USB开发-----实现USB Audio 带Feedback端点，录音播放
2024-05-15 01:10:02
文章目录
- 一、USB Audio的配置描述符
- 二、描述符的结构
- 三、关于反馈端点的几个说明
- 1.计算10.14格式采样率代码（audio 1.0）
- 2.计算16.16格式采样率代码（audio 2.0）
- 3.其它相关说明
- 四、关于STM32实现USB Audio的相关说明
- 1. 一些重要的函数，经常要修改的。
- 2.最好不使用USBD_malloc分配数据，有可能失败。
- 3.新增端点时的操作
- 五、资料下载与技术讨论
本使使用的是stm32F105开发，带USB OTG FS接口
一、USB Audio的配置描述符
__ALIGN_BEGIN static uint8_t USBD_AUDIO_CfgDesc[USB_AUDIO_CONFIG_DESC_SIZ] __ALIGN_END =
{/* Configuration 1 */0x09, /* bLength */USB_DESC_TYPE_CONFIGURATION, /* bDescriptorType */LOBYTE(USB_AUDIO_CONFIG_DESC_SIZ), /* wTotalLength 109 bytes*/HIBYTE(USB_AUDIO_CONFIG_DESC_SIZ), 0x03, //NumInterfaces:3 0x01, //ConfigurationValue 0x00, //Configuration String 0x80, //Attributes:Bus Power 0xfa, //MaxPower = 0xfa*2ma /**********************Audio Interface Descriptor(No.0):0x04**********************///第一个接口，控制接口0x09, //Length 0x04, //DescriptorType:Inerface 0x00, //InterfaceNum:0 0x00, //AlternateSetting:0 0x00, //NumEndpoint:0 0x01, //InterfaceClass:audio 0x01, //InterfaceSubClass:audio ctl0x00, //InterfaceProtocol 0x00, //Interface String /*******************AC Header of Interface Descriptor:0x24 0x01*************************/ 0x0a, //Length 0x24, //DescriptorType:audio interface descriptor 0x01, //DescriptorSubType:audio control header 0x00,0x01, //bcdADC:audio Device Class v1.00 0x48, 0x00, //TotalLength:0x0048 （这个长度应该是特性单元跟Terminal描述符的总长度，包括自己 Total size of class specific descriptors.） 0x02, //InCollection:2 AudioStreaming interface 0x01, //InterfaceNr(2) - AS #1 id AudioStreaming interface 2 belongs to this AudioControl interface 0x02, //InterfaceNr(1) - AS #2 id AudioStreaming interface 1 belongs to this AudioControl interface /******************* AC Specific type of Input Terminal:0x24 0x02*************************/ //ID10x0c, //Length 0x24, //DescriptorType:audio interface descriptor 0x02, //DescriptorSubType:Input Terminal 0x01, //TerminalID:0x01 0x01,0x02, //TerminalType:USB Microphone 0x00, //AssocTerminal 0x02, //NrChannels:2 channel 0x03, 0x00, //ChannelConfig:Left Front,Right Front, 0x00, //ChannelName String 0x00, //Terminal String /*******************Audio Class Specific type of Feature Unit:0x24 0x06*************************/ //ID20x0a, //Length 0x24, //DescriptorType:audio interface descriptor0x06, //DescriptorSubType:Audio Feature Unit 0x02, //UnitID:0x02 0x01, //SourceID:1 #Microphone IT 0x01, //ControlSize:1 byte 0x01, //Controls:Mute 0x02, //Controls(0):Volume 0x02, //Controls(1):Volume 0x00, //Feature String /*******************Audio Class Specific type of Output Terminal:0x24 0x03*************************/ //ID30x09, //Length 0x24, //DescriptorType:audio interface descriptor 0x03, //DescriptorSubTYpe:Output Terminal 0x03, //TerminalID:0x03 0x01,0x01, //TerminalType:USB Streaming 0x00, //AssocTerminal:ID 0 0x02, //SourceID:2 #Feature UNIT （ID 2作为控制microphone音量 - by ywj) 0x00, //Terminal String /******************* Audio Class Specific type of Input Terminal:0x24 0x02*************************/ //ID40x0c, //Length 0x24, //DescriptorType:audio interface descriptor0x02, //DescriptorSubType:Input Terminal 0x04, //TerminalID:0x04 0x01,0x01, //TerminalType:USB Streaming 0x00, //AssocTerminal 0x02, //NrChannels:2 channel 0x03,0x00, //ChannelConfig:Left Front,Right Front, 0x00, //ChannelName String 0x00, //Terminal String /*******************Audio Class Specific type of Feature Unit:0x24 0x06*************************/ //ID50x0a, //Length 0x24, //DescriptorType:audio interface descriptor0x06, //DescriptorSubType:Audio Feature Unit 0x05, //UnitID:0x05 0x04, //SourceID:4 #USB Streaming IT 0x01, //ControlSize:1 byte 0x01, //Controls:Mute, 0x02, //Controls(0):Volume 0x02, //Controls(1):Volume 0x00, //Feature String /*******************Audio Class Specific type of Output Terminal:0x24 0x03*************************/ //ID60x09, //Length 0x24, //DescriptorType:audio interface descriptor0x03, //DescriptorSubTYpe:Output Terminal 0x06, //TerminalID:0x06 0x01, 0x03, //TerminalType:Speaker 0x00, //AssocTerminal: 0x05, //SourceID:5 #Feature UNIT (ID 5作为控制speak音量 - by ywj) 0x00, //Terminal String/*****************Audio Recorder Interface descriptor(No.1):0x04***********************/ //录音部分 - audioStreaming interface 1//Operational Alternate Setting 00x09, //Length 0x04, //DescriptorType:Interface 0x01, //InterfaceNum:1 0x00, //AlternateSetting:0 0x00, //NumEndpoint:0 