Khuê Mỹ

Các thiết bị USB HID rất gần gũi với chúng ta ví dụ như chuột máy tính, bàn phím, soud card… Vi điều khiển STM32 hỗ trợ giao thức HID Device giúp chúng ta có thể lập trình tạo ra các sản phẩm giống như những thiết bị đó. Bài hôm nay mình sẽ nói đến USB HID Custom, làm thế nào để nó có thể truyền nhận dữ liệu với máy tính, hãy cùng tìm hiểu nhé!

Human Interface Device Class hoạt động như thế nào?

Trước khi máy chủ có thể nói chuyện với thiết bị, nó cần biết cách sử dụng hoặc ứng dụng của thiết bị này là gì? Dữ liệu của nó được tổ chức như thế nào? và Dữ liệu thực sự đo lường điều gì?

Lấy ví dụ: Nếu thiết bị của bạn là một con chuột máy tính, các nút bấm và tọa độ sẽ điều khiển Pointer trên màn hình. Sự kiện click hoặc righ click sẽ làm gì, scroll sẽ làm gì. Để tất cả các sự kiện đó được sảy ra, trình điều khiển lớp HID phải biết rõ:

Tất cả các thông tin này sẽ được mô tả trong phần Report Descriptor. Khi trình điều khiển phân tích cú pháp của Report Descriptor nó sẽ hiểu được khi thiết bị chuột máy tính truyền dữ liệu lên, dữ liệu nào sẽ thuộc ứng dụng nào của máy tính. (Tương tự bạn phân luồng dữ liệu UART vậy).

Khi một thiết bị HID được kết nối, Host sẽ tạo ra 1 Request đó là GET_DESCRIPTOR, sau khi hoàn tất quá trình. Chuột máy tính và máy tính sẽ giao tiếp với nhau mà ko cần thêm driver gì cả.

Bộ Report Descriptor được mô tả bởi chuỗi các mục, các mục này mô tả dữ liệu sẽ truyền đi khi thiết bị USB HID device truyền hoặc nhận. Mỗi mục bắt đầu bằng tiền tố là 1 Byte quy định vai trò của mục và độ dài dữ liệu của nó.

Mỗi mục chia làm 3 loại thẻ chính:

Mỗi loại thẻ bao gồm một số loại chính như:

Mỗi thẻ mục sẽ được phân loại tương ứng với 1 mã từ 0 – 255 ( 1 Byte).

Cấu trúc của Report Descriptor như sau:

Lấy ví dụ về Report Descriptor cho chuột máy tính như sau:

Phần khoanh đỏ cấu hình 3 nút nhấn của chuột, phần khoanh xanh cấu hình tọa độ của chuột.

Phần Usage Page và Usage xác định kiểu thiết bị đó là Mouse và thuộc máy tính để bàn (Generic Desktop).

Các bạn có thể tham khảo link này để phân tích 1 RD: https://www.crifan.com/files/doc/docbook/usb_hid/release/webhelp/hid_report_example_analysis.html

Cấu hình STM32 USB HID trên Cube MX

Mở CubeMx, chọn chip STM32f103C8T6, trong System Core

Trong Tab Analog ta sẽ cấu hình ADC1 để đọc giá trị Joystick

Thiết lập Clock cho USB là 48Mhz (Bắt buộc)

Đặt tên bài học rồi Gen code như tất cả các bài trước

Các tool dùng trong lập trình STM32 USB HID

Phần mềm gửi và nhận dữ liệu HID Terminal:

Tools giải mã report descriptor.

http://eleccelerator.com/usbdescreqparser/

Lập trình STM32 USB HID như 1 con chuột (Mouse) điều khiển con trỏ máy tính

Trong bài này mình sẽ sử dụng Joystick đọc giá trị ADC biểu thị trục X, Y. Và nút nhấn trên Joystick biểu thị cho Left_Button trên chuột máy tính.

Cách giao tiếp với tất cả các thiết bị USB HID

Trước tiên nếu bạn chưa bao giờ điều khiển một thiết bị USB thì hãy quay lại Bài 16 để đọc bài viết và  tài liệu USB in a Nutshell để có cái nhìn tổng quát nhất.

