作者：陈广 日期：2019-6-14
掌握了 HID 报告描述符后，我们就可以动手实现一个鼠标了。当然，首先必须要先有一块开发板。我用的是 STM32，原因是 STM32 性能高，价钱便宜，最重要的是学习资料丰富，现在又得加一条，配套软件功能强大。STM32CubeMx 的出现使得 STM32 系列单片机编程的难度下降了几个层级。开发板必须支持 USB，我使用的芯片是 STM32F103RCT6，原来是用它做键盘的，支持 USB 2.0。开发板应当至少带有 6 个按钮，我手头有这样的板子，就是键盘 PCB，但不能拿来写文章啊。总不能让通过这篇文章学习的同学去打一块键盘吧。还好，我手上有一块 STM32F103RCT6 的评估板，网上随便可以买到，价钱便宜。缺点是没有按键，那只能通过定时器来演示了，效果会差一些。STM32开发板我肯定会设计一款，上课要用，不过不是现在。最完美的情况是自己设计并打造一块带 9 个按键的 STM32 开发板，然后学习这篇文章，但那需要较有钱才行。先放设备图片：
购买链接：https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z09.2.0.0.2ee92e8dxp3NCM&id=571177356496&_u=dhtvhlo156b
这只是我的购买链接，30 大洋，很便宜，这块板网上到处都是，可自行选择购买。（我写这篇文章，在调试的时候，突然发现这块板子挂掉了，杯具！）
另外虽然这块开发板可以使用串口一键下载，但用起来不是太方便，所以最好买一个 ST-LINK，如图右上角所示。使用它可以直接在 Keil 软件中烧写程序，十来块钱就可买到，以后设计其它的 STM 开发板只需接3条线出来就可以使用了。
以往我是不敢开 STM32 单片机这门课的，因为光一个 GPIO 的配置就足够复杂，让人望而却步，并不适合高职学生实习。但意法公司出了 STM32CUBEMX 后，改变了这种情况，它使用图形化的方式对单片机进行配置，并自动生成代码，让我们可以专注于业务逻辑，将 STM32 的学习难度直接降低几个层级，甚至于都不需要读芯片数据手册就可以完成程序的开发。要知道，学 STM32 最大的难点就在于读数据手册，大部分是全英文的。现在，我终于可以开设这门课程了。
STM32CUBEMX 和 Keil 的安装我不再赘述，B 站上有太多的资料，看看就懂了，我们直接进入主题。
打开 STM32CUBDMX，单击屏幕中央【ACCESS TO MCU SELECTOR】按钮，在弹出的窗口中搜索并选中【STM32F103RCTx】，有两种封装：LQFP64 和 WLCSP64,根据实际情况选择。选好后，项目也创建好了。
首先配置外部晶振，在左侧栏中展开【System Core】项，选中【RCC】，在中间【RCC Mode and Configuration】窗口下的【High Speed Clock (HSE)】组合框中选择【Crystal/Ceramic Resonator】，选中这项，意味着我们使用了外部晶振，开发板上至少有一块 8M 的外部晶振。如下图所示：
接下来，选择左边栏的【SYS】项，在【SYS Mode and Configuartion】窗口中【Debug】组合框中选中【Serial Wire】项，以选择 ST-LINK 方式烧写程序。这个需要确认你所使用的开发板已经引出【SWCLK】和【SWDIO】两个引脚。
首先使能 USB，展开左侧栏的【Connectivity】项，选中其中的【USB】项，在【USB Mode and Configuration】窗口中勾选【Device(FS)】项，如下图所示：
接下来配置 HID，展开左侧栏【Middleware】项，选中其中的【USB_DEVICE】项，在【USB_DEVICE Mode and Configuration】窗口下的【Class For FS IP】项中选中【Human Interface Device Class(HID)】项。在下方【Configuration】窗口中你可以将 VID 和 PID 更改为喜欢的数字，将【MANUFACTURER_STRING】更改为你喜欢的内容，如下图所示：
接下来将 USB 中断优先级改低点。展开侧边栏【System Core】项，选中【NVIC】，在右边【NVIC Mode and Configuration】窗口中将【USB low priority or CAN RX0 interrupts】项的优先级改为5。如下图所示：
下面我们来配置时钟，在屏幕上方选项卡中选中【Clock Configuration】项。并按照下图所示配置时钟：
注意，先使能 USB 才能配置时钟中的【USB Prescaler】项，所以把时钟配置放在后面。
选中窗体上方【Project Manager】选项卡，在【Project】栏中的【Toolchain/IDE】组合框选择【MDK-ARM】项，【Min Version】选择【V5.27】，表明使用的是 Keil 的最新版。
打开【Code Generator】栏，勾选其中的【Generate peripheral initialzation as a pair of '.c/ch' files per peripheral】项。然后单击【GENEREATE CODE】按钮生成代码。
在生成项目的文件夹中打开【MDK-ARM】文件夹，双击里面后缀名为.uvprojx的文件（图标为 Keil 的文件），打开 CubeMx 自动生成的项目。
