', 0, 'M', 0, '3', 0, '2', 0, '1', 0, '0', 0 }; uint8_t Mouse_StringSerial[Mouse_SIZ_STRING_SERIAL] = { Mouse_SIZ_STRING_SERIAL, /* bLength */ USB_STRING_DESCRIPTOR_TYPE, /* bDescriptorType */ 'S', 0, 'T', 0, 'M', 0, '3', 0, '2', 0, '1', 0, '0', 0 };- 1
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2、STM32 usbprop.c USB应用相关的属性配置
主要包括两个函数的修改，参考此模板进行添加，如下
void Mouse_Reset(void) { /* Set Mouse_DEVICE as not configured */ pInformation->Current_Configuration = 0; pInformation->Current_Interface = 0;/*the default Interface*/ /* Current Feature initialization */ pInformation->Current_Feature = Mouse_ConfigDescriptor[7]; SetBTABLE(BTABLE_ADDRESS); /* Initialize Endpoint 0 */ SetEPType(ENDP0, EP_CONTROL); SetEPTxStatus(ENDP0, EP_TX_STALL); SetEPRxAddr(ENDP0, ENDP0_RXADDR); SetEPTxAddr(ENDP0, ENDP0_TXADDR); Clear_Status_Out(ENDP0); SetEPRxCount(ENDP0, Device_Property.MaxPacketSize); SetEPRxValid(ENDP0); /* Initialize Endpoint 1 */ SetEPType(ENDP1, EP_INTERRUPT); SetEPTxAddr(ENDP1, ENDP1_TXADDR); SetEPTxCount(ENDP1, 4); SetEPRxStatus(ENDP1, EP_RX_DIS); SetEPTxStatus(ENDP1, EP_TX_NAK); /* Initialize Endpoint Out 1 */ SetEPRxAddr(ENDP1, ENDP1_RXADDR); //设置接收数据的地址 SetEPRxCount(ENDP1, 2); //设置接收长度 SetEPRxStatus(ENDP1, EP_RX_VALID); //设置端点有效，可以接收数据 /* Initialize Endpoint In 2 */ SetEPType(ENDP2, EP_INTERRUPT); //初始化为中断端点类型 SetEPTxAddr(ENDP2, ENDP2_TXADDR); //设置发送数据的地址 SetEPTxCount(ENDP2, 5); //设置发送的长度 SetEPTxStatus(ENDP2, EP_TX_NAK); //设置端点处于忙状态 /* Initialize Endpoint 1 */ SetEPType(ENDP7, EP_BULK); SetEPTxAddr(ENDP7, ENDP7_TXADDR); SetEPTxStatus(ENDP7, EP_TX_NAK); SetEPRxStatus(ENDP7, EP_RX_DIS); /* Initialize Endpoint 2 */ SetEPType(ENDP5, EP_INTERRUPT); SetEPTxAddr(ENDP5, ENDP5_TXADDR); SetEPRxStatus(ENDP5, EP_RX_DIS); SetEPTxStatus(ENDP5, EP_TX_NAK); /* Initialize Endpoint 3 */ SetEPType(ENDP6, EP_BULK); SetEPRxAddr(ENDP6, ENDP6_RXADDR); SetEPRxCount(ENDP6, 64); SetEPRxStatus(ENDP6, EP_RX_VALID); SetEPTxStatus(ENDP6, EP_TX_DIS); bDeviceState = ATTACHED; /* Set this device to response on default address */ SetDeviceAddress(0); }- 1
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RESULT Mouse_Data_Setup(uint8_t RequestNo) { uint8_t *(*CopyRoutine)(uint16_t); CopyRoutine = NULL; if ((RequestNo == GET_DESCRIPTOR) && (Type_Recipient == (STANDARD_REQUEST | INTERFACE_RECIPIENT)) && (pInformation->USBwIndex0 < 4)) { if (pInformation->USBwValue1 == REPORT_DESCRIPTOR) { if (pInformation->USBwIndex0 == 0) CopyRoutine = KP_GetReportDescriptor; else CopyRoutine = Mouse_GetReportDescriptor; } else if (pInformation->USBwValue1 == HID_DESCRIPTOR_TYPE) { if (pInformation->USBwIndex0 == 0) CopyRoutine = KP_GetHIDDescriptor; else CopyRoutine = Mouse_GetHIDDescriptor; } } /* End of GET_DESCRIPTOR */ /*** GET_PROTOCOL ***/ else if ((Type_Recipient == (CLASS_REQUEST | INTERFACE_RECIPIENT)) && RequestNo == GET_PROTOCOL) { CopyRoutine = Mouse_GetProtocolValue; } if (RequestNo == GET_LINE_CODING) { if (Type_Recipient == (CLASS_REQUEST | INTERFACE_RECIPIENT)) { CopyRoutine = Virtual_Com_Port_GetLineCoding; } } else if (RequestNo == SET_LINE_CODING) { if (Type_Recipient == (CLASS_REQUEST | INTERFACE_RECIPIENT)) { CopyRoutine = Virtual_Com_Port_SetLineCoding; } Request = SET_LINE_CODING; } if (CopyRoutine == NULL) { return USB_UNSUPPORT; } pInformation->Ctrl_Info.CopyData = CopyRoutine; pInformation->Ctrl_Info.Usb_wOffset = 0; (*CopyRoutine)(0); return USB_SUCCESS; }- 1
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需要注意的点：
KP_OFF_HID_DESC必须与配置描述符中HID对应的类描述符的地址相等，可以理解为地址偏移量ONE_DESCRIPTOR KP_Hid_Descriptor = // { // (u8*)Mouse_ConfigDescriptor + KP_OFF_HID_DESC, // Mouse_SIZ_HID_DESC // };- 1
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3、STM32 usb conf.h USB配置文件
主要做配置端点基地址
#define BTABLE_ADDRESS (0x00) /* EP0 */ /* rx/tx buffer base address */ #define ENDP0_RXADDR (0x18) #define ENDP0_TXADDR (0x58) /* EP1 */ /* tx buffer base address */ #define ENDP1_TXADDR (0x100) #define ENDP1_RXADDR (0x110) /* EP2 */ /* tx buffer base address */ #define ENDP2_TXADDR (0x120) #define ENDP7_TXADDR (0x140) #define ENDP5_TXADDR (0x180) #define ENDP6_RXADDR (0x1C0)- 1
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4、STM32 usb istr.c USB中断处理函数
在文件最后添加对应端点的中断处理函数
例如如下代码u8 EP1BUSY=0; u8 EP2BUSY=0; void EP1_IN_Callback(void) { // EP1BUSY=0; } void EP2_IN_Callback(void) { // EP2BUSY=0; } void EP1_OUT_Callback(void) { // SetEPRxValid(ENDP1); }- 1
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最后看一下效果
未接入stm32 usb接口时
接入stm32 USB接口时
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- 原文地址：https://blog.csdn.net/weixin_44748127/article/details/125610738