Thiết bị HID và Host (máy chủ) giao tiếp với nhau qua kiểu Control Transfer ( hay Endpoint 0). Sử dụng Ngắt tại chiều IN và tùy chọn ở chiều Out. Đặc tả của lớp HID cho phép chúng có thể truyền dữ liệu ở cả tốc dộ low speed , full speed và high speed.

Cách biến Kit Bluepill thành chuột máy tính với USB HID

Để sử dụng kit stm32f103c8t6 Bluepill thành chuột máy tính chúng ta cần phân tích dữ liệu truyền lên máy tính của 1 con chuột.

Cấu trúc dữ liệu truyền lên bao gồm:

Chúng ta sẽ sử dụng Joystick đọc ADC 2 kênh X Y và nút nhấn trên nó sẽ tương ứng với phím Left Click.

Mỗi khi có sử kiện nhấn nút hoặc di chuyển, chúng ta sẽ gửi dữ liệu theo gói thông qua USB HID.

Lập trình STM32 USB HID trên Keil C

Open bằng Keil C. Đầu tiên chúng ta sẽ thêm thư viện Hid vào main để dễ dàng thao tác bằng lệnh #include “usbd_hid.h”

Sau đó extern biến chứa giá trị cài đặt của USB vào main

Khi chọn chế độ USB HID, CubeMX đã mặc định chọn thiết bị HID đó là chuột máy tính. Chúng ta cùng phân tích Report Desciptor mà CubeMx đã cho sẵn nhé. Các bạn vào USBD_HID.c và tìm dòng code như sau:

Copy đoạn dữ liệu và paste vào công cụ phân tích mình vừa mới nêu trên: http://eleccelerator.com/usbdescreqparser/

Ta thấy rằng trình tự các byte gửi như sau:

1 byte nút nhấn -> 3 byte X, Y, Whell -> 2byte Wakeup -> 1 byte kết thúc

Số byte này bạn chỉ cần đếm trong các đoạn Report Count theo thứ tự từ trên xuống dưới. Còn ý nghĩa của các từ mình đã giải thích bên trên rồi nhé.

Vậy nên chúng ta sẽ tạo 1 mảng chứa giá trị của các byte gửi lên với 1byte kết thúc là mặc định nên ko cần thêm vào. Mình tạo mảng mouse_report[5], và mảng lưu 2 giá trị ADC1 truyền qua DMA

Trước Main ta sẽ lập trình như sau

Tạo một hàm tên là map để chuyển đổi giá trị ADC từ 0 – 4096 thành -127,127

Tạo hàm đọc giá trị nút nhấn, thực hiện chuyển đổi và ghi vào mảng mouse_report

Trước While cho bắt đầu chuyển đổi ADC DMA, Trong While ta đọc giá trị của mouse và gửi qua cổng USB HID

Nhấn F7 để Build và F8 để nạp Code vào Kit.

Kết nối Joystick vào Kit theo hướng dẫn:

Cắm dây Micro USB vào mạch và cắm đầu còn lại vào máy tính. Mở Manager ra xem bạn sẽ thấy thêm 1 thiết bị Mouse

Mở Paint Sử dụng Joystick điều khiển thử.

Ta thấy rằng chuột chạy quá nhanh, không thể kiếm xoát và khi không di chuyển chuột cũng vẫn tự chạy. Lý do đó là điểm cân bằng của Joystick không giống lý thuyết đó là giá trị 2048.

Và chuột chạy quá nhanh do mạch sẽ gủi các giá trị từ -127 đến 127 cực nhanh khi giữ Joystick, các tọa độ này khiến chuột di chuyển rất nhanh. Vậy làm ntn để hiệu chỉnh hai thứ đó

Rút dây cắm HID từ chuột ra, chạy chế độ debug.

Trong debug ta add giá trị ADC_Val vào Watch 1 và nhấn chạy chương trình. Chúng ta thấy rằng: giá trị cân bằng khác nhau dẫn tới chuột luôn luôn di chuyển.

Sửa lại trong hàm Get Action, như sau:

Sửa -127, 127 thành -10 và 10 sẽ giúp chuột di chuyển chậm hơn.

STM32 USB HID được sử dụng rất rộng rãi khi muốn giao tiếp với máy tính, điện thoại, game pad một cách đơn giản nhất. Về cơ bản tất cả các device sử dụng USB HID đều làm việc giống nhau, sự khác nhau của chúng là cấu trúc gói tin truyền và đích đến sẽ được định nghĩa hết trong Report Descriptor.

