基于STM32的USB設(shè)計(jì) （單片機(jī)程序篇）
首先，我們來(lái)看看usb的工作過(guò)程。
當(dāng)usb設(shè)備接入到主機(jī)時(shí)，主機(jī)開(kāi)始枚舉usb設(shè)備，并向usb設(shè)備發(fā)出指令要求獲取usb設(shè)備的相關(guān)描述信息，其中包括設(shè)備描述(device descriptor)、配置描述(configuration descriptor)、接口描述(interface descriptor)、端點(diǎn)描述(endpoint descriptor)等。這些信息是通過(guò)端點(diǎn)0(endpoint 0)傳送到主機(jī)的。獲取各種描述信息后，操作系統(tǒng)會(huì)為其配置相應(yīng)的資源。這樣主機(jī)就可以與設(shè)備之間進(jìn)行通信了。
usb通訊有四種通訊方式控制(control)、中斷(interrupt)、批量(bulk)和同步( synchronous)。usb通訊是通過(guò)管道(pipe)實(shí)現(xiàn)的。管道是一個(gè)抽象的概念，指的是主機(jī)與設(shè)備之間通訊的虛擬鏈路。不如說(shuō)一個(gè)usb通訊 主機(jī)A和設(shè)備B，其中有bulk in(批量輸入)、bulk out(批量輸出)、control out(控制輸出)三種通訊方式，那么A與B之間的通訊管道就有三個(gè)。(這里明確一個(gè)概念，在usb通信中數(shù)據(jù)流向都是相對(duì)設(shè)備來(lái)說(shuō)的，in表示設(shè)備向主 機(jī)傳送數(shù)據(jù)，out表示表示主機(jī)箱設(shè)備傳輸數(shù)據(jù))。在設(shè)備一端，每個(gè)管道對(duì)應(yīng)一個(gè)端點(diǎn)，端點(diǎn)配置相關(guān)的寄存器和緩沖區(qū)。在通訊之前需對(duì)端點(diǎn)進(jìn)行相關(guān)設(shè)置。 在通信中，只需向緩沖寫或讀數(shù)據(jù)，并置位相關(guān)比特位即可。
下面具體從usb的中斷輸入輸出來(lái)講述基于keil C mdk開(kāi)發(fā)環(huán)境的stm32的USB接口單片機(jī)程序設(shè)計(jì)。值得一提的是，st或相關(guān)公司給我們提供許多封裝函數(shù)和相關(guān)例子，我們可以根據(jù)其中的例子并進(jìn)行修改即可實(shí)現(xiàn)我們自己需要的usb通訊程序。
1.usb描述符配置
從上面的講述可以看出，usb描述符是usb通訊的前提。主機(jī)必須先了解設(shè)備后才能與其進(jìn)行通訊。在st提供的例子中，描述符都在usb_des.c文件進(jìn)行定義，下面就其中的Joystick例子說(shuō)明usb描述負(fù)的配置。
1.1設(shè)備描述符
const u8 Joystick_DeviceDescriptor[JOYSTICK_SIZ_DEVICE_DESC] =
{
0x12, /*本描述長(zhǎng)度*/
USB_DEVICE_DESCRIPTOR_TYPE, /*指明為設(shè)備描述符*/
0x00,
0x02,
0x00,
0x00,
0x00,
0x40, /*最大數(shù)據(jù)包大小為64字節(jié)(對(duì)于端點(diǎn)0而言)*/
0x84, /*生產(chǎn)商ID*/
0x19,
0x06, /*產(chǎn)品ID*/
0x04,
0x00,
0x02,
1,
2,
3,
0x01 /*配置描述符數(shù)目*/
}
設(shè)備描述符兩個(gè)重要參數(shù)是生產(chǎn)商ID和產(chǎn)品ID，主機(jī)將根據(jù)以上兩個(gè)ID為設(shè)備選擇相應(yīng)驅(qū)動(dòng)程序。在我們的應(yīng)用中，我們一般只需修改例子中的這兒兩個(gè)參數(shù)即可完成設(shè)備描述符的設(shè)置。
1.2配置描述符
const u8 Joystick_ConfigDescriptor[JOYSTICK_SIZ_CONFIG_DESC] =
{
0x09,
USB_CONFIGURATION_DESCRIPTOR_TYPE,
JOYSTICK_SIZ_CONFIG_DESC,
0x00,
0x01, /*接口數(shù)目*/
0x01, /*Set_Configuration命令所需要的參數(shù)值*/
0x00, /*描述該配置的字符串的索引值*/
0xE0, /*供電模式的選擇，bus供電、自供電、支持wakeup*/
0x32, /*最大供電電流*/
/************** 接口1配置****************/
0x09,
USB_INTERFACE_DESCRIPTOR_TYPE,
0x00, /*接口編號(hào)*/
0x00,
0x02, /*端點(diǎn)數(shù)*/
0x00,
0x00,
0x00,
0, /*接口描述符索引值*/
/******************** 端點(diǎn)1輸出描述********************/
0x07,
USB_ENDPOINT_DESCRIPTOR_TYPE,
0x81, /*端點(diǎn)地址，b.7表示方向(1為in，0為out)b.0-b.3為端點(diǎn)標(biāo)號(hào)*/
0x03, /*端點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸方式*/
0x08, /*最大數(shù)據(jù)包大小*/
0x00,
0x20,
/******************** 端點(diǎn)1輸入描述********************/
0x07,
USB_ENDPOINT_DESCRIPTOR_TYPE,
0x01, /*端點(diǎn)地址*/
0x03, /*端點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸方式*/
0x40, /*最大數(shù)據(jù)包大小*/
0x00,
0x20,
}
配置描述符中包括了接口、端點(diǎn)的配置。如果設(shè)備為HID設(shè)備，在配置描述符中還應(yīng)加入HID描述，具體描述可以參照J(rèn)oystick例子的配置。
還有一些其他配置可以參可相關(guān)資料與例子加以理解。
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