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當usb設備接入到主機時，主機開始枚舉usb設備，并向usb設備發(fā)出指令要求獲取usb設備的相關描述信息，其中包括設備描述(device descriptor)、配置描述(configuration descriptor)、接口描述(interface descriptor)、端點描述(endpoint descriptor)等。這些信息是通過端點0(endpoint 0)傳送到主機的。獲取各種描述信息后，操作系統(tǒng)會為其配置相應的資源。這樣主機就可以與設備之間進行通信了。
usb通訊有四種通訊方式控制(control)、中斷(interrupt)、批量(bulk)和同步( synchronous)。usb通訊是通過管道(pipe)實現(xiàn)的。管道是一個抽象的概念，指的是主機與設備之間通訊的虛擬鏈路。不如說一個usb通訊 主機A和設備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。(這里明確一個概念，在usb通信中數(shù)據流向都是相對設備來說的，in表示設備向主 機傳送數(shù)據，out表示表示主機箱設備傳輸數(shù)據)。在設備一端，每個管道對應一個端點，端點配置相關的寄存器和緩沖區(qū)。在通訊之前需對端點進行相關設置。 在通信中，只需向緩沖寫或讀數(shù)據，并置位相關比特位即可。
下面具體從usb的中斷輸入輸出來講述基于keil C mdk開發(fā)環(huán)境的stm32的USB接口單片機程序設計。值得一提的是，st或相關公司給我們提供許多封裝函數(shù)和相關例子，我們可以根據其中的例子并進行修改即可實現(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。主機必須先了解設備后才能與其進行通訊。在st提供的例子中，描述符都在usb_des.c文件進行定義，下面就其中的Joystick例子說明usb描述負的配置。
1.1設備描述符
const u8 Joystick_DeviceDescriptor[JOYSTICK_SIZ_DEVICE_DESC] =
{
0x12, /*本描述長度*/
USB_DEVICE_DESCRIPTOR_TYPE, /*指明為設備描述符*/
0x00,
0x02,
0x00,
0x00,
0x00,
0x40, /*最大數(shù)據包大小為64字節(jié)(對于端點0而言)*/
0x84, /*生產商ID*/
0x19,
0x06, /*產品ID*/
0x04,
0x00,
0x02,
1,
2,
3,
0x01 /*配置描述符數(shù)目*/
}
設備描述符兩個重要參數(shù)是生產商ID和產品ID，主機將根據以上兩個ID為設備選擇相應驅動程序。在我們的應用中，我們一般只需修改例子中的這兒兩個參數(shù)即可完成設備描述符的設置。
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*/
0x00,
0x02, /*端點數(shù)*/
0x00,
0x00,
0x00,
0, /*接口描述符索引值*/
/******************** 端點1輸出描述********************/
0x07,
USB_ENDPOINT_DESCRIPTOR_TYPE,
0x81, /*端點地址，b.7表示方向(1為in，0為out)b.0-b.3為端點標號*/
0x03, /*端點數(shù)據傳輸方式*/
0x08, /*最大數(shù)據包大小*/
0x00,
0x20,
/******************** 端點1輸入描述********************/
0x07,
USB_ENDPOINT_DESCRIPTOR_TYPE,
0x01, /*端點地址*/
0x03, /*端點數(shù)據傳輸方式*/
0x40, /*最大數(shù)據包大小*/
0x00,
0x20,
}
配置描述符中包括了接口、端點的配置。如果設備為HID設備，在配置描述符中還應加入HID描述，具體描述可以參照Joystick例子的配置。
還有一些其他配置可以參可相關資料與例子加以理解。
2USB通訊的執(zhí)行過程。
首先，當主機數(shù)據傳送到USB設備，USB怎樣接收命令和數(shù)據呢?USB首先會產生一個中斷，這個中斷在stm32fxxx_it.c文件的 USB_HP_CAN_TX_IRQHandler和USB_LP_CAN_RX0_IRQHandler中定義，一般使用 USB_LP_CAN_RX0_IRQHandler。在這個函數(shù)中繼續(xù)調用USB_Istr()函數(shù)，這個函數(shù)是usb通訊的關鍵。它接收到主機命令， 指派調度相應函數(shù)進行處理。對于這一點，詳細過程我現(xiàn)在還不是很明白。如果以后搞懂了再補述。
當USB設備接入主機時，主機要枚舉該USB設備，他將要求USB設備提供自身相關信息，這是通過endpoint0實現(xiàn)的。endpoint0是 一個特殊的端點，每一個接口(interface)必須有endpoint0。一般情況下，我們需要使用多個端點(如前所述，配置描述符定義了端點的數(shù) 目、類型、傳輸數(shù)據大小等)。在使用端點前需對端點進行初始化。這個過程在usb_prop.c文件中的xxx_reset()函數(shù)定義。如我定義端點1 的兩種傳輸方式：
/* Initialize Endpoint 1 */
SetEPType(ENDP1, EP_INTERRUPT);
SetEPRxAddr(ENDP1, ENDP1_RXADDR);
SetEPRxCount(ENDP1, 8);
SetEPRxStatus(ENDP1, EP_RX_VALID);
/* Initialize Endpoint 1 */
SetEPType(ENDP1, EP_INTERRUPT);
SetEPTxAddr(ENDP1, ENDP1_TXADDR);
SetEPTxCount(ENDP1, 64);
SetEPTxStatus(ENDP1, EP_TX_NAK);
在定義完端點后，我們就可以使用端點進行數(shù)據傳輸了。
向主機輸入數(shù)據(in)：IN傳輸過程是
1.向緩沖區(qū)填入數(shù)據;
2.設定USB數(shù)據計數(shù)器：
3.設置USB輸出有效。
XXX_send()
{
/*copy mouse position info in ENDP1 Tx Packet Memory Area*/
UserToPMABufferCopy(sendBuffer, ENDP1_TXADDR, 2); /*sendBuffer為要輸出的數(shù)據，ENDP1_TXADDR端點1的向外傳輸緩沖區(qū)，2為數(shù)據大小byte為單位*/
SetEPTxCount(ENDP1, 2);
/* enable endpoint for transmission */
SetEPTxValid(ENDP1);
}
注意一般情況下，端點的輸入輸出緩沖區(qū)地址沒有定義，須在usb_conf.h中定義具體定義可以參考端點0的定義。
讀從主機輸出的數(shù)據(out)：out傳輸過程是
1.定義out回調函數(shù);
2.從緩沖區(qū)讀出數(shù)據：
3.設置USB輸入有效。
void EP1_OUT_Callback(void)
{
u8 DataLen;
DataLen = GetEPRxCount(ENDP1);
PMAToUserBufferCopy(rcvData, ENDP1_RXADDR, DataLen);
SetEPRxValid(ENDP1);
}
注意在一般情況下,EPX_OUT_Callback()回調函數(shù)的申明為空執(zhí)行函數(shù)。需將usb_conf.h中#define EPX_IN_Callback NOP_Process隱掉。再在合適的地方從新定義void EP1_OUT_Callback(void)(合適的位置是指定義之后運行不會出現(xiàn)EP1_OUT_Callback為申明的錯誤就行)。
總結，在此將stm32芯片的usb通訊進行了簡單的闡述。本人水平有限，以上難免會有錯誤，希望大家積極留言，共同探討，共同進步。這篇文章是斷 斷續(xù)續(xù)寫的，給大家?guī)聿槐悖诖讼虼蠹业狼噶?。不管怎樣希望這篇文章能夠對那些還在對stm32usb編程初步摸索的朋友有一點幫助。
工商網監(jiān)
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