第四章 USB库介绍
4.1 USB库函数简介
Luminary Micro公司提供USB处理器的USB库函数，应用在Stellaris处理器上，为USB设备、USB主机、OTG开发提供USB协议框架和API函数，适用于多种开发环境：Keil、CSS、IAR、CRT、CCS等。本书中的所有例程都在Keil uv4中编译。
使用USB库开发时，要加入两个已经编译好的.lib。KEIL中建立USB开发工程结构如图1所示：
<ignore_js_op>
图1 文件组织结构
在使用USB库之前必须了解USB库的结构，有助于开发者其理解与使用。USB库分为三个层次：USB设备API、设备类驱动、设备类，如图2 USB库架构：
<ignore_js_op>
图2 USB库架构
从图2中可以看出，最底层驱动是第三章讲的USB驱动程序，只使用USB驱动程序可以进行简单的USB开发。对于更为复杂的USB工程，仅仅使用驱动程序开发是很困难的。在引入USB库后，可以很方便、简单进行复杂的USB工程设计。USB库提供三层API，底层为USB设备API，提供最基础的USB协议和类定义；USB设备驱动是在USB设备API基础上扩展的USB各种设备驱动，比如HID类、CDC类等类驱动；为了更方便程序员使用，还提供设备类API，扩展USB库的使用范围，进一步减轻开发人员的负担，在不用考虑更底层驱动情况下完成USB工程开发。
<ignore_js_op>
图3
同时开发人员可有多种选择，开发USB设备。如图3，开发人员可以使用最底层的API驱动函数进行开发，应用程序通过底层驱动与USB主机通信、控制。但要求开发人员对USB协议完全了解，并熟练于协议编写。
<ignore_js_op>
图4
如图4，开发人员可以在最底层的API驱动函数基础上使用USB库函数的USB设备驱动函数，进行USB控制，应用程序通过底层驱动和USB设备驱动与USB主机通信、控制。减轻了开发人员的负担。
<ignore_js_op>
图5
如图5，开发人员可以利用最底层的API驱动函数、USB设备驱动函数和设备类驱动函数，进行USB开发。设备类驱动主要提供各种USB设备类的驱动，比如Audio类驱动、HID类驱动、Composite类驱动、CDC类驱动、Bulk类驱动、Mass Storage类驱动等6种基本类驱动，其它设备类驱动可以参考这5种驱动的源码，由开发者自己编写。
<ignore_js_op>
图6
如图6，开发人员可以利用最底层的API驱动函数、USB设备驱动函数、设备类驱动函数和设备类API，进行USB开发。设备类API主要提供各种USB设备类操作相关的函数，比如HID中的键盘、鼠标操作接口。设备类API也只提供了5种USB设备类API，其它不常用 的需要开发者自己编写。
Luminary Micro公司提供USB函数库支持多种使用方法，完全能够满足USB产品开发，并且使用方便、快捷。
4.2 使用底层驱动开发
使用最底层USB驱动开发，要求开发人员对USB协议及相关事务彻底了解，开发USB产品有一定难度，但是这种开发模式占用内存少，运行效率高。但有容易出现bug。
例如，使用底层USB驱动开发，开发一个音频设备。
第一：初始化usb处理器，包括内核电压、CPU主频、USB外设资源等。
SysCtlLDOSet(SYSCTL_LDO_2_75V);
// 主频50MHz
SysCtlClockSet(SYSCTL_XTAL_8MHZ | SYSCTL_SYSDIV_4 | SYSCTL_USE_PLL | SYSCTL_OSC_MAIN );
//打开USB外设
SysCtlPeripheralEnable(SYSCTL_PERIPH_USB0);
//打开USB主时钟
SysCtlUSBPLLEnable();
//清除中断标志，并重新打开中断
USBIntStatusControl(USB0_BASE);
USBIntStatusEndpoint(USB0_BASE);
USBIntEnableControl(USB0_BASE, USB_INTCTRL_RESET |
USB_INTCTRL_DISCONNECT |
USB_INTCTRL_RESUME |
USB_INTCTRL_SUSPEND |
USB_INTCTRL_SOF);
USBIntEnableEndpoint(USB0_BASE, USB_INTEP_ALL);
//断开à连接
USBDevDisconnect(USB0_BASE);
SysCtlDelay(SysCtlClockGet() / 30);
USBDevConnect(USB0_BASE);
//使能总中断
IntEnable(INT_USB0);
//音频设备会传输大量数据，打开DMA最好。
