STM32的USB例程JoyStickMouse代码分析
https://blog.csdn.net/niepangu/article/details/45081081 本帖最后由 追风 于 2010-12-4 17:30 编辑 一、USB的“JoyStickMouse”例程结构分析 1、例程的结构 (1)底层结构 包括5个文件:usb_core.c(USB总线数据处理的核心文件),usb_init.c,usb_int.c(用于端点数据输入输入中断处理),usb_mem.c(用于缓冲区操作),usb_regs.c(用于寄存器操作)。它们都包含了头文件“usb_lib.h”。在这个头文件中,又有以下定义: #include "usb_type.h" #include "usb_regs.h" #include "usb_def.h" #include "usb_core.h" #include "usb_init.h" #include "usb_mem.h" #include "usb_int.h" usb_lib.h中又包含了七个头文件,其中usb_type.h中主要是用typedef为stm32支持的数据类型取一些新的名称。usb_def.h中主要是定义一些相关的数据类型。 还有一个未包含在usb_lib.h中的头文件,usb_conf.h用于USB设备的配置。 (2)上层结构 上层结构总共5个文件:hw_config.c(用于USB硬件配置)、usb_pwr.c(用于USB连接、断开操作)、usb_istr.c(直接处理USB中断)、usb_prop.c(用于上层协议处理,比如HID协议,大容量存储设备协议)、usb_desc.c(具体设备的相关描述符定义和处理)。 可见,ST的USB操作库结构十分清晰明了,我先不准备直接阅读源代码。而是先利用MDK的软件模拟器仿真执行,先了解一下设备初始化的流程。 2、设备初始化所做的工作 (1)Set_System(void) 这个是main函数中首先调用的函数,它位于hw_config.c文件中。它的主要功能是初始化时钟系统、使能相关的外围设备电源。 配置了JoyStickMouse所用到的5个按键,并且配置了两个EXTI中断,一个是用于把USB从挂起模式唤醒,还有一个用途未知。 (2)USB_Interrupts_Config(); 这个是main函数中调用的第二个函数,它也位于hw_config.c文件中。主要功能是配置USB所用到的中断。 跟踪到代码中,主要设配置了USB低优先级中断和唤醒中断,又有一个EXTI中断功能未知。 (3)Set_USBClock() 这个是main函数中调用的第三个函数,它也位于hw_config.c文件中。它的功能是配置和使能USB时钟。 (4)USB_Init(void) 这个是main函数中调用的第四个函数,它也位于usb_init.c文件中。它初始化了三个全局指针,指向DEVICE_INFO、USER_STANDARD_REQUESTS和DEVICE_PROP结构体。 后面两个是函数指针结构体,里面都是USB请求实现、功能实现的函数指针。 void USB_Init(void) { pInformation = &Device_Info; pInformation->ControlState = 2; pProperty = &Device_Property; pUser_Standard_Requests = &User_Standard_Requests; /* Initialize devices one by one */ pProperty->Init(); } 这三个结构体都是与具体设备枚举和功能实现相关的,定义在usb_prop.c和usb_desc.c文件中。 DEVICE_PROP Device_Property = { Joystick_init, Joystick_Reset, Joystick_Status_In, Joystick_Status_Out, Joystick_Data_Setup, Joystick_NoData_Setup, Joystick_Get_Interface_Setting, Joystick_GetDeviceDescriptor, Joystick_GetConfigDescriptor, Joystick_GetStringDescriptor, 0, 0x40 /*MAX PACKET SIZE*/ }; USER_STANDARD_REQUESTS User_Standard_Requests = { Joystick_GetConfiguration, Joystick_SetConfiguration, Joystick_GetInterface, Joystick_SetInterface, Joystick_GetStatus, Joystick_ClearFeature, Joystick_SetEndPointFeature, Joystick_SetDeviceFeature, Joystick_SetDeviceAddress }; Usb_init()函数调用pProperty->Init()(实质上就是Joystick_init)完成设备的初始化。 上层程序调用下次函数是常规性的操作。而下层函数(usb_init相对于usb_prop是输入底层操作文件)调用上层文件函数我们称之为回调。 回调函数的意义在于同一种操作模式、提供不同的回调函数则可以实现不同的功能。Windows中处理消息,好像也用到了这种模式。 回调函数的实现方法是函数指针数组。这是指针的高级应用。 这是函数的代码: void Joystick_init(void) {/* Update the serial number string descriptor with the data from the unique Get_SerialNum(); pInformation->Current_Configuration = 0; /* Connect the device */ PowerOn(); /* USB interrupts initialization */ _SetISTR(0); wInterrupt_Mask = IMR_MSK; _SetCNTR(wInterrupt_Mask); /* set interrupts mask */ bDeviceState = UNCONNECTED; } 实质上,代码执行到这里,开发板已经可以响应主机发来的数据了。