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基于STM32和MPU9250的USB HID键盘、鼠标及游戏控制器电路设计

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简介:
本项目采用STM32微控制器与MPU9250传感器模块,创新性地开发了一款集键盘、鼠标及游戏控制器于一体的USB HID设备。该设计结合了精准运动追踪和便捷的人机交互功能,为用户提供了丰富且灵活的操控体验。 项目介绍 1. 方案主题:基于STM32+MPU9250的重力感应游戏控制器。 2. 功能描述: - 使用STM32CubeMX配置Nucleo-L476RG开发板,创建USB HID复合设备用于体感游戏控制。该开发板配备高性能ARM Cortex-M4内核微处理器(STM32L476RG),支持浮点DSP运算和80MHz的主频。 - 开发板通过I2C接口连接MPU9250九轴姿态传感器,实现高精度、低延迟的数据采集与处理。该设备包括三轴加速度计、三轴陀螺仪及三轴磁力计。 - 采用高效的算法融合传感器数据,并进行姿态解算,可应用于虚拟自行车等游戏控制器。 硬件配置: - 使用带USB接口的STM32开发板(如Nucleo-L476RG),该开发板集成高性能微处理器和大容量内存。通过I2C协议连接MPU9250传感器。 软件流程: 1. 外设初始化:使用STM32CubeMX配置生成USB HID复合设备,支持键盘、鼠标及游戏控制器功能。 2. 数据处理与算法执行:读取传感器数据,并进行姿态解算等运算操作。 3. 业务逻辑控制:实现按键状态扫描和LED指示灯控制。 工作原理: 1. 硬件组成介绍 - 使用Nucleo-L476RG开发板,配备高性能ARM Cortex-M4内核微处理器(STM32L476RG),主频80MHz。 - MPU9250传感器采用GY-91模块通过I2C接口连接到STM32。 2. STM32功能 - 采集MPU9250传感器数据,执行高效的数据融合与姿态解算算法;控制LED状态指示灯;扫描按键输入信息;通过USB接口实现PC通信。 实物展示: 1. 实物图片说明:演示板配置了九个按钮。Nucleo开发板上的蓝色按钮用于模式切换,绿色LED显示当前工作状态(快闪表示锁定、慢闪代表键盘控制、每秒一次闪烁为体感控制);四个大按键分别映射WASD键位,四个小按键对应R键、Shift键及鼠标左右点击。 2. 演示视频: - QQ飞车测试 - 坦克世界游戏演示

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  • STM32MPU9250USB HID
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    本项目采用STM32微控制器与MPU9250传感器模块,创新性地开发了一款集键盘、鼠标及游戏控制器于一体的USB HID设备。该设计结合了精准运动追踪和便捷的人机交互功能,为用户提供了丰富且灵活的操控体验。 项目介绍 1. 方案主题:基于STM32+MPU9250的重力感应游戏控制器。 2. 功能描述: - 使用STM32CubeMX配置Nucleo-L476RG开发板,创建USB HID复合设备用于体感游戏控制。该开发板配备高性能ARM Cortex-M4内核微处理器(STM32L476RG),支持浮点DSP运算和80MHz的主频。 - 开发板通过I2C接口连接MPU9250九轴姿态传感器,实现高精度、低延迟的数据采集与处理。该设备包括三轴加速度计、三轴陀螺仪及三轴磁力计。 - 采用高效的算法融合传感器数据,并进行姿态解算,可应用于虚拟自行车等游戏控制器。 硬件配置: - 使用带USB接口的STM32开发板(如Nucleo-L476RG),该开发板集成高性能微处理器和大容量内存。通过I2C协议连接MPU9250传感器。 软件流程: 1. 外设初始化:使用STM32CubeMX配置生成USB HID复合设备,支持键盘、鼠标及游戏控制器功能。 2. 数据处理与算法执行:读取传感器数据,并进行姿态解算等运算操作。 3. 业务逻辑控制:实现按键状态扫描和LED指示灯控制。 工作原理: 1. 硬件组成介绍 - 使用Nucleo-L476RG开发板,配备高性能ARM Cortex-M4内核微处理器(STM32L476RG),主频80MHz。 - MPU9250传感器采用GY-91模块通过I2C接口连接到STM32。 2. STM32功能 - 采集MPU9250传感器数据,执行高效的数据融合与姿态解算算法;控制LED状态指示灯;扫描按键输入信息;通过USB接口实现PC通信。 实物展示: 1. 实物图片说明:演示板配置了九个按钮。Nucleo开发板上的蓝色按钮用于模式切换,绿色LED显示当前工作状态(快闪表示锁定、慢闪代表键盘控制、每秒一次闪烁为体感控制);四个大按键分别映射WASD键位,四个小按键对应R键、Shift键及鼠标左右点击。 2. 演示视频: - QQ飞车测试 - 坦克世界游戏演示