uDMAChannelControlSet(psDevice->psPrivateData->ucOUTDMA,
(UDMA_SIZE_32 | UDMA_SRC_INC_NONE|
UDMA_DST_INC_32 | UDMA_ARB_16));
USBEndpointDMAChannel(USB0_BASE, psDevice->psPrivateData->ucOUTEndpoint,
psDevice->psPrivateData->ucOUTDMA);
第二：USB音频设备描述符。
//语言描述符
const unsigned char g_pLangDescriptor[] =
{
4,
USB_DTYPE_STRING,
USBShort(USB_LANG_EN_US)
};
//制造商 字符串 描述符
const unsigned char g_pManufacturerString[] =
{
(17 + 1) * 2,
USB_DTYPE_STRING,
'T', 0, 'e', 0, 'x', 0, 'a', 0, 's', 0, ' ', 0, 'I', 0, 'n', 0, 's', 0,
't', 0, 'r', 0, 'u', 0, 'm', 0, 'e', 0, 'n', 0, 't', 0, 's', 0,
};
//产品 字符串 描述符
const unsigned char g_pProductString[] =
{
(13 + 1) * 2,
USB_DTYPE_STRING,
'A', 0, 'u', 0, 'd', 0, 'i', 0, 'o', 0, ' ', 0, 'E', 0, 'x', 0, 'a', 0,
'm', 0, 'p', 0, 'l', 0, 'e', 0
};
//产品 序列号 描述符
const unsigned char g_pSerialNumberString[] =
{
(8 + 1) * 2,
USB_DTYPE_STRING,
'1', 0, '2', 0, '3', 0, '4', 0, '5', 0, '6', 0, '7', 0, '8', 0
};
//设备接口字符串描述符
const unsigned char g_pInterfaceString[] =
{
(15 + 1) * 2,
USB_DTYPE_STRING,
'A', 0, 'u', 0, 'd', 0, 'i', 0, 'o', 0, ' ', 0, 'I', 0, 'n', 0,
't', 0, 'e', 0, 'r', 0, 'f', 0, 'a', 0, 'c', 0, 'e', 0
};
//设备配置字符串描述符
const unsigned char g_pConfigString[] =
{
(20 + 1) * 2,
USB_DTYPE_STRING,
'A', 0, 'u', 0, 'd', 0, 'i', 0, 'o', 0, ' ', 0, ' ', 0, 'C', 0,
'o', 0, 'n', 0, 'f', 0, 'i', 0, 'g', 0, 'u', 0, 'r', 0, 'a', 0,
't', 0, 'i', 0, 'o', 0, 'n', 0
};
//字符串描述符集合.
const unsigned char * const g_pStringDescriptors[] =
{
g_pLangDescriptor,
g_pManufacturerString,
g_pProductString,
g_pSerialNumberString,
g_pInterfaceString,
g_pConfigString
};
//音频设备描述符
static unsigned char g_pAudioDeviceDescriptor[] =
{
18, // Size of this structure.
USB_DTYPE_DEVICE, // Type of this structure.
USBShort(0x110), // USB version 1.1 (if we say 2.0, hosts assume
// high-speed - see USB 2.0 spec 9.2.6.6)
USB_CLASS_AUDIO, // USB Device Class (spec 5.1.1)
USB_SUBCLASS_UNDEFINED, // USB Device Sub-class (spec 5.1.1)
USB_PROTOCOL_UNDEFINED, // USB Device protocol (spec 5.1.1)
64, // Maximum packet size for default pipe.