0x01, //InterfaceClass:audio 0x02, //InterfaceSubClass:audio streaming0x00, //InterfaceProtocol 0x00, //Interface String /*****************Audio Recorder Interface descriptor(No.1):0x04***********************/ //Operational Alternate Setting 10x09, //Length 0x04, //DescriptorType:Interface 0x01, //InterfaceNum:1 0x01, //AlternateSetting:1 0x01, //NumEndpoint:1 0x01, //InterfaceClass:audio 0x02, //InterfaceSubClass:audio streaming0x00, //InterfaceProtocol 0x00, //Interface String /*******************AS descriptor subtype Descriptor:0x24 0x01*************************/ 0x07, //Length 0x24, //DescriptorType:audio interface descriptor 0x01, //DescriptorSubType:AS_GENERAL 0x03, //TerminalLink:#3USB USB Streaming OT //Linked to USB Streaming In Terminal 0x00, //Delay:0 接口延时 0x01,0x00, //FormatTag:PCM /****************** Audio Class Specific type I format INTERFACE Descriptor: 0x24 0X02 ***********/ //设置音频流的格式0x0b, //Length 0x24, //DescriptorType:audio interface descriptor0x02, //DescriptorSubType:Format_type 0x01, //FormatType:Format type 1 0x02, //NumberOfChanne:2 0x03, //SubframeSize:2byte 24, //BitsResolution:16bit 0x01, //SampleFreqType:One sampling frequency. AUDIO_SAMPLE_FREQ(USBD_AUDIO_FREQ), //采样率两个字节 /******************************* Audio Recorder IN ENDPOINT descriptor: 0x05 *******************************/0x09, //Length 0x05, //DescriptorType:endpoint descriptor 0x82, //EndpointAddress:Input endpoint 2 0x01 | 0x04 | (0x2 << 4U),AUDIO_PACKET_SZE(AUDIO_OUT_PACKET), 0x01, //Interval 0x00,0x00, /******************************* Audio Class Specific ENDPOINT Descriptor: 0x25 0x01*******************************/ 0x07, //Length 0x25, //DescriptorType:audio endpoint descriptor 0x01, //DescriptorSubType:audio endpiont general 0x00, //Attributes:0x00........ 0x00, //LockDelayUnits 0x00,0x00, //LockDelay /***********************Audio Speaker Interface descriptor(No.2):0x04*****************************/ //播放部分开始0x09, //Length 0x04, //DescriptorType:Interface 0x02, //InterfaceNum:2 0x00, //AlternateSetting:0 0x00, //NumEndpoint:0 0x01, //InterfaceClass:audio 0x02, //InterfaceSubClass:audio streaming0x00, //InterfaceProtocol 0x00, //Interface String /***********************Audio Speaker Interface descriptor(No.2):0x04*****************************/ 0x09, //Length 0x04, //DescriptorType:Interface 0x02, //InterfaceNum:2 0x01, //AlternateSetting:1 0x02, //NumEndpoint:2 //这里包括一个反馈端点 0x01, //InterfaceClass:audio 0x02, //InterfaceSubClass:audio streaming0x00, //InterfaceProtocol 0x00, //Interface String /*******************AS_GENERAL descriptor subtype Descriptor:0x24 0x01*************************/ 0x07, //Length 0x24, //DescriptorType:audio interface descriptor0x01, //DescriptorSubType:AS_GENERAL 0x04, //TerminalLink:#4 USB Streaming IT 0x01, //Delay:1 0x01,0x00, //FormatTag:PCM /****************** Audio Class Specific type I format INTERFACE Descriptor: 0x24 0X02 ***********/ 0x0b, //Length 0x24, //DescriptorType:audio interface descriptor0x02, //DescriptorSubType:Format_type 0x01, //FormatType:Format type 1 0x02, //NumberOfChanne:1 0x03, //SubframeSize:3byte 24, //BitsResolution:24bit 0x01, //SampleFreqType:One sampling frequency. AUDIO_SAMPLE_FREQ(USBD_AUDIO_FREQ), /******************************* Audio Speaker OUT ENDPOINT descriptor: 0x05 *******************************/ //播放端点描述符 0x09, //Length 0x05, //DescriptorType:endpoint descriptor 0x01, //EndpointAddress:Output endpoint 01 0x01 | 0x04, //Attributes:0x05,Isochronous,Synchronization Type(Asynchronous)......... AUDIO_PACKET_SZE(AUDIO_OUT_PACKET), 0x01, //Interval AUDIO_OUT_PACKET 0x00, //没有使用0x81, //这个值是反馈端点的端点号 bSynchAddress：同步端点的地址/******************************* Audio Class Specific ENDPOINT Descriptor: 0x25 0x01*******************************/ 0x07, //Length 0x25, //DescriptorType:audio endpoint descriptor 0x01, //DescriptorSubType:audio endpiont general 0x00, //Attributes:0x00............. 0x00, //LockDelayUnits 0x00,0x00, //LockDelay //反馈端点描述符/******************************* Audio feedback IN ENDPOINT descriptor: 0x05 *******************************/0x09, /* bLength */0x05, /* bDescriptorType */AUDIO_FEEDBACK_EP,0x01 | 0x04 | 0x10, /* Types -Transfer: ISOCHRONOUSSync: AsyncUsage: Feedback EP */0x04, /* wMaxPacketSize */0x00, /* wMaxPacketSize */0x03, /* interval polling(2^x ms) */0x05, //这个字节也是有用的，好像是控制时间的。0x00,} ;
二、描述符的结构
下图从usb audio 1.0的规范里截取.规范的最后面有相关的描述符例程.