但我还是先把main()函数的代码看完吧。 (5)SysTick_Config(); 这个函数调用主要是为程序中用到的精确延时作配置。 3、进入主循环 进入主循环的工作就两个: Joystick_Send(JoyState())。 JoyState()用来获取按键的状态。 Joystick_Send(JoyState())用来把按键状态发到主机。当然这里真正的发送工作并不是由该代码完成的。它的工作只是将数据写入IN端点缓冲区,主机的IN令牌包来的时候,SIE负责把它返回给主机。 主要代码如下: UserToPMABufferCopy(Mouse_Buffer, GetEPTxAddr(ENDP1), 4); SetEPTxValid(ENDP1); /* enable endpoint for transmission */ 4、中断处理过程大致理解 (1)usb_istr()函数中的中断处理简单分析 有用的代码大概以下几段,首先是处理复位的代码,调用设备结构中的复位处理函数。 wIstr = _GetISTR(); if (wIstr & ISTR_RESET & wInterrupt_Mask) { _SetISTR((u16)CLR_RESET); //清复位中断 Device_Property.Reset(); } 处理唤醒的代码: if (wIstr & ISTR_WKUP & wInterrupt_Mask) { _SetISTR((u16)CLR_WKUP); Resume(RESUME_EXTERNAL); } 处理总线挂起的代码: if (wIstr & ISTR_SUSP & wInterrupt_Mask) { if (fSuspendEnabled) /* check if SUSPEND is possible */ { Suspend(); } else { /* if not possible then resume after xx ms */ Resume(RESUME_LATER); } /* clear of the ISTR bit must be done after setting of CNTR_FSUSP */ _SetISTR((u16)CLR_SUSP); } 处理端点传输完成的代码,这段是最重要的,它调用底层usb_int.c()文件中的CTR_LP()函数来处理端点数据传输完成中断。 if (wIstr & ISTR_CTR & wInterrupt_Mask) { CTR_LP(); /* servicing of the endpoint correct transfer interrupt */ } |
二、STM32处理器的USB接口
1、接口模块的内部结构
在书上有一个很好的USB内部接口模块内部结构图,比较好的解释了各个模块之间的关系,我这里试着用我自己的理解阐述一下吧。
首先在总线端(与D+、D-相连的那一端),通过模拟收发器与SIE连接。SIE使用48MHz的专用时钟。
与SIE相关的的有三大块:CPU内部控制、中断和端点控制寄存器,挂起定时器(这个好像是USB协议的要求,总线在一定时间内没有活动,SIE模块能够进入SUSPEND状态以节约电能),还有包缓冲区接口模块。
说到包缓冲区接口模块,这个对应的含义是,USB设备应该提供USB包缓冲区。这块缓冲区同时受到SIE和CPU核心的控制,用于CPU与SIE共享达到数据传输的目的。
所以CPU通过APB1总线接口访问,SIE通过包缓冲区接口模块访问,中间通过Arbiter来协调访问。
当然我们关注的中心点是控制、中断和端点控制寄存器。我们通过这些寄存器来获取总线传输的状态,控制各个端点的状态,并可以产生中断来让CPU处理当前的USB事件。
CPU可以通过APB1总线接口来访问这些寄存器。它们使用的都是PCLK1时钟。
2、USB模块的寄存器认识
(1)
控制寄存器CNTR
传输完成中断允许位。CTRM,1有效,如果SIE置位传输完成标志,则相应的数据传输完成中断发生。 第15位 |
包缓冲区溢出中断允许位 |
错误中断允许位 |
唤醒中断允许位。WKUPM。1有效,如果唤醒请求标志位置位,则产生唤醒中断。 |
挂起中断允许位。SUSPM,1有效,当总线挂起标志置位时,发生挂起中断。 |
复位中断允许位。RESETM。1有效,软件强制复位和总线复位信号,都能触发复位中断。 |
帧首中断允许位 |
期望帧首中断允许位。ESOFM。它的含义是没有收到帧首信号,允许发生中断。 第8位 |
向主机发送的唤醒请求,RESUME。1有效,主机收到该信号,将唤醒设备。这个由软件置位。 第4位 |
强制挂起控制,FSUSP。1有效。与由于总线无活动引起挂起的效果相同。 |
低功耗模式。前提是先进入挂起状态。由软件设置,一般又硬件复位(被唤醒后自动清零)。 |
断电模式控制位。PDWN。此位为1时,USB模块关闭。 |
强制复位控制。FRES。与总线上的复位信号产生相同的效果。也能产生复位中断. 第0位。 |
(2)
中断状态寄存器ISTR
这个寄存器主要是反映USB模块当前的状态的。第15-8为与控制寄存器的中断允许是意义对应的。相应的标志位置位,且中断未屏蔽,则向CPU发出对应的中断。
CTR标志,数据传输完成后硬件置1. |
PMAOVR标志 |
ERR标志 |
WKUP请求,总线检测到主机唤醒请求时由硬件置位。 |
SUSP请求标志位。 |
RESET请求标志位。 |
SOF帧首标志 |
ESOF,期待帧首标志。 |
DIR传输方向,此位由硬件控制。IN时为0,OUT为1. 第4位。 |
发生数据传输的端点的地址。 |
(3) USB设备地址寄存器
第7位,EF,USB模块允许位。如果EF=0,则USB模块将停止工作。
第6-0位。USB当前使用的地址。复位时为0.