USBShort(0x1111), // Vendor ID (filled in during USBDAudioInit).
USBShort(0xffee), // Product ID (filled in during USBDAudioInit).
USBShort(0x100), // Device Version BCD.
1, // Manufacturer string identifier.
2, // Product string identifier.
3, // Product serial number.
1 // Number of configurations.
};
//音频配置描述符
static unsigned char g_pAudioDescriptor[] =
{
9, // Size of the configuration descriptor.
USB_DTYPE_CONFIGURATION, // Type of this descriptor.
USBShort(32), // The total size of this full structure.
2, // The number of interfaces in this
// configuration.
1, // The unique value for this configuration.
0, // The string identifier that describes this
// configuration.
USB_CONF_ATTR_BUS_PWR, // Bus Powered, Self Powered, remote wake up.
250, // The maximum power in 2mA increments.
};
//音频接口描述符
unsigned char g_pIADAudioDescriptor[] =
{
8, // Size of the interface descriptor.
USB_DTYPE_INTERFACE_ASC, // Interface Association Type.
0x0, // Default starting interface is 0.
0x2, // Number of interfaces in this association.
USB_CLASS_AUDIO, // The device class for this association.
USB_SUBCLASS_UNDEFINED, // The device subclass for this association.
USB_PROTOCOL_UNDEFINED, // The protocol for this association.
0 // The string index for this association.
};
//音频控制接口描述符
const unsigned char g_pAudioControlInterface[] =
{
9, // Size of the interface descriptor.
USB_DTYPE_INTERFACE, // Type of this descriptor.
AUDIO_INTERFACE_CONTROL, // The index for this interface.
0, // The alternate setting for this interface.
0, // The number of endpoints used by this
// interface.
USB_CLASS_AUDIO, // The interface class
USB_ASC_AUDIO_CONTROL, // The interface sub-class.
0, // The interface protocol for the sub-class
// specified above.
0, // The string index for this interface.
// Audio Header Descriptor.
9, // The size of this descriptor.
USB_DTYPE_CS_INTERFACE, // Interface descriptor is class specific.
USB_ACDSTYPE_HEADER, // Descriptor sub-type is HEADER.
USBShort(0x0100), // Audio Device Class Specification Release
// Number in Binary-Coded Decimal.
// Total number of bytes in
// g_pAudioControlInterface
USBShort((9 + 9 + 12 + 13 + 9)),
1, // Number of streaming interfaces.
1, // Index of the first and only streaming
// interface.
// Audio Input Terminal Descriptor.
12, // The size of this descriptor.
USB_DTYPE_CS_INTERFACE, // Interface descriptor is class specific.
USB_ACDSTYPE_IN_TERMINAL, // Descriptor sub-type is INPUT_TERMINAL.
AUDIO_IN_TERMINAL_ID, // Terminal ID for this interface.
// USB streaming interface.
USBShort(USB_TTYPE_STREAMING),
0, // ID of the Output Terminal to which this
// Input Terminal is associated.
2, // Number of logical output channels in the
// Terminal抯 output audio channel cluster.
USBShort((USB_CHANNEL_L | // Describes the spatial location of the
USB_CHANNEL_R)), // logical channels.
0, // Channel Name string index.
0, // Terminal Name string index.
// Audio Feature Unit Descriptor
13, // The size of this descriptor.
USB_DTYPE_CS_INTERFACE, // Interface descriptor is class specific.
USB_ACDSTYPE_FEATURE_UNIT, // Descriptor sub-type is FEATURE_UNIT.
AUDIO_CONTROL_ID, // Unit ID for this interface.
AUDIO_IN_TERMINAL_ID, // ID of the Unit or Terminal to which this
// Feature Unit is connected.
2, // Size in bytes of an element of the
// bmaControls() array that follows.
// Master Mute control.
USBShort(USB_ACONTROL_MUTE),
// Left channel volume control.
USBShort(USB_ACONTROL_VOLUME),
// Right channel volume control.
