客戶在做USB通訊的時候，基本的需求就是發送某些數據到USB host端，同時接收一些數據從USB Host端，那么如何快速的建立一個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系列的實現方式都是類似的）來快速實現一個簡單的數據收發實驗。

下面是具體操作和一些基本的解說。

USBHost軟件 的準備

PC端軟件使用ST免費提供的Usb Hid Demonstrator。這個軟件可以在ST官網上免費下載到。連接地址：STSW-STM32084，此軟件調用的是windows標準的HID類驅動，所以無需安裝任何驅動程序及可運行。

下載安裝完這個軟件之后，我們就可以開始開發STM32的USB 從機程序了。

首先，打開STM32CubeMX，新建工程，選擇STM32F072B-DISCOVERY開發板。

其次，在Pinout選項中，開打USB的device功能。

并在Middleware中選擇開啟class for IP中的 custom Human Interface Device（HID）

點擊“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，但是還缺少最最關鍵的一步，就是USB主機和從機的通訊“協議”，這個協議在那里實現呢？因為我們Host端軟件已經是Usb Hid Demonstrator，那么這邊的協議就已經固定了（其實在實際的開發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? 簡單說一下其中關鍵值的含義。

這個HID 的報文描述符其實定義了8個部分（條目）的功能定義，分為LED1，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LED1為例（其他條目可自行對照文檔解析）：

0x85, LED1_REPORT_ID， 含義是這個功能的ID號是LED1_REPORT_ID（宏定義為0x01）

這個ID號是每次報文發送的時候最先被發送出去的（USB都是LSB）字節，之后跟著的才是我們實際有效的數據/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數據了。

0x09, 0x01, 這個功能序號為1，后邊的序號依次遞加。

0x15, 0x00, 這個是規定邏輯最小值為0 。

0x25, 0x01, 這個是規定邏輯最大值為1 。

上邊的這兩條語句規定了跟在報文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）

0x75, 0x08, 這個是報文的大小為8，只要別寫錯就行了。

0x95, LED1_REPORT_COUNT， 這個是說下邊有LED1_REPORT_COUNT （宏定義為1）個項目會被添加，即這個功能的數量是1個 。

0xB1, 0x82, 這個是規定能夠發送給從機設備的數據信息。

0x91, 0x82, 這個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，通過這個報文描述符，我們就告訴了主機，在HID中有一個功能ID為1的功能，其方向是從主機到從機，每次發送1個有效數據（前邊的ID是都要含有的），這個數據可以是0或者是1.

關于HID 報文描述符的詳細信息，您可以在下邊的網址下載一篇叫做《Device Class Definitionfor HID》的文檔來參考。

http://www.usb.org/developers/hidpage

這樣基本的程序框架就已經成功了。此時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發板上，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的設備管理器中會看到如下圖所示的內容。

注意：開發板上有兩個一模一樣的Mini USB接口，一個是USB USER，另 一個是USB ST-link，下載代碼的時候用USB ST-Link，連接電腦運行程序的時候要用USB USER。

此時我們的USB枚舉就完成了，這個是USB通訊的關鍵步驟，之后的應用通訊內容都是通過這個枚舉工程來進行“規劃”的。

數據發送

就類似串口通訊，我們首先做一個數據的發送工作。

在Main.c文件中，我們在while(1)的主循環中增加我們的發送函數，主要就是調用發送報文的API：USBD_CUSTOM_HID_SendReport（）

/* USER CODE BEGIN 2 */

uint8_t i=0;

sendbuffer[0]=0x07; //這個是report ID，每次發送報文都需要以這個為開始，這樣主機才能正確//解析后邊的數據含義

sendbuffer[1]=0x01; //這個是實際發送的數據，可以自由定義，只要不超過報文描述符的限制

/* USER CODE END 2 */

/* Infinite loop */

/* USER CODE BEGIN WHILE */

while (1)

{

HAL_Delay(100); //延遲100ms

sendbuffer[1]++; //每次發送都將變量自加1

USBD_CUSTOM_HID_SendReport(&hUsbDeviceFS,sendbuffer,2);//發送報文

/* 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度條在不斷的增長。

這個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。

這樣看起來是不是更像是串口調試助手了？嘿嘿本來機制就差不多的。

數據接收

MCU的USB數據是如何接收的呢？是不是調用一個類似于串口接收的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USB USER連接到PC端，打開Usb HidDemonstrator，我們可以通過勾選右下角的圖形界面來實現控制開發板上的LED電量或者關閉。

當然，這個是通過圖像化的界面來進行控制，你也可以通過Input/outputtransfer中的寫入對話框來完成這個操作。注意，寫入的第一個字節是ID，表示你想控制的是哪個LED；第二個字節是0或者是1，表示你想讓這個LDE的狀態變成滅還是亮。

總結：

本范例程序是為了快速實現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來生成的，大大降低了工程師開發USB設備的難度（尤其是是入門階段的難度）。從這個工程的基礎上，工程師可以比較方便的建立好框架工程并，對其中的代碼進行研究，進而移植或增加自己的應用代碼。