(4)
端点状态和配置寄存器,8个寄存器,支持8个双向端点和16个单向端点。
CTR_RX,正确接收标志位。 第15位。 |
DTOG_RX,用于检测的数据翻转位。一般由硬件自动设置,软件写1可使其手动翻转。 |
STAT_RX,占据两位。 00表示该端点不可用,无回应。 01表示响应STALL 10响应NAK 11表示端点有效,可接收数据。 |
|
SETUP标志。收到SETUP令牌包时置位。用户收到数据后需检查次位。 第11位。 |
EP_TYPE,两位,表示端点类型。 00表示批量端点。 01表示控制端点 10表示等时端点。 11表示中断端点。 |
EP_KIND,端点特殊类型。在EP_TYPE=01时,表示设备期望主机的0字节状态包。 |
|
CTR_TX。 正确发送标志。主机的IN包之后。 第7位。 |
DTOG_TX,用于检测的数据翻转位。一般由硬件自动设置,软件写1可使其手动翻转。 |
STAT_TX,占据两位。 00表示该端点不可用,无回应。 01表示响应STALL 10响应NAK 11表示端点有效,可发送数据。 |
|
端点地址:EA【3:0】,表明该寄存器对应的端点号码。比如1、2号寄存器都可以对应端点1(在双缓冲情况下)。 第3-0位。 |
|||
(5)
端点描述符表相关寄存器
首先有一个描述符表地址寄存器,指明了包缓冲区内端点描述符表的地址。
每一个端点都对应一个描述附表。描述符表也在包缓冲区内。每个端点寄存器对应的描述符表的地址可根据公式计算。
单缓冲、双向的端点描述符表有四项,每项占据两个字节:分别是端点n的发送缓冲区地址、发送字节数、接收缓冲区地址、接收字节数。
了解USB相关寄存器的知识以后,接下来就可以分析“JoyStickMouse”详细的工作过程了。
三、USB的“JoyStickMouse”工作过程详细分析
1、初始化过程叙述
从main()函数开始
(1)Set_System(void)的工作过程
由于这些代码都是采用库代码,所以我主要分析每个代码具体做了什么工作。有些常用、类似的代码这里就不列出来了。
先将RCC部分复位,系统使用内部振荡HSI,8MHz——RCC_DeInit();。
使能HSE——RCC_HSEConfig(RCC_HSE_ON);
设置HCLK = SYSCLK——RCC_HCLKConfig(RCC_SYSCLK_Div1);
设置PCLK2,PCLK1——RCC_PCLK2Config(RCC_HCLK_Div1);
设置PLL,使能PLL——PLL采用HSE,输出=HSE X 9;
RCC_PLLConfig(RCC_PLLSource_HSE_Div1, RCC_PLLMul_9);
系统时钟采用PLL输出——
RCC_SYSCLKConfig(RCC_SYSCLKSource_PLLCLK);
使能PWR控制,目的是为了控制CPU的低功耗模式;
将所有输入口初始化为模拟输入——GPIO_AINConfig();
使能USB上拉控制GPIO端口的时钟,这个端口设置为低电平时,USB外设会被集线器检测到,并报告给主机,这也是设备枚举的开始;
将这个端口的模式设置为开漏输出;
初始化上下左右四个按键为上下拉输入;
配置GPIOG8为EXTI8中断输入引脚,这个是在外部按键输入引起中断。
配置EXTI18中断。这个是发生USB唤醒事件时用。
EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line18; // USB resume from suspend mode
EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Rising;
EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;
EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);
(2)USB_Interrupts_Config(void)的工作过程
设置向量表位置在FLASH起始位置——
NVIC_SetVectorTable(NVIC_VectTab_FLASH, 0x00);
设置优先级分组,1位用于抢占组级别。其余用于子优先级——
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1);
接下来配置、使能了三个中断,包括USB低优先级中断、USB唤醒中断(EXTI18)、和EXTI8(按键控制)中断。
它的优先级设置有些问题,明明只有一位用于抢占优先级。它把EXTI8的抢占优先级设为2。结果在调试时发现,它的抢占优先级仍然是0。
(3)Set_USBClock()的工作过程
这个代码就两句话:
RCC_USBCLKConfig(RCC_USBCLKSource_PLLCLK_1Div5);
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USB, ENABLE);
作用是设置并使能USB时钟,从RCC输出可以看到,USB时钟是48MHz。
(4)USB_Init()的工作过程
void USB_Init(void)
{
pInformation = &Device_Info;
pInformation->ControlState = 2;
pProperty = &Device_Property;
//这个是设备本身支持的属性和方法
pUser_Standard_Requests = &User_Standard_Requests; //这个是主机请求的实现方法。
pProperty->Init();
//回调设备的初始化例程。
}
这个主要是初始化了三个全局结构体指针,pInformation表明当前连接的状态和信息,pProperty表明设备支持的方法,pUser_Standard_Requests是主机请求实现的函数指针数组。
Device_Info是一个结构体,包括11个成员变量。这里是将它的ControlState设为2,意义现在还不十分明了。
typedef struct _DEVICE_INFO
{
u8 USBbmRequestType;
/* bmRequestType */
u8 USBbRequest;
/* bRequest */
u16_u8 USBwValues;
/* wValue */
u16_u8 USBwIndexs;
/* wIndex */
u16_u8 USBwLengths;
/* wLength */
u8 ControlState;
/* of type CONTROL_STATE */