  • STM32MPU9250USB HID与实现-大赛STM32项目资料毕业参考
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    本项目旨在开发一款结合了USB HID协议的多功能外设,利用STM32微处理器和MPU9250传感器模块,可作为键盘、鼠标或游戏控制器使用。适用于电子设计竞赛与高校毕业生设计参考。 基于STM32和MPU9250的USB HID键盘、鼠标、游戏控制器项目资料适用于电子设计大赛中的STM32相关项目以及学生毕业设计和技术学习参考。此资源同样适合小团队进行开发项目的参考,涵盖了技术实现细节与产品设计方案。该资料不仅能够帮助个人在实践中提升技术水平和完成项目任务,也为学生们提供了宝贵的参考资料,助力他们的毕业设计工作;同时也能为小型研发团队提供技术支持,推动其产品的创新和发展。
  • &课程作业_STM32USB HID复合备(手柄)重力感应PC.zip
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    本项目为基于STM32微控制器开发的USB HID复合设备,整合了键盘、鼠标和游戏手柄功能,并加入重力感应模块以实现对PC游戏的创新操控方式。 本项目专注于基于STM32微控制器的USB HID(Human Interface Device)复合设备开发,该设备能够模拟键盘、鼠标以及游戏手柄,并利用加速度感应技术来控制PC上的游戏操作。此项目适合用于毕业设计或课程作业,提供完整的系统源码以帮助学习者深入理解嵌入式系统的开发流程。 STM32是意法半导体(STMicroelectronics)推出的一款基于ARM Cortex-M内核的微控制器系列,因其高性能、低功耗及丰富的外设接口而被广泛使用。在本项目中,STM32作为主控器通过USB接口与PC进行通信,并实现HID设备的功能。 USB HID类设备是一种无需特定驱动程序即可直接运行于操作系统中的装置,例如键盘和鼠标等。借助集成的USB OTG(On-The-Go)功能,STM32可以轻松开发出符合标准的HID设备。在这一过程中,需要编写固件来定义HID报告描述符,该描述符规定了设备如何向主机发送数据,包括按键状态、鼠标的移动和点击动作以及游戏手柄的轴和按钮信息。 加速度感应技术通过内置的加速度传感器实现,它可以检测到设备沿三个轴方向上的运动变化,并据此推测出设备的姿态。在游戏应用中,这种技术能将物理动作转换为虚拟操作,例如倾斜设备来控制角色移动的方向。为了将这些传感数据转化为有效的HID输入信息,在STM32固件代码内需实现相应的算法。 项目可能包含以下关键组件和步骤: 1. **硬件设计**:涉及STM32的电路布局设计,包括USB接口、加速度传感器连接以及必要的电源与复位电路。 2. **固件开发**:使用如Keil uVision或IAR Embedded Workbench等集成开发环境(IDE),编写用于初始化配置、中断处理及HID报告构建和发送的STM32 C/C++代码,同时包括读取加速度传感器数据并进行相关处理。 3. **HID报告描述符**:创建符合USB HID规范的文件以定义设备的功能与数据格式。 4. **加速度传感器驱动程序开发**:根据所选传感器的数据手册编写相应的驱动代码来获取和解析其输出信号。 5. **测试及调试**:通过USB连接至PC,利用协议分析工具或自定义上位机软件进行通信验证,确保设备正常运作。 此项目为学习嵌入式系统、STM32编程、USB通讯以及传感器应用的学生提供了一个极佳的实践平台。它不仅有助于深入了解微控制器在实现复杂交互装置中的作用,还能提升学生解决实际问题的能力。对于教师和指导者而言,这样的资源可以作为教学案例使用,引导学生从理论知识向实践操作转化,并增强其工程技能。
  • STM32 RBT6 USB复合备,含HIDHID两接口
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    本产品为基于STM32 RBT6芯片设计的USB复合设备,集成了HID鼠标与HID键盘两个功能接口,提供灵活的人机交互解决方案。 如何建立STM32 RBT6 USB复合设备,并实现HID鼠标和HID键盘两个接口的功能?