USBShort(USB_ACONTROL_VOLUME),
0, // Feature unit string index.
// Audio Output Terminal Descriptor.
9, // The size of this descriptor.
USB_DTYPE_CS_INTERFACE, // Interface descriptor is class specific.
USB_ACDSTYPE_OUT_TERMINAL, // Descriptor sub-type is INPUT_TERMINAL.
AUDIO_OUT_TERMINAL_ID, // Terminal ID for this interface.
// Output type is a generic speaker.
USBShort(USB_ATTYPE_SPEAKER),
AUDIO_IN_TERMINAL_ID, // ID of the input terminal to which this
// output terminal is connected.
AUDIO_CONTROL_ID, // ID of the feature unit that this output
// terminal is connected to.
0, // Output terminal string index.
};
//音频流接口描述符
const unsigned char g_pAudioStreamInterface[] =
{
9, // Size of the interface descriptor.
USB_DTYPE_INTERFACE, // Type of this descriptor.
AUDIO_INTERFACE_OUTPUT, // The index for this interface.
0, // The alternate setting for this interface.
0, // The number of endpoints used by this
// interface.
USB_CLASS_AUDIO, // The interface class
USB_ASC_AUDIO_STREAMING, // The interface sub-class.
0, // Unused must be 0.
0, // The string index for this interface.
// Vendor-specific Interface Descriptor.
9, // Size of the interface descriptor.
USB_DTYPE_INTERFACE, // Type of this descriptor.
1, // The index for this interface.
1, // The alternate setting for this interface.
1, // The number of endpoints used by this
// interface.
USB_CLASS_AUDIO, // The interface class
USB_ASC_AUDIO_STREAMING, // The interface sub-class.
0, // Unused must be 0.
0, // The string index for this interface.
// Class specific Audio Streaming Interface descriptor.
7, // Size of the interface descriptor.
USB_DTYPE_CS_INTERFACE, // Interface descriptor is class specific.
USB_ASDSTYPE_GENERAL, // General information.
AUDIO_IN_TERMINAL_ID, // ID of the terminal to which this streaming
// interface is connected.
1, // One frame delay.
USBShort(USB_ADF_PCM), //
// Format type Audio Streaming descriptor.
11, // Size of the interface descriptor.
USB_DTYPE_CS_INTERFACE, // Interface descriptor is class specific.
USB_ASDSTYPE_FORMAT_TYPE, // Audio Streaming format type.
USB_AF_TYPE_TYPE_I, // Type I audio format type.
2, // Two audio channels.
2, // Two bytes per audio sub-frame.
16, // 16 bits per sample.
1, // One sample rate provided.
USB3Byte(48000), // Only 48000 sample rate supported.
// Endpoint Descriptor
9, // The size of the endpoint descriptor.
USB_DTYPE_ENDPOINT, // Descriptor type is an endpoint.
// OUT endpoint with address
// ISOC_OUT_ENDPOINT.
USB_EP_DESC_OUT | USB_EP_TO_INDEX(ISOC_OUT_ENDPOINT),
USB_EP_ATTR_ISOC | // Endpoint is an adaptive isochronous data
USB_EP_ATTR_ISOC_ADAPT | // endpoint.
USB_EP_ATTR_USAGE_DATA,
USBShort(ISOC_OUT_EP_MAX_SIZE), // The maximum packet size.
1, // The polling interval for this endpoint.
0, // Refresh is unused.
0, // Synch endpoint address.
// Audio Streaming Isochronous Audio Data Endpoint Descriptor
7, // The size of the descriptor.
USB_ACSDT_ENDPOINT, // Audio Class Specific Endpoint Descriptor.
USB_ASDSTYPE_GENERAL, // This is a general descriptor.
USB_EP_ATTR_ACG_SAMPLING, // Sampling frequency is supported.
USB_EP_LOCKDELAY_UNDEF, // Undefined lock delay units.
USBShort(0), // No lock delay.