u8 Current_Feature;
u8 Current_Configuration;
/* Selected configuration */
u8 Current_Interface;
/* Selected interface of current configuration */
u8 Current_AlternateSetting;/* Selected Alternate Setting of current
interface*/
ENDPOINT_INFO Ctrl_Info;
//端点信息结构体
}DEVICE_INFO;
最后调用pProperty->Init(),实质就是调用Joystick_init(void)。
在这个函数中,首先获取设备版本,并转换为Unicode存入版本号字符串。
——Get_SerialNum();
设备当前配置置为0。然后调用PowerOn(),这个函数实质上将D+上拉,此时USB设备就能被集线器检测到了。因此分析进入下一个流程。
2、进入设备检测状态
(1)在PowerOn()中执行的情况。
在USB_init()中调用PowerOn(),而它先调用USB_Cable_Config(ENABLE),这个函数实质上将USB连接控制线设置为低电平,然后设备就可以检测到设备了。
当集线器报告设备连接状态,并收到主机指令后,会复位USB总线,这需要一定的时间(这段时间内设备应该准备好处理复位指令)。但是现在设备初始化程序将继续往下进行,因为它还没有使能复位中断。
wRegVal = CNTR_FRES;
_SetCNTR(wRegVal);
//这句话实际上使能了USB模块的电源,因为上电复位时,CNTR寄存器的断电控制为PDWN位是1,模块是断电的。
这句话虽然将强制复位USB模块,但由于复位中断允许位没有使能,不会引起复位中断,而间接上由使PDWN=0,模块开始工作。
_SetCNTR是一个宏,将wRegVal赋值给CNTR寄存器,此时所有的中断被屏蔽。
再接下来两句指令又将清除复位信号。
然后清除所有的状态位。——_SetISTR(0);
接下来是很关键的两句话:
wInterrupt_Mask=CNTR_RESETM| CNTR_SUSPM | CNTR_WKUPM;
_SetCNTR(wInterrupt_Mask);
后面一个语句执行后,复位中断已经被允许,而此时集线器多半已经开始复位端口了。或者说稍微有限延迟,设备固件还能继续初始化一些部件,但已经不会影响整个工作流程了。
所以接下来,分析直接进入复位中断。
(2)复位中断的处理。
当复位中断允许、且总线被集线器复位的时候,固件程序进入USB_LP中断。
中断程序直接调用USB_Istr(void)程序。
接下来讲对中断位进行判断:
if (wIstr & ISTR_RESET & wInterrupt_Mask)
{
_SetISTR((u16)CLR_RESET);
//先清除复位中断位
Device_Property.Reset();
//进入设备定义的复位过程。实际上是调用JoyStick_Reset()函数进行处理。
}
(3)JoyStick_Reset()函数的处理。
这里将一句句来分析:
void Joystick_Reset(void)
{
pInformation->Current_Configuration = 0;
//当前配置为0
pInformation->Current_Interface = 0;/当前接口为0
pInformation->Current_Feature = Joystick_ConfigDescriptor[7];
//需要总线供电
SetBTABLE(BTABLE_ADDRESS); //设置包缓冲区地址。
SetEPType(ENDP0, EP_CONTROL);
//端点0为控制端点
SetEPTxStatus(ENDP0, EP_TX_STALL);
//端点状态为发送无效,也就是主机IN令牌包来的时候,回送一个STALL。
SetEPRxAddr(ENDP0, ENDP0_RXADDR); //设置端点0描述符表,包括接收缓冲区地址、最大允许接收的字节数、发送缓冲区地址三个量。
SetEPTxAddr(ENDP0, ENDP0_TXADDR); //这是发送缓冲区地址
Clear_Status_Out(ENDP0);
//清除EP_KIND的STATUS_OUT位,如果改位被设置,在控制模式下只对0字节数据包相应。其它的都返回STALL。主要用于控制传输的状态过程。
SetEPRxCount(ENDP0, Device_Property.MaxPacketSize); //接收缓冲区支持64个字节。
SetEPRxValid(ENDP0);
//使能端点0的接收,因为很快就要接收SETUP令牌包后面跟着的数据包了。
SetEPType(ENDP1, EP_INTERRUPT);
//端点1为中断端点。
SetEPTxAddr(ENDP1, ENDP1_TXADDR); //设置发送缓冲区地址。
SetEPTxCount(ENDP1, 4);
//每次发送四个字节
SetEPRxStatus(ENDP1, EP_RX_DIS);
//接收禁止,只发送Mouse信息,而不从主机接收。
SetEPTxStatus(ENDP1, EP_TX_NAK); //现在发送端点还不允许发送数据。
bDeviceState = ATTACHED;
//连接状态改为已经连接,默认地址状态。
SetDeviceAddress(0); //地址默认为0.
}
复位中断执行完成后,开发板的USB接口能够以默认地址对主机来的数据包进行响应了。这个阶段的分析到此结束,下一个阶段就是正式分析代码实现的枚举过程了。
四、USB的“JoyStickMouse”工作过程详细分析
1、枚举第一步:获取设备的描述符
从USB_init()开始
(1)先要允许数据传输完成中断
在poweron()函数后面紧跟着几句话:
PowerOn();
//这句执行完,设备被主机检测到,并且能够响应复位中断了。
_SetISTR(0);
/* clear pending interrupts */
wInterrupt_Mask = IMR_MSK;
_SetCNTR(wInterrupt_Mask); /* set interrupts mask */
//以上这两句话将允许所有的USB中断
bDeviceState = UNCONNECTED;
//设备状态置位为未连接状态。这里我不太理解。这时候即使复位中断未发生,最起码设备已经算是连接入总线了,为什么这个状态还要设置为
“未连接”呢?