三、关于反馈端点的几个说明
1.计算10.14格式采样率代码（audio 1.0）
这里反馈端点反馈的数据是3个字节的。
/*该设备为：44.1K采样率，10.14格式*/
uint8_t audioFeedBackBuffer[4] = {0x40,0x06,0x0b};
void SetFeedBackSampleRate(uint32_t Rata)
{Rata = ((Rata / 1000) << 14) | ((Rata % 1000) << 4);audioFeedBackBuffer[0] = Rata;audioFeedBackBuffer[1] = Rata>>8;audioFeedBackBuffer[2] = Rata>>16;
}
2.计算16.16格式采样率代码（audio 2.0）
这部分代码是 通过USB声卡反推出来的，实测可以用。感觉跟USB2.0规范描述不一样。
这里反馈端点反馈的数据是4个字节的。
uint8_t audioFeedBackBuffer[4];
void SetFeedBackSampleRate(uint32_t Rata)
{Rata = ((Rata / 1000) << 13) | ((Rata % 1000) << 3);audioFeedBackBuffer[0] = Rata;audioFeedBackBuffer[1] = Rata>>8;audioFeedBackBuffer[2] = Rata>>16;audioFeedBackBuffer[4] = Rata>>24;
}
3.其它相关说明
- 反馈端点描述符增加时，不要忘记在接口描述符中修改接口所使用的端点数量。要增加一个。
- 反馈端点没有数据发送完成中断（至少stm32跟RT1052是这样子的），也就是说主动反馈，不会收到发送完成中断。
- 使用反馈端点时，端点描述符要0x09字节的长度，最后一个字节也要改成反馈端点的地址。
- 反馈端点描述符好像是倒数第二字节用于计算主机访问时间的。
四、关于STM32实现USB Audio的相关说明
1. 一些重要的函数，经常要修改的。
USBD_AUDIO_Init,USBD_AUDIO_DeInit,USBD_AUDIO_Setup,USBD_AUDIO_EP0_TxReady,USBD_AUDIO_EP0_RxReady,USBD_AUDIO_DataIn,USBD_AUDIO_DataOut,USBD_AUDIO_SOF,USBD_AUDIO_IsoINIncomplete,USBD_AUDIO_IsoOutIncomplete,USBD_AUDIO_GetCfgDesc,USBD_AUDIO_GetCfgDesc,USBD_AUDIO_GetCfgDesc,USBD_AUDIO_GetDeviceQualifierDesc,
2.最好不使用USBD_malloc分配数据，有可能失败。
pdev->pClassData = USBD_malloc(sizeof(USBD_AUDIO_HandleTypeDef));
3.新增端点时的操作
1、USBD_AUDIO_Init 函数中打开端点 USBD_LL_OpenEP（）；
2、USBD_AUDIO_DeInit函数中关闭端点 USBD_LL_CloseEP（）；
3 、USBD_LL_Init 配置端点的缓冲区。HAL_PCDEx_SetTxFiFo、HAL_PCDEx_SetRxFiFo
4 、关于IN端点提交数据(有时候多次提交没有发送成功,应该会占用缓冲区.需要用HAL_PCD_EP_Flush清除下)
HAL_PCD_EP_Flush(pdev->pData, AUDIO_IN_EP); HAL_PCD_EP_Transmit(pdev->pData,AUDIO_IN_EP,(uint8_t *)&dump_buffer[0],288);
五、资料下载与技术讨论
由于百度网盘会更新,可以进群看QQ公告.所以资料都会在同一个地址分享.
QQ:872180981
群号:339420387
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