};
第三：USB音频设备枚举。
/枚举用到函数
static void USBDGetStatus(tUSBRequest *pUSBRequest);
static void USBDClearFeature(tUSBRequest *pUSBRequest);
static void USBDSetFeature(tUSBRequest *pUSBRequest);
static void USBDSetAddress(tUSBRequest *pUSBRequest);
static void USBDGetDescriptor(tUSBRequest *pUSBRequest);
static void USBDSetDescriptor(tUSBRequest *pUSBRequest);
static void USBDGetConfiguration(tUSBRequest *pUSBRequest);
static void USBDSetConfiguration(tUSBRequest *pUSBRequest);
static void USBDGetInterface(tUSBRequest *pUSBRequest);
static void USBDSetInterface(tUSBRequest *pUSBRequest);
static void USBDEP0StateTx(void);
static long USBDStringIndexFromRequest(unsigned short usLang,
unsigned short usIndex);
//该结构能够完整表述USB设备枚举过程。
typedef struct
{
//当前USB设备地址，也可以能过DEV_ADDR_PENDING最高位改变.
volatile unsigned long ulDevAddress;
//保存设备当前生效的配置.
unsigned long ulConfiguration;
//当前设备的接口设置
unsigned char ucAltSetting;
//指向端点0正发接收或者发送的数据组。
unsigned char *pEP0Data;
//指示端点0正发接收或者发送数据的剩下数据量。
volatile unsigned long ulEP0DataRemain;
//端点0正发接收或者发送数据的数据总量
unsigned long ulOUTDataSize;
//当前设备状态
unsigned char ucStatus;
//在处理过程中是否使用wakeup信号。
tBoolean bRemoteWakeup;
//bRemoteWakeup信号计数。
unsigned char ucRemoteWakeupCount;
}
tDeviceState;
//定义端点输出/输入。
#define HALT_EP_IN 0
#define HALT_EP_OUT 1
//端点0的状态，在枚举过程中使用。
typedef enum
{
//等待主机请求。
USB_STATE_IDLE,
//通过IN端口0给主机发送数块。
USB_STATE_TX,
//通过OUT端口0从主机接收数据块。
USB_STATE_RX,
//端点0发送/接收完成，等待主机应答。
USB_STATE_STATUS,
//端点0STALL，等待主机响应STALL。
USB_STATE_STALL
}
tEP0State;
//端点0最大传输包大小。
#define EP0_MAX_PACKET_SIZE 64
//用于指示设备地址改变
#define DEV_ADDR_PENDING 0x80000000
//总线复位后，默认的配置编号。
#define DEFAULT_CONFIG_ID 1
//REMOTE_WAKEUP的信号毫秒数，在协议中定义为1ms-15ms.
#define REMOTE_WAKEUP_PULSE_MS 10
//REMOTE_WAKEUP保持20ms.
#define REMOTE_WAKEUP_READY_MS 20
//端点0的读数据缓存。
static unsigned char g_pucDataBufferIn[EP0_MAX_PACKET_SIZE];
//定义当前设备状态信息实例。
static volatile tDeviceState g_sUSBDeviceState;
//定义当前端点0的状态
static volatile tEP0State g_eUSBDEP0State = USB_STATE_IDLE;
//请求函数表。
static const tStdRequest g_psUSBDStdRequests[] =
{
USBDGetStatus,
USBDClearFeature,
0,
USBDSetFeature,
0,
USBDSetAddress,
USBDGetDescriptor,
USBDSetDescriptor,
USBDGetConfiguration,
USBDSetConfiguration,
USBDGetInterface,
USBDSetInterface,
};
//在读取usb中断时合并使用。
#define USB_INT_RX_SHIFT 8
#define USB_INT_STATUS_SHIFT 24
#define USB_RX_EPSTATUS_SHIFT 16
//端点控制状态寄存器转换
#define EP_OFFSET(Endpoint) (Endpoint - 0x10)
