STM32U5 USBx CustomHID 双向通信实战教程

STM32U5 系列已经全面改用 Azure RTOS USBx 协议栈，老版 ST USB Device 库不再支持。很多工程师想做 CustomHID 双向透传，却找不到例程、看不懂 USBx、配置完跑不起来。

ST 官方 LAT1350 应用笔记专门解决这个问题：从零开始，用 CubeMX + USBx 实现 CustomHID 64Byte 双向通信。本文把配置、代码、回调、收发逻辑全部整理成可直接复刻的工程步骤。

资料获取：【应用笔记】LAT1350 基于 STM32U5创建USBx_CustomHID通信

1. 先说重点：STM32U5 USB 生态变化

STM32U5 不再使用旧 ST USB Device 库
必须用 Azure RTOS USBx（ThreadX 内核）
官方缺少 CustomHID 双向示例
LAT1350 就是补全这个缺口的实战教程

适用型号：STM32U5xx 全系列

2. CustomHID 双向通信基础（看懂再动手）

使用 3 个端点
1. EP0：控制端点（枚举、描述符）
2. EP1(IN)：设备 → PC 上传
3. EP2(OUT)：PC → 设备下发
数据包大小：64 字节
通信方式：中断传输
双向同时支持：IN + OUT 必须同时使能

3. CubeMX 完整配置（一步不错）

3.1 开启 USB_OTG_FS

Mode：Device Only
VBUS：Disable（如果不需要）

3.2 时钟配置

确保 48MHz USB 时钟稳定
来源：HSI / PLL

3.3 开启 ThreadX + USBX

选择：UX Device
开启：Custom HID
使能：UX_DEVICE_BIDIRECTIONAL_ENDPOINT_SUPPORT

3.4 CustomHID 关键参数

EP_IN：1
EP_OUT：2
Packet Size：64
Interval：5ms
使能：INTERRUPT OUT SUPPORT

3.5 描述符配置

VID/PID 自定义
打开：USBD_FRAMEWORK_BUILDER

4. USBx CustomHID 核心 API（必须记住）

ux_device_class_hid_event_set：设备发数据（IN）
ux_device_class_hid_receiver_event_get：设备收数据（OUT）
ux_device_class_hid_receiver_event_free：释放接收缓存
USBD_Custom_HID_Activate：HID 激活回调
USBD_Custom_HID_SetReport：PC 发送数据时触发

5. 工程代码 4 步写完

5.1 激活 HID 实例

VOID USBD_Custom_HID_Activate(VOID *hid_instance)
{
    hid_custom = (UX_SLAVE_CLASS_HID*)hid_instance;
}

5.2 接收 PC 数据（EP2 OUT）

VOID USBD_Custom_HID_SetReport(...)
{
    if(ux_device_class_hid_receiver_event_get(
        hid_custom, &hid_received_event) == UX_SUCCESS)
    {
        // 读到数据：hid_received_event 缓冲区
        memcpy(RecvBuf, ... , len);

        ux_device_class_hid_receiver_event_free(hid_custom);
    }
}

5.3 定时发送数据给 PC（EP1 IN）

VOID usbx_cutomhid_thread_entry(ULONG thread_input)
{
    while(1) {
        if (设备已配置 && hid_custom != NULL)
        {
            // 填充 64 字节
            hid_custom_event.buffer[0] = 0xAA;
            ...

            ux_device_class_hid_event_set(hid_custom, &hid_custom_event);
            tx_thread_sleep(MS_TO_TICK(1000));
        }
        else
            tx_thread_sleep(50);
    }
}

5.4 添加自定义 HID 报告描述符

0x06,0x00,0xFF, // 厂商自定义页
0x09,0xFF,       // 厂商自定义命令
0xA1,0x01,       // 应用集合
// INPUT 64 字节
// OUTPUT 64 字节
0xC0             // end collection

6. 测试结果（LAT1350 实测）

设备每 1 秒主动上传 64 字节：正常
PC 向 EP2 发任意数据：设备正常接收
双向同时通信：无丢包、无乱序

7. 最容易踩的 5 个坑

没开 OUT 端点 → 只能发不能收
没开启双向支持宏 → 接收回调不进
没调用 receiver_event_free → 只能收一次
报告描述符错误 → PC 识别异常
线程没跑、队列没初始化 → 不发数据

STM32U5 用 USBx 做 CustomHID 双向通信，只要：CubeMX 打开双向 + 实现 Activate/SetReport + 定时发送 + 正确报告描述符。就能稳定实现 64 字节双向透传。