  • STM32USB-HID
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    本项目设计了一款基于STM32微控制器的USB-HID(人机接口设备)键盘。通过优化固件代码实现了与计算机系统的无缝连接和高效数据传输,适用于多种操作系统环境。 基于STM32的USB-HID键盘开发涉及到了一些关键技术点,在实现过程中需要对STM32硬件平台以及USB协议有一定的了解。本段落主要讲解了如何利用STM32微控制器来构建一个符合HID规范的虚拟键盘,包括固件设计、调试技巧和最终测试等环节。通过这个项目可以更好地掌握嵌入式开发中的一些重要概念和技术细节,并为后续更复杂的设备驱动程序编写打下坚实的基础。
  • STM32F103C8串口转USB HID手柄源码
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    本项目提供STM32F103C8微控制器驱动串口数据转换为USB HID键盘和鼠标输入的代码,适用于开发定制化游戏手柄或其他HID设备。 STM32F103C8源码(Serial(UART)到USB HID键盘、鼠标及手柄)使用Composite Device组合设备: - 一个Device -> 一个Configuration -> 三个Interface (Keyboard & Mouse & Joystick) - Keyboard Interface -> HID(boot mode) ->两个Endpoint(IN_0x81 & OUT_0x01) - 不使用Report ID - Mouse Interface -> HID(boot mode) ->一个Endpoint(IN_0x82)-不使用Report ID - Joystick Interface->HID-> 一个Endpoint (IN_0x83)-> 使用JoyStickReportDescriptor,报告ID可选 支持反馈Keyboard_LED灯号:所有关闭;Num Lock; Caps Lock; Scroll Lock; Compose; Kana。 串口接收命令: - UART协议:115200, n, 8, 1 - 每帧发送字符串格式,以{开始}和{结束}, 分隔。共9个十进制数字例如:{1,2,3,4,5,6,7,8,9} - 第一位区分命令类型:Keyboard(128)、Mouse (64) 或 Joystick (32) 发送键盘命令时,第2~9位分别如下: - 第二位: Modify_Key(修饰键) - 第三位: 保留 - 第四至九位: 可同时发送六个按键 发送鼠标命令时,第八和第九位分别如下: - 第二位:按钮(左、中、右) - 第三到第五位:移动(X,Y), 滚轮(Wheel) 发送手柄命令时,第8~9位分别如下: - 移动X, Y, Z - 旋转X, Y, Z - 帽子开关(方向帽)POV1和POV2的设定 - 八个按钮(每个按钮占一位)
  • STM32 USB串口
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    本文介绍了如何使用STM32微控制器通过串行接口实现USB鼠标和键盘的功能控制,为嵌入式系统开发提供了实用的技术参考。 STM32 USB 鼠标+键盘 串口控制源代码压缩包包含以下命令: - *MOS0101000000#:鼠标左键按下 - *MOS0102000000#:鼠标右键按下 - *MOS0103000000#:鼠标中键按下 - *MOS01049a8b7c6d5e4f3g2h1i#(原命令未给出,根据上下文推测为无效或错误示例) - *MOS0100000000#:鼠标抬起 - *MOS01000a0000#:鼠标向+X移动 个像素 - *MOS01089b8c7d6e5f4g3h2i1j#(原命令未给出,根据上下文推测为无效或错误示例) - *MOS01008a0000#:鼠标向-X移动 个像素 - *MOS0109ab8c7d6e5f4g3h2i1j#(原命令未给出,根据上下文推测为无效或错误示例) - *MOS0100000a00#:鼠标向+Y移动 个像素 - *MOS0189ab7c6d5e4f3g2h1i#(原命令未给出,根据上下文推测为无效或错误示例) - *MOS0100008a00#:鼠标向-Y移动 个像素 - *MOS01b9ab7c6d5e4f3g2h1i#(原命令未给出,根据上下文推测为无效或错误示例) - *MOS010000000a#:鼠标向上滚动 个像素 - *MOS89ab7c6d5e4f3g2h1i#(原命令未给出,根据上下文推测为无效或错误示例) - *MOSb9ab7c6d5e4f3g2h1i#(原命令未给出,根据上下文推测为无效或错误示例) - *MOS010000008a#:鼠标向下滚动 个像素 - KEY 指令用于输入键盘按键: - *KEY0000400# 输入 a - *KEY29ab7c6d5e4f3g2h1i#(原命令未给出,根据上下文推测为无效或错误示例) - *KEY289b7c6d5e4f3g2h1i0# 输入 A (组合见Shift+a)
  • STM32 USB HIDCDC串口组合备配置详解
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    本文详细介绍如何在STM32微控制器上配置USB HID(人机界面设备)和CDC(通信设备类)以实现鼠标、键盘功能以及串口通讯,适合嵌入式开发人员参考学习。 STM32 USB HID+CDC 鼠标键盘串口组合设备配置解析涉及如何在STM32微控制器上实现USB Human Interface Device (HID) 和 Communication Device Class (CDC) 的结合使用,以同时支持鼠标、键盘功能和串行通信的功能。这种配置能够为用户提供一种多用途的解决方案,在单一硬件平台上集成多种常见的USB接口需求。
  • STM32F103C8T6USB-HID示例代码
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    本项目提供了一套基于STM32F103C8T6微控制器实现USB-HID协议的键盘和鼠标功能的示例代码,适用于嵌入式开发学习与实践。 基于STM32F103C8T6最小系统板A,配置USB复合键鼠测试程序并使用Keil的标准库函数。连接电脑后,在设备管理器中会显示USB鼠标和USB键盘。该程序每隔200毫秒交替发送命令A和右键点击指令。单一USB设备的通信字节为8字节(键盘)或4字节(鼠标)。在程序中,向每个数据包的第一字节添加一个标识符ID号。
  • STM32F103C8 UART到USB HID转换
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    本项目是一款基于STM32F103C8微控制器设计的UART到USB HID键盘鼠标转换工具,实现串口数据向PC端键盘、鼠标操作信号的无缝传输。 STM32F103C8通过串口(UART)转USB HID键盘鼠标 使用Composite Device组合设备: - 一个Device -> 一个Configuration -> 两个Interface (Keyboard & Mouse) - Keyboard Interface: 使用HID boot模式,有两个Endpoint(IN_0x81和OUT_0x01),不使用Report ID - Mouse Interface: 使用HID boot模式,有一个Endpoint(IN_0x82),同样不使用Report ID 通过这种方式可以确保在计算机设置BIOS时的操作兼容性。 串口接收命令: - UART协议:波特率 115200, 数据位 8, 停止位 1 - 每帧发送的字符串格式,以{开始; }结束;使用逗号分隔。共9个十进制数字例如: {1,2,3,4,5,6,7,8,9} - 第九位区分Keyboard(64)或Mouse(128)命令 - 示例: - 发送 Keyboard 命令: {0,0,0,0,0,0,0,0,64} - 发送 Mouse 命令:{0,0,0,0,0,0,0,0,128} 发送Keyboard命令时: - 第一位表示按键释放和各种控制键的状态 - 示例: - {8} 表示Win键被按下或松开 - {128} 发送 WinApp_Key 键(右Windows) - {32} 右Shift键按住状态 发送Mouse命令时: - 第一位表示鼠标按钮的状态,包括左、中和右按键。 - 示例: - 左点击:{1} - 右点击: {2} - 中间滚动或点击:{4} - 后面的位用于指定鼠标的移动距离(X,Y)及滚轮转动量(Wheel): - X轴范围从-127到+127,Y轴同样。 - 滚轮数据也使用相同范围。 按键码可参考HID Usage ID标准文档。