stm32读取驾驶模拟器数据 stm32F407读取joystick数据

原创

已于 2022-07-17 11:04:03 修改 · 3.5k 阅读

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#stm32 #单片机 #arm

于 2021-03-10 18:14:21 首次发布

需求

实习工作，老板要求用单片机读取驾驶模拟器（Joystick）返回的数据，驾驶模拟器usb输出，输出信息包括：方向盘转角、左右拨杆、按键等。
模拟器的样子

完整代码传送门

https://download.youkuaiyun.com/download/renzemingcsdn/15726059

硬件

采用正点原子探索者开发板，即插即用，硬件不需要改动。开发板做主设备，因此必须选用f4系列，f103只能做从设备，其他能做主设备的f1，没就用过，不做尝试，直接用f407zgt6。驾驶模拟器上是一个stm32单片机，商家已经擦除芯片型号，盲猜是f1系列，因为模拟驾驶器是USB从设备，只需要f1系列即可。
驾驶模拟器中的芯片

探索的思路

最初不知道驾驶模拟器是用什么协议，于是开始漫长的探索过程。

usb HID设备

首先，将驾驶模拟器插入windows电脑，再任务管理器中发现，多出两行，表明该设备为USB HID设备。USB HID是Human Interface Device的缩写，由其名称可以了解HID设备是直接与人交互的设备，例如键盘、鼠标与游戏杆等。通过window的系统调用，可以接收到模拟量和数字量。协议讲解在这里。
使用Windows读取数据程序如下，也可以参考这里。

#include<stdio.h>
#include <iostream>
#include<stdlib.h>
#include<conio.h>
#include <iostream>
#include<string>
#include<Windows.h>
//添加joystick操作api的支持库
#include<MMSystem.h>
#pragma comment(lib, "Winmm.lib")
using namespace std;
int main()
{
   
   
	UINT joyNums;
	joyNums = joyGetNumDevs();//读取手柄信息
	printf("当前手柄数量:%d \n", joyNums);//采集手柄数量;
	JOYINFO joyinfo;//定义joystick信息结构体
	JOYINFOEX joyinfoex;
	joyinfoex.dwSize = sizeof(JOYINFOEX);
	joyinfoex.dwFlags = JOY_RETURNALL;
	while (1)
	{
   
   
		MMRESULT joyreturn = joyGetPosEx(JOYSTICKID1, &joyinfoex);
		cout << joyreturn<< endl;
		cout << joyinfoex.dwXpos << endl;
		
		Sleep(1000);
	}
	Sleep(3000);
	return 0;
}

Windows下读取到的数据写在Joyinfoex结构体中，这里不再赘述。

stm32官方usb库移植

官方usb库下载教程。

STM32官方USB例程JoyStick详解。
移植过程可以参考正点原子教程，正点原子将回调函数写好了，但仅限打印相关提示话语，具体如何处理数据还需要自行修改。

修改为读取驾驶模拟器程序

官方库中有Joystick从机，也就是驾驶模拟器那边的例程，还有鼠标键盘读取的例程，因为鼠标键盘也是USB HID设备，我这里在正点原子提供的，移植好的鼠标键盘例程的基础上，修改为可以读取Joystick的程序。

直接用鼠标的程序，把驾驶器插进去，会有如下输出信息，说明两边USB协议层已经识别，而且驾驶模拟器这边方向盘自行转动做初始化操作，说明从机设备有响应。但显示无法识别的USB设备，推测应该是HID层的问题。
用文本搜索功能，找到回调函数中显示的内容

//usbh_usr.c文件
//无法识别的USB设备
void USBH_USR_DeviceNotSupported(void)
{
   
    
	printf("无法识别的USB设备!\r\n\r\n");    
}

继续搜索该回调函数，发现他是一个结构体的成员。

//usbh_usr.c文件
//USB HOST 用户回调函数.
USBH_Usr_cb_TypeDef USR_Callbacks =
{
   
   
  USBH_USR_Init,
  USBH_USR_DeInit,
  USBH_USR_DeviceAttached,
  USBH_USR_ResetDevice,
  USBH_USR_DeviceDisconnected,
  USBH_USR_OverCurrentDetected,
  USBH_USR_DeviceSpeedDetected,
  USBH_USR_Device_DescAvailable,
  USBH_USR_DeviceAddressAssigned,
  USBH_USR_Configuration_DescAvailable,
  USBH_USR_Manufacturer_String,
  USBH_USR_Product_String,
  USBH_USR_SerialNum_String,
  USBH_USR_EnumerationDone,
  USBH_USR_UserInput,
  NULL,
  USBH_USR_DeviceNotSupported,
  USBH_USR_UnrecoveredError
};
//usbh_core.h文件中
typedef struct _USBH_USR_PROP
{
   
   
  void (*Init)(void);       /* HostLibInitialized */
  void (*DeInit)(voi