(2)主机获取描述符
主机进入控制传输的第一阶段:建立事务,发setup令牌包、发请求数据包、设备发ACK包。
主机发出对地址0、端点0发出SETUP令牌包,首先端点0寄存器的第11位SETUP位置位,表明收到了setup令牌包。
由于此时端点0数据接收有效,所以接下来主机的请求数据包被SIE保存到端点0描述附表的 RxADDR里面,收到的字节数保存到RxCount里面。
端点0寄存器的CTR_RX被置位为1,ISTR的CTR置位为1,DIR=1,EP_ID=0,表示端点0接收到主机来的请求数据。此时设备已经ACK主机,将触发正确传输完成中断,下面就进入中断看一看。
_SetISTR((u16)CLR_CTR); /*首先清除传输完成标志 */
EPindex = (u8)(wIstr & ISTR_EP_ID); //获取数据传输针对的端点号。
if (EPindex == 0)
//如果是端点0,这里的确是端点0
{
SaveRState = _GetEPRxStatus(ENDP0); //保存端点0状态,原本是有效状态。
SaveTState = _GetEPTxStatus(ENDP0);
_SetEPRxStatus(ENDP0, EP_RX_NAK); //在本次数据处理好之前,对主机发来的数据包以NAK回应
_SetEPTxStatus(ENDP0, EP_TX_NAK);
if ((wIstr & ISTR_DIR) == 0) //如果是IN令牌,数据被取走
{
_ClearEP_CTR_TX(ENDP0);
In0_Process();
//调用该程序处理固件数据输出后的工作。
_SetEPRxStatus(ENDP0, SaveRState);
_SetEPTxStatus(ENDP0, SaveTState);
return;
}
Else
//DIR=1时,要么是SETUP包,要么是OUT包。
{
//这里先分析SETUP包。
wEPVal = _GetENDPOINT(ENDP0);
//获取整个端点0状态
if ((wEPVal & EP_CTR_TX) != 0)
//这种情况一般不太可能,
{
//如果出现表示同时 TX和RX 同时置位。
}
else if ((wEPVal &EP_SETUP) != 0)
//我们的程序会执行到这里
{
_ClearEP_CTR_RX(ENDP0);
Setup0_Process();
//主要是调用该程序来处理主机请求。
_SetEPRxStatus(ENDP0, SaveRState);
_SetEPTxStatus(ENDP0, SaveTState);
return;
}
else if ((wEPVal & EP_CTR_RX) != 0) //暂时不执行的代码先删除掉。
{
}
}
}/* if(EPindex == 0) */
后面处理其他端点的代码就先不看了。
}/* while(...) */
(3)Setup0_Process()函数的执行分析
这个函数执行的时候,主机发来的请求数据包已经存在于RxADDR缓冲区了。大部分的标志位已经清除,除了SETUP位,这个味将由下一个令牌包自动清除。
进入处理函数:
pBuf.b = PMAAddr + (u8 *)(_GetEPRxAddr(ENDP0) * 2); //这是取得端点0接收缓冲区的起始地址。
PMAAddr是包缓冲区起始地址,_GetEPRxAddr(ENDP0)获得端点0描述符表里的接收缓冲区地址,为什么要乘以2呢?大概因为描述符表里地址项为16位,使用的是相对偏移。
if (pInformation->ControlState != PAUSE)
{
pInformation->USBbmRequestType = *pBuf.b++; //请求类型,表明方向和接收对象(设备、接口还是端点)此时为80,表明设备到主机
pInformation->USBbRequest = *pBuf.b++; /* 请求代码,第一次时应该是6,表明主机要获取设备描述符。 */
pBuf.w++;
pInformation->USBwValue = ByteSwap(*pBuf.w++); /* wValue */
pBuf.w++;
//我觉得这里可能有些问题。
pInformation->USBwIndex
= ByteSwap(*pBuf.w++); /* wIndex */
pBuf.w++;
pInformation->USBwLength = *pBuf.w; /* wLength */
}
pInformation->ControlState = SETTING_UP;
if (pInformation->USBwLength == 0)
{
NoData_Setup0();
}
else
{
Data_Setup0();
//这次是有数据传输的,所以有进入该该函数。
}
return Post0_Process();
(4)Data_Setup0()函数的执行分析
CopyRoutine = NULL; //这是一个函数指针,由用户提供。
wOffset = 0;
if (Request_No == GET_DESCRIPTOR) //如果是获取设备描述符
{
if(Type_Recipient==(STANDARD_REQUEST| EVICE_RECIPIENT))
{
u8 wValue1 = pInformation->USBwValue1;
if (wValue1 == DEVICE_DESCRIPTOR)
{
CopyRoutine = pProperty->GetDeviceDescriptor;
} //获取设备描述符的操作由用户提供。
if (CopyRoutine)
{
pInformation->Ctrl_Info.Usb_wOffset = wOffset;
pInformation->Ctrl_Info.CopyData = CopyRoutine;
(*CopyRoutine)(0); //这个函数这里调用的目的只是设置了pInformation中需要写入的描述符的长度。
Result = USB_SUCCESS;
}
if (ValBit(pInformation->USBbmRequestType, 7))
//此时为80
{
//上面这个语句主要是判断传输方向。如果为1,则是设备到主机
vu32 wLength = pInformation->USBwLength; 这个一般是64
if (pInformation->Ctrl_Info.Usb_wLength > wLength)
{
//设备描述符长度18
pInformation->Ctrl_Info.Usb_wLength = wLength;
}
//有些细节暂时先放着
pInformation->Ctrl_Info.PacketSize = pProperty->MaxPacketSize;
DataStageIn();
//最主要是调用这个函数完成描述符的输出准备
}
(5)DataStageIn()函数的执行分析
以下是主要执行代码:
DataBuffer = (*pEPinfo->CopyData)(Length); //这个是取得用户描述符缓冲区的地址。这里共18个字节
