STM32 USB Host如何才能同时连接键盘和鼠标？

在网上搜了很多都是USB Host单独连接鼠标或键盘的样例, 而当前很多无线鼠标键盘都是并到一个USB口上的, 也就是同一个USB有两个interface. 而官方提供的USB Host库中只会对一个Interface进行处理, 要么键盘要么鼠标, 所以为了能够同时使用键盘和鼠标要对USB Host库进行修改才行.
具体修改如下:
首先使用CubeMX创建了一个带USB HID类功能的工程, 创建步骤很简单网上有很多文档不在这里讨论.
接着进入正题, 修改USB Host库文件.


u***h_def.h
修改USBH_ClassTypeDef, 使当前Class支持多接口：
/* USB Host Class structure */
typedef struct
{
  const char          *Name;
  uint8_t              ClassCode;
  USBH_StatusTypeDef(*Init)(struct _USBH_HandleTypeDef *phost);
  USBH_StatusTypeDef(*DeInit)(struct _USBH_HandleTypeDef *phost);
  USBH_StatusTypeDef(*Requests)(struct _USBH_HandleTypeDef *phost);
  USBH_StatusTypeDef(*BgndProcess)(struct _USBH_HandleTypeDef *phost);
  USBH_StatusTypeDef(*SOFProcess)(struct _USBH_HandleTypeDef *phost);
/* [ */
  void                *pData[USBH_MAX_NUM_INTERFACES]; /* HID interfaces Handle */
  uint8_t              InterfaceNum;                                   /* interface 数量 */
  __IO uint8_t         CurrInterface;                                   /* 当前interface */
/* ] */
} USBH_ClassTypeDef;


修改HID_HandleTypeDef, 记录interface的协议类型：


/* Structure for HID process */
typedef struct _HID_Process
{
  uint8_t              OutPipe;
  uint8_t              InPipe;
  HID_StateTypeDef     state;
  uint8_t              OutEp;
  uint8_t              InEp;
  HID_CtlStateTypeDef  ctl_state;
  FIFO_TypeDef         fifo;
  uint8_t              *pData;
  uint16_t             length;
  uint8_t              ep_addr;
  uint16_t             poll;
  uint32_t             timer;
  uint8_t              DataReady;
  HID_DescTypeDef      HID_Desc;
  USBH_StatusTypeDef(* Init)(USBH_HandleTypeDef *phost);
/* [ */
  uint8_t              Protocol;    /* 协议类型: HID_KEYBRD_BOOT_CODE / HID_MOUSE_BOOT_CODE */
/* ] */
} HID_HandleTypeDef;


u***h_hid.c
修改USBH_HID_InterfaceInit函数, 在初始化的时候判断当前枚举了几个HID接口, 如果有多个接口, 则创建多个HID_HandleTypeDef：
static USBH_StatusTypeDef USBH_HID_InterfaceInit(USBH_HandleTypeDef *phost)
{
  USBH_StatusTypeDef status = USBH_OK;
  HID_HandleTypeDef *HID_Handle;
  uint8_t max_ep;
  uint8_t num = 0U;
  /* [ */
  uint8_t boot = HID_KEYBRD_BOOT_CODE;
  uint8_t interface_num = 0;
  uint8_t interface;


  for (interface_num = 0; interface_num < phost->device.CfgDesc.bNumInterfaces; interface_num++)
  {
    interface = USBH_FindInterface(phost, phost->pActiveClass->ClassCode, HID_BOOT_CODE, boot);
  /* ] */
    if ((interface == 0xFFU) || (interface >= USBH_MAX_NUM_INTERFACES)) /* No Valid Interface */
    {
      USBH_DbgLog("Cannot Find the interface for %s class.", phost->pActiveClass->Name);
      status = USBH_FAIL;
      break;
    }


    status = USBH_SelectInterface(phost, interface);


    if (status != USBH_OK)
    {
      return USBH_FAIL;
    }


    phost->pActiveClass->pData[interface_num] = (HID_HandleTypeDef *)USBH_malloc(sizeof(HID_HandleTypeDef));
  /* [ */
    phost->pActiveClass->InterfaceNumber++;
    phost->pActiveClass->CurrInterface = interface_num;
  /* ] */
    HID_Handle = (HID_HandleTypeDef *) phost->pActiveClass->pData[interface_num];


    if (HID_Handle == NULL)
    {
      USBH_DbgLog("Cannot allocate memory for HID Handle");
      return USBH_FAIL;
    }


