基于Nordic52832的六轴HID蓝牙鼠标开发(上)

前言

很久没开发蓝牙相关的项目，找到一块Noridc蓝牙kit板，正好配合6轴来做一个拟合姿态的无线鼠标
如有异议，欢迎指正

方案实现

使用了6轴传感器和Nordic kit开发板，6轴获取姿态换算获得欧拉角，然后对应的角度拟合到HID鼠标描述符的XY轴移动改变量，通过蓝牙传给到PC端，用于控制鼠标指针动作

HID基本概念

HID（The Human Interface Device）人机交互设备，定义了在人机接口设备中的协议、特征和使用规范，蓝牙HID协议以USB HID协议规范为基础
HID规范

HID角色

• HID device：HID 设备，PC主机
• HID Host：HID 主机，鼠标、键盘

设备描述符结构

HID的定义在接口描述符中，HID接口描述包含了报告描述符和物理描述符

HID report

HID Device支持三种报告

• Input report（输入报告）： hid device发送给 hid host的封包；例如鼠标将移动和点击事件信息发送给PC端
• Output report（输出报告）：hid host发送给 hid device的封包；例如PC端发送数据来控制键盘灯
• Feature report（特征报告）：传输双向数据

HID逻辑链路

• HID Control：通道主要用于传输控制封包，这个通道传输的封包为同步封包（synchronous reports），L2CAP的psm为0x0011
• HID Interrupt：通道传输的封包不需要确认，所有称为异步封包（asynchronous reports），L2CAP的psm为0x0013
  

HID Report Models报告模式

两种协议

• boot protocol：boot protocl不解析报告描述符，设备支持该协议，在PC系统处于BIOS时就可以识别设备
• report protocol：需要解析报告描述符，PC系统启动完成后进行枚举描述符

蓝牙HID

工程实例

使用nordic52832 Kit开发板，SDK为当前最新版本nRF5_SDK_17.0.2_d674dde，工程目录examples\ble_peripheral\ble_app_hids_mouse，协议栈使用S132

广播报文

广播报文包含服务Serivice UUIDs为 0x1812，指示为HID服务，Apperance外观(Type 0x19)为962（960~968），标识HID子类型为鼠标Mouse

代码分析

主函数

• 主函数初始化按键与协议栈，在循环中加入6轴的拟合数据后发送鼠标移动量到PC端

int main(void)
{
   
   
    bool erase_bonds;

    // Initialize.
    log_init();
    timers_init(); //初始化定时模块
    buttons_leds_init(&erase_bonds); //按键led初始化,注册事件回调
    power_management_init();////电源管理
	
/*
* 下面是对蓝牙相关配置的初始化，一般不需要修改
*/	
    ble_stack_init();//协议栈初始化
    scheduler_init();//调度器
    gap_params_init();//gap初始化
    gatt_init();//gatt初始化
    advertising_init();//广播初始化
    services_init();//服务初始化
    sensor_simulator_init();//模拟电池
    conn_params_init();//连接参数初始化
    peer_manager_init();//配对绑定初始化

    // Start execution.
    NRF_LOG_INFO("HID Mouse example started.");
    timers_start();// 开启定时器
	//erase_bonds = true;//擦除绑定
    advertising_start(erase_bonds);//广播开启后，蓝牙内部协议栈的调度就开始跑起来了
	
	Lsm6dlSensor_Init();//6轴初始化
    // Enter main loop.
    for (;;)
    {
   
   
		x_mov = 0, y_mov = 0;
		Lsm6dl_Read(&x_mov, &y_mov);//获取移动量
		if (m_conn_handle != BLE_CONN_HANDLE_INVALID)
		{
   
   			
			if(x_mov != 0 || y_mov != 0)
				mouse_movement_send(x_mov, y_mov);//发送
		}
       idle_state_handle();//等待事件
    }
}

服务初始化

static void services_init(void)
{
   
   
    qwr_init();//
    dis_init();//初始化设备信息服务（产品信息）
    bas_init();//注册电池服务
    hids_init();//hid服务初始化
}

报告描述符

HID设备是通过报告(report)来传输数据的，包含有输入报告（Input）和输入（Output）报告

• bSiz