//从端点0的FIFO中获取数据。
long USBEndpoint0DataGet(unsigned char *pucData, unsigned long *pulSize)
{
unsigned long ulByteCount;
//判断端点0的数据是否接收完成。
if((HWREGH(USB0_BASE + USB_O_CSRL0) & USB_CSRL0_RXRDY) == 0)
{
*pulSize = 0;
return(-1);
}
//USB_O_COUNT0指示端点0收到的数据量。
ulByteCount = HWREGH(USB0_BASE + USB_O_COUNT0 + USB_EP_0);
//确定读回的数据量。
ulByteCount = (ulByteCount < *pulSize) ? ulByteCount : *pulSize;
*pulSize = ulByteCount;
//从FIFO中读取数据。
for(; ulByteCount > 0; ulByteCount--)
{
*pucData++ = HWREGB(USB0_BASE + USB_O_FIFO0 + (USB_EP_0 >> 2));
}
return(0);
}
//端点0应答。
void USBDevEndpoint0DataAck(tBoolean bIsLastPacket)
{
HWREGB(USB0_BASE + USB_O_CSRL0) =
USB_CSRL0_RXRDYC | (bIsLastPacket ? USB_CSRL0_DATAEND : 0);
}
// 向端点0中放入数据。
long USBEndpoint0DataPut(unsigned char *pucData, unsigned long ulSize)
{
if(HWREGB(USB0_BASE + USB_O_CSRL0 + USB_EP_0) & USB_CSRL0_TXRDY)
{
return(-1);
}
for(; ulSize > 0; ulSize--)
{
HWREGB(USB0_BASE + USB_O_FIFO0 + (USB_EP_0 >> 2)) = *pucData++;
}
return(0);
}
//向端点0中写入数据。
long USBEndpoint0DataSend(unsigned long ulTransType)
{
//判断是否已经有数据准备好。
if(HWREGB(USB0_BASE + USB_O_CSRL0 + USB_EP_0) & USB_CSRL0_TXRDY)
{
return(-1);
}
HWREGB(USB0_BASE + USB_O_CSRL0 + USB_EP_0) = ulTransType & 0xff;
return(0);
}
//端点0从主机上获取数据。
void USBRequestDataEP0(unsigned char *pucData, unsigned long ulSize)
{
g_eUSBDEP0State = USB_STATE_RX;
g_sUSBDeviceState.pEP0Data = pucData;
g_sUSBDeviceState.ulOUTDataSize = ulSize;
g_sUSBDeviceState.ulEP0DataRemain = ulSize;
}
//端点0请求发送数据。
void USBSendDataEP0(unsigned char *pucData, unsigned long ulSize)
{
g_sUSBDeviceState.pEP0Data = pucData;
g_sUSBDeviceState.ulEP0DataRemain = ulSize;
g_sUSBDeviceState.ulOUTDataSize = ulSize;
USBDEP0StateTx();
}
//端点0处于停止状态。
void USBStallEP0(void)
{
HWREGB(USB0_BASE + USB_O_CSRL0) |= (USB_CSRL0_STALL | USB_CSRL0_RXRDYC);
g_eUSBDEP0State = USB_STATE_STALL;
}
//从端点0中获取一个请求。
static void USBDReadAndDispatchRequest(void)
{
unsigned long ulSize;
tUSBRequest *pRequest;
pRequest = (tUSBRequest *)g_pucDataBufferIn;
ulSize = EP0_MAX_PACKET_SIZE;
USBEndpoint0DataGet(g_pucDataBufferIn, &ulSize);
if(!ulSize)
{
return;
}
//判断是否是标准请求。
if((pRequest->bmRequestType & USB_RTYPE_TYPE_M) != USB_RTYPE_STANDARD)
{
UARTprintf("非标准请求...............\r\n");
}
else
{
//调到标准请求处理函数中。
if((pRequest->bRequest <
(sizeof(g_psUSBDStdRequests) / sizeof(tStdRequest))) &&
(g_psUSBDStdRequests[pRequest->bRequest] != 0))