UserToPMABufferCopy(DataBuffer, GetEPTxAddr(ENDP0), Length);//这个函数将设备描述符复制到用户的发送缓冲区。
SetEPTxCount(ENDP0, Length);
//设置发送字节的数目、18
pEPinfo->Usb_wLength -= Length; 等于0
pEPinfo->Usb_wOffset += Length; 偏移到18
vSetEPTxStatus(EP_TX_VALID); //使能端点发送,只要主机的IN令牌包一来,SIE就会将描述符返回给主机。
USB_StatusOut();/* 这个实际上是使接收也有效,主机可取消IN。 */
Expect_Status_Out:
pInformation->ControlState = ControlState;
(6)执行流程返回到CTR_LP(void)
_SetEPRxStatus(ENDP0, SaveRState);
_SetEPTxStatus(ENDP0, SaveTState);
//由于vSetEPTxStatus(EP_TX_VALID)实际改变了SaveTState,所以此时端点发送已经使能。
return;
(7)主机的IN令牌包
获取描述符的控制传输进入第二阶段,主机首先发一个IN令牌包,由于端点0发送有效,SIE将数据返回主机。
主机方返回一个ACK后,主机发送数据的CTR标志置位,DIR=0,EP_ID=0,表明主机正确收到了用户发过去的描述符。固件程序由此进入中断。
此时是由IN引起的。
主要是调用In0_Process()完成剩下的工作。
(7)追踪进入函数In0_Process()
此时实际上设备返回描述符已经成功了。
这一次还是调用DataStageIn()函数,但是目的只是期待主机的0状态字节输出了。
if ((ControlState == IN_DATA) || (ControlState == LAST_IN_DATA))
{
第一次取设备描述符只取一次。
DataStageIn();
//此次调用后,当前状态变成WAIT_STATUS_OUT,表明设备等待状态过程,主机输出0字节。
/* ControlState may be changed outside the function */
ControlState = pInformation->ControlState;
}返回时调用Post0_Process(void)函数,这个函数没做什么事。
(8)进入状态过程
主机收到18个字节的描述符后,进入状态事务过程,此过程的令牌包为OUT,字节数为0.只需要用户回一个ACK。
所以中断处理程序会进入Out0_Process()。
由于此时状态为WAIT_STATUS_OUT,所以执行以下这段。
else if (ControlState == WAIT_STATUS_OUT)
{
(*pProperty->Process_Status_OUT)();
//这是个空函数,什么也不做。
ControlState = STALLED;
//状态转为STALLED。
}
获取设备描述符后,主机再一次复位设备。设备又进入初始状态。
上图很好地描述了枚举阶段“获取描述符”和“设置地址”两个阶段主机和设备数据交换的过程。 五、USB的“JoyStickMouse”工作过程详细分析 1、枚举第二步:设置地址 (1)重新从复位状态开始 在第一次获取设备描述符后,程序使端点0的发送和接收都无效,状态也设置为STALLED,所以主机先发一个复位,使得端点0接收有效。虽然说在NAK和STALL状态下,端点仍然可以响应和接收SETUP包。 (2)设置地址的建立阶段: 主机先发一个SETUP令牌包,设备端EP0的SETUP标志置位。然后主机发了一个OUT包,共8个字节,里面包含设置地址的要求。 设备在检验数据后,发一个ACK握手包。同时CTR_RX置位,CTR置位。数据已经保存到RxADDR所指向的缓冲区。此时USB产生数据接收中断。 由于CTR_RX和SETUP同时置位,终端处理程序调用Setup0_Process(),所做的工作仍然是先填充pInformation结构,获取请求特征码、请求代码和数据长度。 由于设置地址不会携带数据,所以接下来调用NoData_Setup0()。执行以下代码: else if (RequestNo == SET_ADDRESS) { Result = USB_SUCCESS; } 说明设置地址没有做任何工作。 ControlState = WAIT_STATUS_IN;/* After no data stage SETUP */ USB_StatusIn(); //这句话是一个关键,它是一个宏,实际是准备好发送0字节的状态数据包。因为地址设置没有数据过程,建立阶段后直接进入状态阶段,主机发IN令牌包,设备返回0字节数据包,主机再ACK。 它对应的宏是这样的: #define USB_StatusIn() Send0LengthData() //准备发送0字节数据 #define Send0LengthData() { _SetEPTxCount(ENDP0, 0); \ vSetEPTxStatus(EP_TX_VALID); \ //设置发送有效,发送字节数为0 } (3)设置地址的状态阶段: 而前面把状态设置为WAIT_STATUS_IN是给IN令牌包的处理提供指示。因为建立阶段结束以后,主机接着发一个IN令牌包,设备返回0字节数据包后,进入中断。 本次中断由IN0_Process()函数来处理,追踪进入,它执行以下代码: else if (ControlState == WAIT_STATUS_IN) { if ((pInformation->USBbRequest == SET_ADDRESS) && { SetDeviceAddress(pInformation->USBwValue0); pUser_Standard_Requests->User_SetDeviceAddress(); //这个函数就一个赋值语句,bDeviceState = ADDRESSED。 } (*pProperty->Process_Status_IN)(); //这是一个空函数。 ControlState = STALLED; } 执行设置地址操作、采用新地址后,把设备的状态改为STALLED。而在处理的出口中调用Post0_Process()函数,这个所做的工作是: SetEPRxCount(ENDP0, Device_Property.MaxPacketSize); if (pInformation->ControlState == STALLED) { vSetEPRxStatus(EP_RX_STALL); vSetEPTxStatus(EP_TX_STALL); } 将端点0的发送和接收都设置为:STALL,这种状态下只接受SETUP令牌包。 2、枚举第三步:从新地址获取设备描述符 (1)上一阶段末尾的状态 端点0的发送和接收都设置为:STALL,只接收SETUP令牌包。 (2)建立阶段:主机发令牌包、数据包、设备ACK 产生数据接收中断,且端点0的SETUP置位,调用Setup0_Process()函数进行处理。 