USB-HHID 驱动例程

简介

本文档介绍在 Titan Board 上使用 RA8 系列 MCU 的 USB Host HID（HHID）模块（r_usb_hhid） 实现 USB 键盘识别与按键输入采集的完整示例。USB HID 是 Universal Serial Bus 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。

USB HHID 简介

1. 概述

USB HID（Human Interface Device） 是 USB 协议中定义的一类设备，用于实现人与计算机之间的交互。

常见的 HID 设备 包括：

键盘（Keyboard）
鼠标（Mouse）
游戏手柄（Gamepad）
触摸屏（Touch Screen）
消费类控制器（音量调节键、媒体键）

USB HHID（Host HID） 通常指 主机（Host）端对 HID 类设备的支持，即 MCU 或嵌入式系统作为 USB 主机，能够识别、管理和通信 HID 设备。

2. HID 协议特点

即插即用（Plug and Play）：无需额外驱动，主机操作系统（Windows、Linux、RTOS 等）一般自带 HID 类驱动。
基于报告描述符（Report Descriptor）：设备通过 HID 报告描述符（HID Report Descriptor）告诉主机其数据格式。
低带宽占用：典型使用 USB Interrupt Transfer（中断传输），数据量小、延迟低，适合人机交互。
跨平台支持：标准化协议，广泛适用于 PC、嵌入式系统、移动设备。

3. 数据通信方式

HID 通信基于 端点（Endpoint）：

控制端点（Endpoint 0）：用于设备枚举、描述符传输。
中断端点（Interrupt Endpoint）：主要用于 HID 数据传输，典型的 Polling 方式。

HID 数据流：

设备连接 → 主机通过 USB 控制传输读取设备描述符。
解析 HID 报告描述符 → 获取数据格式定义。
周期性轮询（Polling） → 主机定期从 HID 设备获取输入报告（Input Report）。
可选输出（Output Report） → 主机向 HID 设备发送控制数据，例如 LED 灯状态。

4. HID 设备分类

输入设备：键盘、鼠标、触摸板、手柄。
输出设备：LED 灯、力反馈设备。
复合设备：例如带按键的鼠标，同时有指针输入和按钮输入。

5. 应用场景

嵌入式系统调试：MCU 作为 USB Host，支持接入键盘/鼠标，用于人机交互。
工业控制：接入条码扫描枪、专用控制手柄，提高设备操作便利性。
医疗设备：通过标准化接口接入输入装置。
消费电子：智能电视、机顶盒通过 USB Host 接口支持遥控器或游戏手柄。

RA8 系列 USB HHID 模块简介

1. 模块定位与功能

USB Host Controller 支持：支持 USB Host 模式（Full-Speed / High-Speed，取决 MCU 硬件），负责总线层枚举、USB 事务调度、端点管理、USB 供电控制等。
HHID 类驱动职责：实现 USB HID class（0x03）中键盘（SubClass Boot、Protocol Keyboard）解析逻辑，完成：枚举后查找 IN 中断端点、提交周期性中断传输、解析 HID 报告描述符或使用 Boot Protocol、解码按键码并上报事件。
传输类型：采用 Interrupt IN（周期性）从键盘读取输入报告；也支持 control transfer（获取 descriptor、切换协议等）。
事件分发：将解析出的按键事件（make/break，修饰键状态）通过回调、消息队列或 RT-Thread 设备/传感器框架上报给上层应用。