🛠 Transformer la carte en clavier USB HID avec TinyUSB

Objectifs

Le RP2040 intègre un contrôleur USB 1.1 full-speed device ET host (datasheet, key features) — aucune puce externe nécessaire. Avec TinyUSB (la pile USB embarquée dans le Pico SDK, github.com/hathach/tinyusb), ta carte générique peut se faire passer pour un clavier HID : le bouton GP2 enfoncé envoie la touche « A » à n'importe quel PC, sans driver. C'est la base des raccourcis matériels, déclencheurs de présentation et autres ponts série→HID.

Matériel

• 1 × carte RP2040 générique avec broche USB reliée (les Zero exposent USB par le connecteur d'origine)
• 1 × bouton entre GP2 et GND
• Pico SDK ≥ 1.5 avec la lib pico_sdk_init + TinyUSB : copie le template pico_sdk/examples/lib_pico_stdlib puis ajoute pico_sdk_init et tinyusb_board/tinyusb_device via pico_sdk_init + include(../../lib/tinyusb/src/tinyusb.cmake) — la voie simple est de copier l'exemple officiel tinyusb/01_device_hello du dépôt raspberrypi/pico-examples et de passer à 00_hid_keyboard-style (HID) ; la doc d'installation TinyUSB : raspberrypi/pico-sdk lib/tinyusb

Code complet

// hid_clavier.c — squelette HID clavier (inspiré de la pile TinyUSB)
#include "pico/stdlib.h"
#include "tusb.h"

#define BTN 2

// descripteur de rapport clavier standard (boot protocol, 8 octets)
#define REPORT_ID_KEYBOARD 1
static const uint8_t hid_desc[] = TUD_HID_REPORT_DESC_KEYBOARD(HID_REPORT_ID(REPORT_ID_KEYBOARD));

const uint8_t desc_cfg[TUD_CONFIG_SIZE(1) + TUD_HID_DESC_SIZE(1)] = {
    TUD_CONFIG_DESCRIPTOR(1, 1, 0, TUD_CONFIG_DESC_LEN, 0, 100),
    TUD_HID_DESCRIPTOR(0, 0, HID_ITF_PROTOCOL_KEYBOARD, sizeof(hid_desc),
                       0x81, sizeof(hid_desc), 10),   // EP 0x81, 10 ms
};
uint8_t const *tud_hid_descriptor_report_cb(uint8_t itf) { (void)itf; return hid_desc; }
uint16_t tud_hid_get_report_cb(uint8_t itf, uint8_t report_id, hid_report_type_t t, uint8_t *b, uint16_t len) { (void)itf;(void)report_id;(void)t;(void)b;(void)len; return 0; }
void tud_hid_set_report_cb(uint8_t itf, uint8_t report_id, hid_report_type_t t, uint8_t const *b, uint16_t len) { (void)itf;(void)report_id;(void)t;(void)b;(void)len; }

int main(void) {
    gpio_init(BTN); gpio_set_dir(BTN, GPIO_IN); gpio_pull_up(BTN);
    tusb_init;
    uint8_t prev = 1;
    while (true) {
        tud_task;                       // fait tourner la pile USB
        uint8_t now = gpio_get(BTN);
        if (tuh_mounted(0) || tud_mounted) {
            if (now != prev) {            // front : envoyer touche 'A' puis relâcher
                hid_keyboard_report_t press = {0, 0, {HID_KEY_A, 0, 0, 0, 0, 0}, 0};
                hid_keyboard_report_t rel   = {0, 0, {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0}, 0};
                tud_hid_report(REPORT_ID_KEYBOARD, &press, sizeof(press));
                sleep_ms(10);
                tud_hid_report(REPORT_ID_KEYBOARD, &rel, sizeof(rel));
                prev = now;
            }
        }
    }
}

Vérification attendue

Branche la carte : le PC voit un périphérique clavier (pas de port série, pas de pilote). Ouvre un éditeur de texte, appuie sur GP2 : un « a » est tapé. lsusb (Linux) ou le Gestionnaire de périphériques (Windows) liste un appareil HID. C'est la preuve que l'énumération USB device complète (descripteurs, endpoint 0x81, protocole keyboard) fonctionne.

Erreurs fréquentes

• Coder l'application avant que tud_task tourne : sans appel régulier de la pile, l'énumération échoue et le PC affiche « périphérique inconnu ».
• Oublier le rapport de relâchement : le PC voit une touche restée enfoncée (répétition infinie de « a ») — envoie toujours press puis release.
• Descripteur de rapport incohérent avec la trame envoyée : Windows est strict, le device est rejeté — garde le descripteur standard TUD_HID_REPORT_DESC_KEYBOARD.
• Confondre tud_mounted (on est device, l'hôte nous a ouverts) et tuh_mounted (on est host) : en device simple, seul le premier a du sens.
• La carte « disparaît » quand tu branches aussi le debug USB : deux contrôleurs USB natifs sur un même PC, deux énumérations — un seul câble suffit pour tester.
• Boot protocol vs rapport complet : certains BIOS ne parlent que le protocole de boot 8 octets — le descripteur standard ci-dessus est compatible les deux.
• 12 Mbit/s seulement : l'USB du RP2040 est full-speed (12 Mbit/s max), largement suffisant pour du HID, jamais pour de la webcam.