Nếu thấy bài viết này có ích hãy like và chia sẻ cho người khác, đừng quên vào nhóm Anh Em Nghiện Lập Trình để giao lưu nhé các bạn

Nguồn: Lập trình STM32 USB HID giả lập chuột máy tính Tác giả: Khuê Nguyễn

from Khuê Nguyễn – Học Điên Tử Lập Trình https://ift.tt/3bSo3gA

0%0% found this document useful, Mark this document as useful

0%0% found this document not useful, Mark this document as not useful

Tên sản phẩm:  Khuê Văn Các Mạ Vàng

Công nghệ sản xuất: Đúc thủ công

Kích thước: Chân đế 16 x 16 cao 29

Xuất sứ: CÔNG TY TNHH QUÀ TẶNG MẠ VÀNG THÀNH ĐẠT

Khuê văn các bằng đồng Mạ Vàng tại Mạ Vàng Thành Đạt dùng làm món quà lưu niệm ý nghĩa của hà nội, sản phẩm chế tác thu nhỏ mô hình Văn miếu Quốc tử giám, sản phẩm trang trí để bàn làm việc, bàn học.

Mẫu biểu trưng Khuê Văn Các đã nêu được truyền thống văn hóa dân tộc qua hình ảnh trường đại học đầu tiên của đất nước.

Khuê Văn Các Văn Miếu Quốc Tử Giám là trung tâm văn hóa, nơi đào tạo nhân tài của đất nước ta trong lịch sử. Mẫu biểu trưng đã thể hiện ước mong vươn tới văn hóa, tri thức của con người Thăng Long – Hà Nội. Hơn nữa, về mặt nghệ thuật, mẫu biểu trưng đã thể hiện Khuê Văn Các với phong cách hiện đại, chắc chắn, vững vàng.

Về mặt kiến trúc, Khuê Văn Các tuy không hoành tráng nhưng lại hài hòa với quần thể di tích Văn Miếu – Quốc Tử Giám

Khuê Văn Các bằng đồng Mạ Vàng mô hình thu nhỏ làm quà tặng bạn bè, đối tác kinh doanh vô cùng ý nghĩa. Tại  Mạ Vàng Thành Đạt chuyên sản xuất bán các loại mô hình Khuê Văn Các bằng đồng, Khuê Văn Các Mạ Vàng,với nhiều lại kích thước theo phong thủy, đặt hàng theo yêu cầu và trống đồng Đông Sơn, Chùa một cột thu nhỏ làm quà tặng lưu niệm.

Khuê Văn Các là biểu tượng văn hóa của Thủ Đô Hà Nội từ nhiều đời nay, nó là biểu tượng đỉnh cao của trí tuệ, là sự khái quát, sự khẳng định chân lý “Hiền tài là nguyên khí của quốc gia”, nên nhìn vào đó, mỗi con người dường như thấy mình cần phải có trách nhiệm trau dồi kiến thức, trí tuệ, văn hóa để gìn giữ, phát huy những giá trị tốt đẹp mà ông cha ta để lại.

Vào năm 1997, Khuê Văn Các đã được UBND TP. Hà Nội chọn trở thành biểu tượng chính thức của Thủ đô. Nghe tới đây, chắc hẳn nhiều bạn sẽ thắc mắc Khuê Văn Các là gì? Cái tên Khuê Văn Các (Nơi đón vẻ đẹp của sao Khuê) hàm chứa rất nhiều ý nghĩa đặc biệt, khi phân tách các từ ra có thể giải thích tên gọi Khuê Văn Các như sau: Khuê là tên của một ngôi sao thuộc hệ thống chòm 28 sao, nghĩa là ngôi sao sáng. Chòm sao Khuê bao gồm 16 ngôi, bố trí khúc khuỷu tương tự như hình chữ Văn. Trong cuốn sách Hiếu kinh cũng đã có ghi chép lại: “Khuê chủ văn chương” (sao Khuê là ngôi sao chủ của văn chương). Do đó, biểu tượng Khuê Văn Các được xem là đại diện cho đỉnh cao của trí tuệ đồng thời nhấn mạnh lại chân lý khắc trên văn bia Văn Miếu “Hiền tài là nguyên khí quốc gia”