{
g_psUSBDStdRequests[pRequest->bRequest](pRequest);
}
else
{
USBStallEP0();
}
}
}
//枚举过程。
// USB_STATE_IDLE -*--> USB_STATE_TX -*-> USB_STATE_STATUS -*->USB_STATE_IDLE
// | | |
// |--> USB_STATE_RX - |
// | |
// |--> USB_STATE_STALL ---------->---------
//
// ----------------------------------------------------------------
// | Current State | State 0 | State 1 |
// | --------------------|-------------------|----------------------
// | USB_STATE_IDLE | USB_STATE_TX/RX | USB_STATE_STALL |
// | USB_STATE_TX | USB_STATE_STATUS | |
// | USB_STATE_RX | USB_STATE_STATUS | |
// | USB_STATE_STATUS | USB_STATE_IDLE | |
// | USB_STATE_STALL | USB_STATE_IDLE | |
// ----------------------------------------------------------------
void USBDeviceEnumHandler(void)
{
unsigned long ulEPStatus;
//获取中断状态。
ulEPStatus = HWREGH(USB0_BASE + EP_OFFSET(USB_EP_0) + USB_O_TXCSRL1);
ulEPStatus |= ((HWREGH(USB0_BASE + EP_OFFSET(USB_EP_0) + USB_O_RXCSRL1)) <<
USB_RX_EPSTATUS_SHIFT);
//端点0的状态。
switch(g_eUSBDEP0State)
{
case USB_STATE_STATUS:
{
UARTprintf("USB_STATE_STATUS...............\r\n");
g_eUSBDEP0State = USB_STATE_IDLE;
//判断地址改变。
if(g_sUSBDeviceState.ulDevAddress & DEV_ADDR_PENDING)
{
//设置地址。
g_sUSBDeviceState.ulDevAddress &= ~DEV_ADDR_PENDING;
HWREGB(USB0_BASE + USB_O_FADDR) =
(unsigned char)g_sUSBDeviceState.ulDevAddress;
}
//端点0接收包准备好。
if(ulEPStatus & USB_DEV_EP0_OUT_PKTRDY)
{
USBDReadAndDispatchRequest();
}
break;
}
//等待从主机接收数据。
case USB_STATE_IDLE:
{
if(ulEPStatus & USB_DEV_EP0_OUT_PKTRDY)
{
USBDReadAndDispatchRequest();
}
break;
}
//数据处理好，准备发送。
case USB_STATE_TX:
{
USBDEP0StateTx();
break;
}
//接收数据。
case USB_STATE_RX:
{
unsigned long ulDataSize;
if(g_sUSBDeviceState.ulEP0DataRemain > EP0_MAX_PACKET_SIZE)
{
ulDataSize = EP0_MAX_PACKET_SIZE;
}
else
{
ulDataSize = g_sUSBDeviceState.ulEP0DataRemain;
}
USBEndpoint0DataGet(g_sUSBDeviceState.pEP0Data, &ulDataSize);
if(g_sUSBDeviceState.ulEP0DataRemain < EP0_MAX_PACKET_SIZE)
{
USBDevEndpoint0DataAck(true);
g_eUSBDEP0State = USB_STATE_IDLE;
if(g_sUSBDeviceState.ulOUTDataSize != 0)
{
}
}
else
{
USBDevEndpoint0DataAck(false);
}
g_sUSBDeviceState.pEP0Data += ulDataSize;
g_sUSBDeviceState.ulEP0DataRemain -= ulDataSize;
break;
}
//停止状态
case USB_STATE_STALL:
{
if(ulEPStatus & USB_DEV_EP0_SENT_STALL)
{
HWREGB(USB0_BASE + USB_O_CSRL0) &= ~(USB_DEV_EP0_SENT_STALL);
g_eUSBDEP0State = USB_STATE_IDLE;
}
break;
}
default:
{
break;
}
}
