STM32 USB HID 源码方案

STM32 USB HID 源码方案，以 STM32F407 + CubeMX + HAL + USB HID（Custom HID）为标准示例，适合做自定义 HID 设备（非键盘/鼠标），比如：

上下位机通信

数据采集合

替代串口

一、推荐方案

STM32 CubeMX + USB Custom HID + HAL

MCU：STM32F407
USB：Full Speed Device
HID：Custom HID（Vendor Defined）
传输方式：Interrupt IN / OUT
包大小：64 Bytes（FS）

二、CubeMX 关键配置

1 USB_OTG_FS

参数	设置
Mode	Device_Only
Speed	Full Speed (12 MHz)
VBUS Sensing	❌ 关闭
SOF	❌

2 Middleware → USB_DEVICE

参数	设置
Class	Custom Human Interface Device Class (HID)
HID Report Descriptor	Custom
Endpoint IN	0x81
Endpoint OUT	0x01
Packet Size	64
Polling Interval	1 ms

三、HID 描述符

文件路径：

复制代码

USB_DEVICE/App/usbd_desc.c

自定义 HID 报告描述符（64 字节双向）

c 复制代码

__ALIGN_BEGIN static uint8_t HID_ReportDesc[] __ALIGN_END =
{
    0x06, 0x00, 0xFF,   // Usage Page (Vendor Defined)
    0x09, 0x01,         // Usage (Vendor Usage 1)
    0xA1, 0x01,         // Collection (Application)

    // Input Report (Device → PC)
    0x09, 0x02,         // Usage
    0x15, 0x00,         // Logical Min (0)
    0x26, 0xFF, 0x00,   // Logical Max (255)
    0x75, 0x08,         // Report Size (8 bits)
    0x95, 0x40,         // Report Count (64 bytes)
    0x81, 0x02,         // Input (Data,Var,Abs)

    // Output Report (PC → Device)
    0x09, 0x03,         // Usage
    0x15, 0x00,
    0x26, 0xFF, 0x00,
    0x75, 0x08,
    0x95, 0x40,
    0x91, 0x02,         // Output (Data,Var,Abs)

    0xC0                // End Collection
};

作用：

PC ↔ STM32 每次最多 64 字节
不走键盘/鼠标协议，免驱

四、USB HID 收发源码

1 发送数据（STM32 → PC）

文件：usbd_custom_hid_if.c

c 复制代码

#include "usbd_customhid.h"

extern USBD_HandleTypeDef hUsbDeviceFS;

void USB_HID_Send(uint8_t *data, uint16_t len)
{
    if (len > 64) len = 64;
    USBD_CUSTOM_HID_SendReport(&hUsbDeviceFS, data, len);
}

使用示例：

c 复制代码

uint8_t tx_buf[64] = {0xAA, 0x55};
USB_HID_Send(tx_buf, 64);

2 接收数据（PC → STM32）

在 USBD_CUSTOM_HID_DataOut() 回调中接收：

c 复制代码

extern USBD_HandleTypeDef hUsbDeviceFS;

static int8_t USBD_CUSTOM_HID_DataOut(USBD_HandleTypeDef *pdev, uint8_t epnum)
{
    uint8_t *rx_buf = ((USBD_CUSTOM_HID_HandleTypeDef *)(pdev->pClassData))->Report_buf;

    // rx_buf[0] ~ rx_buf[63]
    // 在这里处理 PC 下发的数据

    // 重新开启 OUT 端点
    USBD_LL_PrepareReceive(pdev, CUSTOM_HID_EPOUT_ADDR,
                           ((USBD_CUSTOM_HID_HandleTypeDef *)(pdev->pClassData))->Report_buf,
                           CUSTOM_HID_EPOUT_SIZE);

    return USBD_OK;
}

五、main.c 初始化

c 复制代码

int main(void)
{
    HAL_Init();
    SystemClock_Config();

    MX_GPIO_Init();
    MX_USB_DEVICE_Init();

    uint8_t hid_tx[64] = {0x01,0x02,0x03};

    while (1)
    {
        USB_HID_Send(hid_tx, 64);
        HAL_Delay(1000);
    }
}

参考代码 stm32 usb hid全套程序源代码 www.youwenfan.com/contentcst/182668.html

六、PC 端测试工具

工具	用途
HIDAPI	PC 上位机（C/C++/Python）
Bus Hound	USB 抓包
USBlyzer	描述符分析
PyUSB / hidapitester	Python 通信

Python 示例（HIDAPI）

python 复制代码

import hid

dev = hid.device()
dev.open(0x0483, 0x5750)

dev.write([0x00] + [i for i in range(64)])
print(dev.read(64))

七、常见 PID / VID（STM32 默认）

项目	值
VID	`0x0483`
PID	`0x5750`
Manufacturer	STMicroelectronics

可在 usbd_desc.c 中修改。

八、常见问题速查

问题	解决
电脑不识别	检查 USB DP 上拉、时钟 48MHz
只能发一次	OUT 端点未重新 PrepareReceive
枚举失败	描述符 Report Count 错
Windows 不认	不要用键盘 Usage Page