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 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。
(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);
//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
(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 */
}
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