STM32 USB設計

首先，我們來看看usb的工作過程。

當usb裝置接入到主機時，主機開始枚舉usb裝置，並向usb裝置發出指令要求擷取usb裝置的相關描述資訊，其中包括裝置描述（device descriptor）、配置描述（configuration descriptor）、介面描述（interface descriptor）、端點描述（endpoint descriptor）等。這些資訊是通過端點0（endpoint 0）傳送到主機的。擷取各種描述資訊後，作業系統會為其配置相應的資源。這樣主機就可以與裝置之間進行通訊了。

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）實現的。管道是一個抽象的概念，指的是主機與裝置之間通訊的虛擬連結。不如說一個usb通訊主機A和裝置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，那麼A與B之間的通訊管道就有三個。（這裡明確一個概念，在usb通訊中資料流向都是相對裝置來說的，in表示裝置向主機傳送資料，out表示表示主機箱裝置傳輸資料）。在裝置一端，每個管道對應一個端點，端點配置相關的寄存器和緩衝區。在通訊之前需對端點進行相關設定。在通訊中，只需向緩衝寫或讀資料，共置位相關位元位即可。

下面具體從usb的中斷輸入輸出來講述基於keil C mdk開發環境的stm32的USB介面單片機程式設計。值得一提的是，st或相關公司給我們提供許多封裝函數和相關例子，我們可以根據其中的例子並進行修改即可實現我們自己需要的usb通訊程式。

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。主機必須先瞭解裝置後才能與其進行通訊。在st提供的例子中，描述符都在usb_des.c檔案進行定義，下面就其中的Joystick例子說明usb描述負的配置。

1.1裝置描述符
const u8 Joystick_DeviceDescriptor[JOYSTICK_SIZ_DEVICE_DESC] =
{
    0x12,                                                        /*本描述長度*/
    USB_DEVICE_DESCRIPTOR_TYPE,        /*指明為裝置描述符*/
    0x00,                                                       
    0x02,
    0x00,                                                       
    0x00,                                                     
    0x00,                                                      
    0x40,                                                        /*最大資料包大小為64位元組（對於端點0而言）*/
    0x84,                                                         /*生產商ID*/
    0x19,
    0x06,                                                        /*產品ID*/
    0x04,
    0x00,                                                       
    0x02,
    1,                                                             
    2,                                                            
    3,                                                            
    0x01                                                         /*配置描述符數目*/
}

裝置描述符兩個重要參數是生產商ID和產品ID，主機將根據以上兩個ID為裝置選擇相應驅動程式。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即可完成裝置描述符的設定。

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,                      /*介面數目*/
    0x01,                       /*Set_Configuration命令所需要的參數值*/
    0x00,                       /*描述該配置的字串的索引值*/
    0xE0,                       /*供電模式的選擇，bus供電、自供電、支援wakeup*/
    0x32,                       /*最大供電電流*/
/************** 介面1配置****************/
    0x09,       
    USB_INTERFACE_DESCRIPTOR_TYPE,
    0x00,                      /*介面編號*/
    0x00,        
    0x02,                      /*端點數*/
    0x00,       
    0x00,        
    0x00,       
    0,                            /*介面描述符索引值*/
    /******************** 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,                       /*端點資料轉送方式*/
    0x08,                      /*最大資料包大小*/
    0x00,
    0x20, 
   /******************** 端點1輸入描述********************/     
    0x07,        
    USB_ENDPOINT_DESCRIPTOR_TYPE,
    0x01,                     /*端點地址*/
    0x03,                      /*端點資料轉送方式*/
    0x40,                      /*最大資料包大小*/
    0x00,
    0x20,        
}

配置描述符中包括了介面、端點的配置。如果裝置為HID裝置，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通訊的執行過程。

首先，當主機資料傳送到USB裝置，USB怎樣接收命令和資料呢?USB首先會產生一個中斷，這個中斷在stm32fxxx_it.c檔案的USB_HP_CAN_TX_IRQHandler和USB_LP_CAN_RX0_IRQHandler中定義，一般使用USB_LP_CAN_RX0_IRQHandler。在這個函數中繼續調用USB_Istr()函數，這個函數是usb通訊的關鍵。它接收到主機命令，指派調度相應函數進行處理。對於這一點，詳細過程我現在還不是很明白。如果以後搞懂了再補述。

當USB裝置接入主機時，主機要枚舉該USB裝置，他將要求USB裝置提供自身相關資訊，這是通過endpoint0實現的。endpoint0是一個特殊的端點，每一個介面（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目、類型、傳輸資料大小等）。在使用端點前需對端點進行初始化。這個過程在usb_prop.c檔案中的xxx_reset()函數定義。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);

在定義完端點後，我們就可以使用端點進行資料轉送了。

向主機輸入資料（in）：IN傳輸過程是

1.向緩衝區填入資料；
2.設定USB資料計數器：
3.設定USB輸出有效。

XXX_send()
{

/*copy mouse position info in ENDP1 Tx Packet Memory Area*/
UserToPMABufferCopy(sendBuffer, ENDP1_TXADDR, 2); /*sendBuffer為要輸出的資料，ENDP1_TXADDR端點1的向外傳輸緩衝區，2為資料大小byte為單位*/
    SetEPTxCount(ENDP1, 2);
/* enable endpoint for transmission */
SetEPTxValid(ENDP1);
}
注意一般情況下，端點的輸入輸出緩衝區地址沒有定義，須在usb_conf.h中定義具體定義可以參考端點0的定義。

讀從主機輸出的資料（out）：out傳輸過程是

1.定義out回呼函數；
2.從緩衝區讀出資料：
3.設定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（）回呼函數的申明為空白執行函數。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後運行不會出現EP1_OUT_Callback為申明的錯誤就行）。

 

轉自：http://blog.csdn.net/sdlcgxcqx/article/details/7542144