将 ST-Link 连至开发板，只需连三条线：SWCLK、SWDIO、GND。然后开发板连上位机，有两个 USB 口，有一个口附近是 CH340 芯片，这个是串口，连接另一个 USB。然后在 Keil 中的工具栏上点魔术棒按钮（Options for Target），选择【Debug】选项卡，在【Use】组合框中选择【ST-Link Debugger】项，如下图所示：
然后点击【Use】组合框右侧的【Settings】按钮打开【Target Driver Setup】窗口，如果在【SW Device】面板下的【SWDIO】栏中显示的是No target connected，则表明 ST-Link 连接有问题，或设备损坏。如果上面为设备名称，则说明 ST-Link 已经可以使用。很不幸，我在文章开头给大家介绍的开发板就卡这了，居然坏掉了，太坑了！没办法，只能拿我做的键盘来烧程序了。注意，随便买一块 STM32F103RCT6 开发板，只要连接了 USB 口，都可以使用我将要写的程序。
STM32CubeMX 自动生成的 HID 默认为一个鼠标设备，我们可以在【Middlewares/USB_Device_Library】下的【usbd_hid.c】文件下查找HID_MOUSE_ReportDesc定义，如下图所示：
注意，此报告描述符和我们之前讲解的 HID Descriptor Tool 自带的不一样，此报告描述符数据长度为 4 个字节，多一个字节用于存放滚轮数据，另外还声明了一个上位机传给鼠标的数据，具体作用我就不研究了。我们就直接使用这个更为正规的鼠标报告描述符来写程序吧。
要在程序中使用 HID 设备，需要增加一个外部声明。我们首先编译一下自动生成的程序，以方便通过展开【Application/User】下的【main.c】文件查看相应的头文件。编译后展开【main.c】，找到并打开【usb_device.h】文件，添加一句代码：
extern USBD_HandleTypeDef hUsbDeviceFS;
添加位置如下图所示：
添加这句代码后，在【main.c】文件中就可以使用hUsbDeviceFS了。
打开【main.c】文件，使用以下代码引入 HID 库：
#include "usbd_hid.h"
插入位置应当在/* USER CODE BEGIN Includes */和/* USER CODE END Includes */之间。
最后在 main 函数中插入主逻辑代码：
/* USER CODE BEGIN 2 */
int8_t report[4]={0,0,0,0}; //4 字节长度遵照鼠标报告描述符指示
/* USER CODE END 2 */
/* Infinite loop */
/* USER CODE BEGIN WHILE */
while (1)
{
HAL_Delay(2000);
//单击鼠标右键
report[2]=0;
report[0]=2; //右键按下
USBD_HID_SendReport(&hUsbDeviceFS,(uint8_t *)report,4);
HAL_Delay(100);
report[0]=0; //右键弹起
USBD_HID_SendReport(&hUsbDeviceFS,(uint8_t *)report,4);
HAL_Delay(2000);
//鼠标向左移动50个像素
report[1]=-50;
USBD_HID_SendReport(&hUsbDeviceFS,(uint8_t *)report,4);
HAL_Delay(2000);
//单击鼠标左键
report[1]=0;
report[0]=1; //左键按下
USBD_HID_SendReport(&hUsbDeviceFS,(uint8_t *)report,4);
HAL_Delay(100);
report[0]=1; //左键弹起
USBD_HID_SendReport(&hUsbDeviceFS,(uint8_t *)report,4);
HAL_Delay(2000);
//鼠标向下移动50个像素
report[2]=50;
USBD_HID_SendReport(&hUsbDeviceFS,(uint8_t *)report,4);
HAL_Delay(2000);
//鼠标向右移动50个像素
report[2]=0;
report[1]=50;
USBD_HID_SendReport(&hUsbDeviceFS,(uint8_t *)report,4);
HAL_Delay(2000);
//鼠标向上移动50个像素
report[1]=0;
report[2]=-50;
USBD_HID_SendReport(&hUsbDeviceFS,(uint8_t *)report,4);
/* USER CODE END WHILE */
/* USER CODE BEGIN 3 */
}
/* USER CODE END 3 */
需要注意的是电脑端鼠标需要按下并弹起，才算一个完整的单击，所以单片机这端要完成一个单击操作，需发送两次数据。
USB 设备好像插麻烦，烧完程序后，上位机不认 USB 设备，非得断电重启后才认。需要注意的是此程序让鼠标自动移动和单击，所以最好打开一个记事本，将鼠标放置在中央再启动开发板，观察鼠标的动作。
怎么样？写个鼠标程序还是很简单的吧，这在以前是完全不可想像的，下篇文章，我们来模拟一个键盘程序。
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