    /* Initialize hid handler */
    USBH_memset(HID_Handle, 0, sizeof(HID_HandleTypeDef));


    HID_Handle->state = HID_ERROR;


    /*Decode Bootclass Protocol: Mouse or Keyboard*/
    HID_Handle->Protocol = phost->device.CfgDesc.Itf_Desc[interface].bInterfaceProtocol;
    ...
    ...
    /* 配置完成 */
    if (boot == HID_KEYBRD_BOOT_CODE)
        boot = HID_MOUSE_BOOT_CODE;
    else
        boot = HID_KEYBRD_BOOT_CODE;
  }
  return status;
}


修改USBH_HID_Process, 在POLL空闲时如果10次连续空闲未收到有效数据则切换接口, 使下次执行Process的时候切换到另一个接口:


static USBH_StatusTypeDef USBH_HID_Process(USBH_HandleTypeDef *phost)
{
  USBH_StatusTypeDef status = USBH_OK;
  HID_HandleTypeDef *HID_Handle = (HID_HandleTypeDef *) phost->pActiveClass->pData[phost->pActiveClass->CurrInterface];
  uint32_t XferSize;
  /* [ */
  uint8_t interface;
  uint8_t protocol;
  static __IO uint16_t num = 0;
  /* ] */
  
  switch (HID_Handle->state)
  {
    ...
    case HID_POLL:
      if (USBH_LL_GetURBState(phost, HID_Handle->InPipe) == USBH_URB_DONE)
      {
        XferSize = USBH_LL_GetLastXferSize(phost, HID_Handle->InPipe);


        if ((HID_Handle->DataReady == 0U) && (XferSize != 0U))
        {
          USBH_HID_FifoWrite(&HID_Handle->fifo, HID_Handle->pData, HID_Handle->length);
          HID_Handle->DataReady = 1U;
          USBH_HID_EventCallback(phost);


#if (USBH_USE_OS == 1U)
          phost->os_msg = (uint32_t)USBH_URB_EVENT;
#if (osCMSIS < 0x20000U)
          (void)osMessagePut(phost->os_event, phost->os_msg, 0U);
#else
          (void)osMessageQueuePut(phost->os_event, &phost->os_msg, 0U, NULL);
#endif
#endif
  /* 如果检测到有效数据, 则清除空闲计数 [ */
          num = 0;
  /* ] */
        }
      }
      else
      {
  /* 如果空闲计数达到10次, 则切换到其他interface [ */
        num++;
        if (num > 10)
        {
          if (phost->pActiveClass->InterfaceNumber > 1)
          {
            if (phost->pActiveClass->CurrInterface == 0)
              phost->pActiveClass->CurrInterface = 1;
            else
              phost->pActiveClass->CurrInterface = 0;
            protocol = ((HID_HandleTypeDef *)phost->pActiveClass->pData[phost->pActiveClass->CurrInterface])->Protocol;
            interface = USBH_FindInterface(phost, phost->pActiveClass->ClassCode, HID_BOOT_CODE, protocol);
            USBH_SelectInterface(phost, interface);
          }
          num = 0;
        }
  /* ] */
        /* IN Endpoint Stalled */
        if (USBH_LL_GetURBState(phost, HID_Handle->InPipe) == USBH_URB_STALL)
        {
          /* Issue Clear Feature on interrupt IN endpoint */
          if (USBH_ClrFeature(phost, HID_Handle->ep_addr) == USBH_OK)
          {
            /* Change state to issue next IN token */
            HID_Handle->state = HID_GET_DATA;
          }
        }
      }
      break;
      ...
  }
}


另外其他涉及到"phost->pActiveClass->pData"的地方全部改为"phost->pActiveClass->pData[phost->pActiveClass->CurrInterface]", 因为pData已经不再是一个结构体指针而是一个结构体指针数组, 主要涉及的文件包括:
u***h_hid.c, u***h_hid_keybs.c, u***h_hid_mouse.c
3. 修改键盘和鼠标的驱动
最后就是按照键盘鼠标的协议定义相应的回调函数, 因为不同的无线鼠标键盘有不同的协议, 在此不做描述. 主要涉及的文件包括:
u***_host.c, u***h_hid_keybs.c, u***h_hid_mouse.c
做好驱动以后就可以同时使用键盘和鼠标了, 此方法也可适用于USB连接其他多设备场景, 只要USB初始化的时候能够检测到相应的设备.