基于stm32和mpu9250的usb hid鍵盤、鼠標(biāo)、游戲控制器

項(xiàng)目介紹

1、方案主題：基于STM32+MPU9250的重力感應(yīng)游戲控制器

2、方案功能：使用STM32CubeMX配置了Nucleo-L476RG，開發(fā)了USB HID復(fù)合設(shè)備用于體感游戲控制，板載STM32L476RG ARM核微控制器支持USB2.0 全速設(shè)備，通過(guò)I2C讀取九軸姿態(tài)傳感器-MPU9250（三軸加速度、三軸陀螺儀、三軸磁力計(jì)），使用高效的傳感器數(shù)據(jù)融合算法、姿態(tài)解算算法，實(shí)現(xiàn)體感控制PC游戲，精度高，超低延遲，可作為虛擬自行車等控制器，支持硬件定制。

硬件：帶USB控制器的STM32都可以，我這里使用的是Nucleo-L476RG，芯片是STM32L476RG，支持USB2.0全速模式，其中
PA12---->USB_DP
PA11---->USB_DM

軟件：使用STM32CubeMX配置
直接用USB線連接到電腦USB即可，按照USB規(guī)范，USB線里面的綠線為DP(D+)，白線為DM(D-)，全速設(shè)備是要在DP線加上拉1.5K電阻的，由于STM32的USB外設(shè)內(nèi)部有這個(gè)電阻，因此無(wú)需外加上拉電阻。
配置過(guò)程不解釋了，查看附件的PDF文檔即可

工作原理介紹

1、硬件組成與介紹：

Demo板采用了Nucleo-L476RG板卡，板載STM32L476RG高性能ARM Cortex-M4內(nèi)核MCU，主頻高達(dá)80MHz，1MB Flash、128KB SRAM，支持浮點(diǎn)DSP；8個(gè)輕觸按鍵連接到了STM32的GPIO；MPU9250采用GY-91模塊，通過(guò)I2C接口連接到STM32，MPU9250由應(yīng)美盛（InvenSense）出品，是MPU6050的升級(jí)版，第二代9軸組合傳感器將6軸慣性測(cè)量單元（三軸加速度計(jì)+三軸陀螺儀）和三軸軸磁力計(jì)集成于3 mm x 3 mm QFN封裝中。

2、此項(xiàng)目中STM32的功能：

通過(guò)I2C接口采集傳感器數(shù)據(jù)；強(qiáng)大的運(yùn)算性能和浮點(diǎn)DSP的支持保證了數(shù)據(jù)融合、姿態(tài)解算等算法的高效、準(zhǔn)確運(yùn)行；控制LED作為狀態(tài)指示；掃描按鍵狀態(tài)；通過(guò)USB接口與PC機(jī)通信。

3、軟件流程介紹：

采用前后臺(tái)系統(tǒng)，主要分為三大部分，一是外設(shè)初始化，二是數(shù)據(jù)處理，三是業(yè)務(wù)邏輯處理。使用STM32CubeMX配置生成了USB HID復(fù)合設(shè)備，是一個(gè)USB鍵盤和USB鼠標(biāo)、2個(gè)游戲Pad，配置方法和測(cè)試工程源碼點(diǎn)我。或者“相關(guān)文件”直接下載

如下圖，可看到USB枚舉成功為鍵盤、鼠標(biāo)、游戲控制器復(fù)合設(shè)備。

程序流程圖如下：

實(shí)物與演示

1、實(shí)物圖片與說(shuō)明：

Demo板說(shuō)明：Demo板配置了9個(gè)按鍵，Nucleo板載藍(lán)色按鍵為模式切換按鍵，開機(jī)板載LD2綠色LED快閃表明此時(shí)為鎖定狀態(tài)，控制器不起作用，短按1下，切換到按鍵控制模式，LD2慢閃，再短按切換到體感控制模式，LD2 1s閃爍一次，再按切換到鎖定狀態(tài)；板載4個(gè)大按鍵，依次映射為WASD，4個(gè)小按鍵依次映射為R、shift、鼠標(biāo)左鍵、鼠標(biāo)右鍵。

2、演示視頻：

QQ飛車測(cè)試：

https://player.youku.com/player.php/sid/XMjUyOTY3ND...

坦克世界測(cè)試：

https://player.youku.com/player.php/sid/XMjUyOTY5NT...