在Setup0_Process()中,因为主机发送了请求数据8个字节。由调用Data_Setup0()函数进行处理。首先是获取设备描述符的长度,描述符的起始地址,传送的最大字节数,根据这些参数确定本次能够传输的字节数,然后调用DataStageIn()函数进行实际的数据传输操作,设备描述符必须在本次中断中就写入发送缓冲区,因为很快就要进入数据阶段了。 在函数处理的最后: vSetEPTxStatus(EP_TX_VALID); USB_StatusOut();/* 本来期待IN令牌包,但用户可以取消数据阶段,一般不会用到 */ (3)数据阶段:主机发IN包,设备返回数据,主机ACK 本次操作会产生数据发送完成中断,由In0_Process(void)来处理中断,它也调用DataStageIn()函数来进行处理。 如果数据已经发送完: ControlState = WAIT_STATUS_OUT; vSetEPTxStatus(EP_TX_STALL); 有可能的话: Send0LengthData(); ControlState = LAST_IN_DATA; Data_Mul_MaxPacketSize = FALSE; //这一次发送0个字节,状态转为最后输入阶段。 否则,继续准备数据,调整剩余字节数、发送指针位置,等待主机的下一个IN令牌包。 (4)状态阶段:主机发OUT包、0字节包,设备ACK 数据发送完成中断,调用Out0_Process(void)函数进行处理,由于在数据阶段的末尾已经设置设备状态为:WAIT_STATUS_OUT,所以处理函数基本上没有做什么事,就退出了。并将状态设为STALLED。 3、对配置描述符、字符串描述符获取过程进行简单跟踪,过程就不再一一叙述了。 4、主机设置配置。 建立阶段:主机发SETUP包、发请求数据包(DATA0包)、用户ACK。 进入CTR中断,用户调用Setup0_Process()函数进行处理,取得请求数据后,由于没有数据传输阶段,该函数调用NoData_Setup0()函数进行处理。 判断为设置配置后,调用Standard_SetInterface()函数将设备状态结构体的当前配置改为主机数据中的配置参数。同时调用用户的设置配置函数,将设备状态改为“configured”。 退出时,将控制传输状态改为:ControlState = WAIT_STATUS_IN,进入状态阶段。设备期待主机的IN令牌包,返回状态数据。 状态阶段:主机发IN令牌、设备返回0[size=12p]Setup0_Process()函数进行处理,取得请求数据后,由于没有数据传输阶段,该函数调用NoData_Setup0()函数进行处理。 设置空闲时一个类特殊请求,其特征码为0x21,2表示类请求而不是标准请求,1表示接收对象是接口而不是设备。 USB的底层并不支持类特殊请求,它将调用上层函数提供的函数: if (Result != USB_SUCCESS) { Result = (*pProperty->Class_NoData_Setup)(RequestNo); //这里就是调用用户提供的类特殊请求的处理函数。结果发现用户提供的类特殊请求(针对无数据情况)只支持SET_PROTOCOL。针对有数据情况只支持:GET_PROTOCOL。 if ((Type_Recipient==(CLASS_REQUEST | INTERFACE_RECIPIENT)) && (RequestNo == SET_PROTOCOL)) { return Joystick_SetProtocol(); } } 6、主机获取报告描述符 建立阶段:主机发SETUP包、发请求数据包(DATA0包)、用户ACK。 进入CTR中断,获取描述符是一个标准请求,但是报告描述符并不是需要通用实现的,所以在底层函数中没有实现。跟踪Setup0_Process(void)——进入Data_Setup(void)函数,它是这么处理的: if (Request_No == GET_DESCRIPTOR) { if(Type_Recipient==(STANDARD_REQUEST| EVICE_RECIPIENT)) { u8 wValue1 = pInformation->USBwValue1; if (wValue1 == DEVICE_DESCRIPTOR) { CopyRoutine = pProperty->GetDeviceDescriptor; } else if (wValue1 == CONFIG_DESCRIPTOR) { CopyRoutine = pProperty->GetConfigDescriptor; } else if (wValue1 == STRING_DESCRIPTOR) { CopyRoutine = pProperty->GetStringDescriptor; } } } 可见核心函数只支持设备描述符、配置描述符以及字符串描述符。最终该函数将调用: Result= (*pProperty->Class_Data_Setup)(pInformation->USBbRequest); 调用用户的类特殊实现来获取报告描述符,同时HID类描述符也是通过这种方式取得的。 7、主机从中断端点读取鼠标操作数据 主机会轮询设备,设备数据的准备在主函数中,用Joystick_Send(JoyState())函数来实现。 Mouse_Buffer[1] = X; Mouse_Buffer[2] = Y; /*copy mouse position info in ENDP1 Tx Packet Memory Area*/ UserToPMABufferCopy(Mouse_Buffer, GetEPTxAddr(ENDP1), 4); /* enable endpoint for transmission */ SetEPTxValid(ENDP1); 使能端点1的发送,当主机的IN令牌包来的时候,SIE将数据返回给主机。同时产生 CTR中断。 在中断处理程序中,执行下列代码: if ((wEPVal & EP_CTR_TX) != 0) { /* clear int flag */ _ClearEP_CTR_TX(EPindex); (*pEpInt_IN[EPindex-1])(); } /* if((wEPVal & EP_CTR_TX) != 0) */ 这是在函数指针数组中调用函数,跟踪进入:发现这个函数什么也没有做。 经过对程序执行过程的跟踪和分析,我现在对USB设备HID类的工作有了大概的了解,对ST的USB库的工作也有了初步的概念。把所有文件的源代码粗略地浏览了一遍,心里大概有了些底。但现在我还不准备阅读源代码,我先把例程在智林开发板上移植好,再详细的阅读一遍源代码。 |
STM32的USB例程JoyStickMouse代码分析相关推荐
- STM32的USB例程JoyStickMouse改成自定义HID设备
简介 USB HID类是USB设备的一个标准设备类,包括的设备非常多.HID类设备定义它属于人机交互操作的设备,用于控制计算机操作的一些方面,如USB鼠标.USB键盘.USB游戏操纵杆等.但HID设备 ...
