STM32 NUCLEO-F446REでGamepadを読む方法

STM32 NUCLEO-F446REにはUSBのホスト機能がありますが、HIDデバイスは標準でマウスとキーボードにしか対応していません。それを有線コントローラーに対応させる方法について書きました(この方法でコントローラー以外のHIDデバイスも対応できます)。

必要なもの

• STM32 NUCLEO-F446RE

STM32 NUCLEO-F446REでUSB機能を使うには外部クロックが必要です。
各自用意してください。

• HID Gamepad(有線)
  自分はELECOMのJC-GP20SBKを使いました。おすすめです。

XInputは基本的に読めないので、DirectInputモードで読みましょう。
LogicoolのF310など、DirectInputでも読めない機種もあります。
(恐らくHIDのプロトコルに完全に準拠しているわけではないことが原因)

• USB Type-Aメス端子
• STM32 CubeIDE

設定

まずCubeIDEを開いて新しくF446REのプロジェクトを作成してください。
iocファイルで以下の設定をしましょう。

ConnectivityのUSB_OTG_FSタブを開いてModeをHost_Onlyにしましょう。

SpeedをHost Low Speed 1.5MBit/sにしましょう。(全然この速度でも高速で読めるのでLow Speedにしました。)

クロックの設定はこんな感じです。これは外部クロックに8MHzを使った場合です。各自で外部クロックに合わせて、To USBに48MHzが供給されるように設定しましょう。

設定は以上です。
コードをジェネレートしてください。

プログラム

新しくソースフォルダ「usbh_hid_unknown」を作成してください。

このフォルダを右クリックしてAdd/remove include pathを押してそのままOKしてください。

そして上のリンクのusbh_hid_unknown.cとusbh_hid_unknown.hをこのフォルダに入れてください。

次にプロジェクト内のMiddlewares\ST\STM32_USB_Host_Library\Class\HIDのIncとSrcを開き、usbh_hid.hとusbh_hid.cを編集します。

iocファイルを変更するとusbh_hid.hとusbh_hid.cの中身が元に戻ってしまうため、その都度編集してください。

usbh_hid.hの31行目付近

usbh_hid.h

#include "usbh_hid_mouse.h"
#include "usbh_hid_keybd.h"
+ #include "usbh_hid_unknown.h"

/** @addtogroup USBH_LIB

usbh_hid.hの252行目付近

usbh_hid.h

/* Interface Descriptor field values for HID Boot Protocol */
- #define HID_BOOT_CODE                                 0x01U
+ #define HID_BOOT_CODE                                 0xFFU
#define HID_KEYBRD_BOOT_CODE                          0x01U
#define HID_MOUSE_BOOT_CODE                           0x02U

usbh_hid.cの109行目付近

usbh_hid.c

extern USBH_StatusTypeDef USBH_HID_MouseInit(USBH_HandleTypeDef *phost);
extern USBH_StatusTypeDef USBH_HID_KeybdInit(USBH_HandleTypeDef *phost);
+ extern USBH_StatusTypeDef USBH_HID_UnknownInit(USBH_HandleTypeDef *phost);

USBH_ClassTypeDef  HID_Class =

usbh_hid.cの189行目付近

usbh_hid.c

  else
  {
-     USBH_UsrLog("Protocol not supported.");
-     return USBH_FAIL;
+ 	  USBH_UsrLog("Unknown device found!");
+ 	  HID_Handle->Init = USBH_HID_UnknownInit;
  }

main.cで

main.c

#include "usb_host.h"
#include "usbh_core.h"
#include "usbh_hid.h"

上記をインクルードしてUSER CODE BEGIN 0に

main.c

uint8_t gamepad_data[USBH_HID_UNKNOWN_REPORT_SIZE];
void USBH_HID_EventCallback(USBH_HandleTypeDef *phost)
{
    HID_TypeTypeDef hidType;
    uint8_t* unknown_info;

    hidType = USBH_HID_GetDeviceType(phost);
    if(hidType == HID_UNKNOWN){
    	unknown_info = USBH_HID_GetUnknownInfo(phost);
    	for(int i = 0; i < sizeof(gamepad_data); i ++){
    		gamepad_data[i] = unknown_info[i];
    	}
    }
}

を書いてください。

Let's read ゲームパッド

配線

F446RE	Type-A
VDD	VCC
PA12	D+
PA11	D-
GND	GND

こんな感じ

DirectInputにするのを忘れずに

実行

デバッグを開始し、Live Expressionにgamepad_dataと入力して中身を見ると、ゲームパッドの各データをあります。比較的わかりやすいデータ構造なので各自で解読して使ってください。