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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.cUSB总线数据处理的核心文件),usb_init.cusb_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typedefstm32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,STUSB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

1Set_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。

2USB_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。

3Set_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

4USB_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_INFOUSER_STANDARD_REQUESTSDEVICE_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.cusb_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 ID*/

Get_SerialNum();
//
获取设备序列号,转变为unicode字符串

pInformation->Current_Configuration = 0;
/* Connect the device */

PowerOn();
//连接USB设备,实质是能让主机检测到了。

/* USB interrupts initialization */

_SetISTR(0);
/* clear pending interrupts */

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。

5SysTick_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);
//
从用户复制四个字节到端点1缓冲区,控制端点的输入缓冲区。
SetEPTxValid(ENDP1);/* enable endpoint for transmission */

4、中断处理过程大致理解

1usb_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 */
}

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