- MSM USB插入流程代码分析
点击打开链接 代码路径:kernel\msm-3.18\drivers\power\qpnp-smbcharger.c src_detect_handler -->update_usb_stat ...
- USB转串口驱动代码分析
1.USB插入时,创建设备 DriverObject->DriverExtension->AddDevice = USB2COM_PnPAddDevice; 步一.调用USB2COM_Cr ...
- PIC32单片机harmony开发环境 - SPI例程和代码分析
开发环境:mplab 3.45 harmony 1.09 xc32 1.42 源代码下载:http://download.csdn.net/detail/zn2857/9712711 源代码分析:
- PIC32单片机harmony开发环境 - i2c例程和代码分析
开发环境:mplab 3.45 harmony 1.09 xc32 1.42 源代码下载:http://download.csdn.net/detail/zn2857/9712710 http://d ...
- PIC32单片机harmony开发环境 - uart例程和代码分析
开发环境:mplab 3.45 harmony 1.09 xc32 1.42 源代码下载:http://download.csdn.net/detail/zn2857/9712707 源代码分析: v ...
- usb子系统 - USB总线驱动框架分析
转自:https://blog.csdn.net/thisway_diy/article/details/88952978,有修改 1.USB驱动引入 USB(全称 Universal Serial ...
- USB NCM usbnet 枚举流程代码分析
USB NCM usbnet 枚举流程代码分析 一.cdc_ncm.c 1.1 [id_table]struct usb_device_id结构体 1.1.1 match_flags 设备类型 1.1 ...
- host速度 mtk usb_mtk-usb代码分析之usb gadget
基于mt6750T,Android 7.0,kernel 3.18.35,本文主要从USB设备的角度进行分析.(代码部分有省略) 我们的android手机通过usb连入电脑,可以选择多种模式,例如传输 ...
最新文章
- Vivado中MIG核中DDR的读写控制
- python在会计工作中的应用-python有什么用(会计专业)
- 零编程基础学python-零编程基础怎么自学python?
- 进入保护模式(一)——《x86汇编语言:从实模式到保护模式》读书笔记12
- 70.Climbing Stairs
- 薄壁轴承摩擦力矩_机器人四点接触薄壁轴承详细介绍
- datagrip中sqlite3导入csv数据集
- sql server 备份计划
- 傅里叶变换处理sar图像_SAR和ISAR雷达的基础知识
- Linux Tomcat日志查看实用命令
- db2 linux 导入数据_实现DB2数据库迁移之导入步骤在Linux下
- navigationcontroller和navigationbar和navigationitem之间的区别以及不用nib实现点击屏幕关闭虚拟键盘20130911...
- 1.1 计算机网络组成与分类
- Git - 教程(廖雪峰)
- YARN ACCEPTED: waiting for AM container to be allocated, launched and register with RM.
- c++ findpeaks函数_C++实现MATLAB一维数组函数findpeaks()函数求一维离散值极值(波峰波谷)...
- 虎牙财报奏响游戏直播艰难进行曲
- 人工智能之Python人脸对比、人脸检测
- python数组中查找某个值,Python实现在某个数组中查找一个值的算法示例
- 信捷plc485通信上位机_上位机开发之三菱FX3U以太网通信实践
热门文章
- Python中的args和kwargs
- matlab中的graythresh函数的实例
- 2017711010137 赵栋 《面向对象程序设计》第四章学习总结
- 3D建模师这个职业薪资高吗?晋升路线有哪些?
- python3 打印目录下所有模块_使用 Python 函数进行模块化
- 串口实现PC之间传输文件
- java 中文分词转拼音_java 支持分词的高性能拼音转换工具, 速度是 pinyin4j 的两倍...
- mac下的免费UML建模工具
- Linux常用命令——modprobe命令
- docker创建(run)容器后容器自动关闭