}
设备枚举过程中USBDSetAddress和USBDGetDescriptor很重要，下面只列出这两个函数的具体内容。
// SET_ADDRESS 标准请求。
static void USBDSetAddress(tUSBRequest *pUSBRequest)
{
USBDevEndpoint0DataAck(true);
g_sUSBDeviceState.ulDevAddress = pUSBRequest->wValue | DEV_ADDR_PENDING;
g_eUSBDEP0State = USB_STATE_STATUS;
//HandleSetAddress();
}
//GET_DESCRIPTOR 标准请求。
static void USBDGetDescriptor(tUSBRequest *pUSBRequest)
{
USBDevEndpoint0DataAck(false);
switch(pUSBRequest->wValue >> 8)
{
case USB_DTYPE_DEVICE:
{
g_sUSBDeviceState.pEP0Data =
(unsigned char *)g_pDFUDeviceDescriptor;
g_sUSBDeviceState.ulEP0DataRemain = g_pDFUDeviceDescriptor[0];
break;
}
case USB_DTYPE_CONFIGURATION:
{
unsigned char ucIndex;
ucIndex = (unsigned char)(pUSBRequest->wValue & 0xFF);
if(ucIndex != 0)
{
USBStallEP0();
g_sUSBDeviceState.pEP0Data = 0;
g_sUSBDeviceState.ulEP0DataRemain = 0;
}
else
{
g_sUSBDeviceState.pEP0Data =
(unsigned char *)g_pDFUConfigDescriptor;
g_sUSBDeviceState.ulEP0DataRemain =
*(unsigned short *)&(g_pDFUConfigDescriptor[2]);
}
break;
}
case USB_DTYPE_STRING:
{
long lIndex;
lIndex = USBDStringIndexFromRequest(pUSBRequest->wIndex,
pUSBRequest->wValue & 0xFF);
if(lIndex == -1)
{
USBStallEP0();
break;
}
g_sUSBDeviceState.pEP0Data =
(unsigned char *)g_pStringDescriptors[lIndex];
g_sUSBDeviceState.ulEP0DataRemain = g_pStringDescriptors[lIndex][0];
break;
}
case 0x22:
{
//USBDevEndpoint0DataAck(false);
g_sUSBDeviceState.pEP0Data = (unsigned char *)ReportDescriptor;
g_sUSBDeviceState.ulEP0DataRemain = sizeof(&ReportDescriptor[0]);
//USBDEP0StateTx();
}
default:
{
USBStallEP0();
break;
}
}
if(g_sUSBDeviceState.pEP0Data)
{
if(g_sUSBDeviceState.ulEP0DataRemain > pUSBRequest->wLength)
{
g_sUSBDeviceState.ulEP0DataRemain = pUSBRequest->wLength;
}
USBDEP0StateTx();
}
}
第四：USB音频数据处理与控制。此过程包括数据处理，音量控制，静音控制等，控制过程较为复杂，在此不在一一讲解，可以参考相关USB音频设备书籍。在第6章有讲其它方法进行开发。
4.3 使用USB库开发
使用USB库函数进行开发，开发人员可以不深入研究USB协议，包括枚举过程、中断处理、数据处理等。使用库函数提供的API接口函数就可以完成开发工作。使用USB库函数方便、快捷、缩短开发周期、不易出现bug，但占用存储空间、内存较大，由于Stellaris USB处理器的存储空间达128K，远远超过程序需要的存储空间，所以使用USB库函数开发是比较好的方法。
例如：使用库函数开发一个USB鼠标。
1.完成字符串描述符。
//语言描述符
const unsigned char g_pLangDescriptor[] =
{
4,
USB_DTYPE_STRING,
USBShort(USB_LANG_EN_US)
};
//制造商 字符串 描述符
const unsigned char g_pManufacturerString[] =
{
(17 + 1) * 2,
USB_DTYPE_STRING,
'T', 0, 'e', 0, 'x', 0, 'a', 0, 's', 0, ' ', 0, 'I', 0, 'n', 0, 's', 0,
't', 0, 'r', 0, 'u', 0, 'm', 0, 'e', 0, 'n', 0, 't', 0, 's', 0,
};
//产品 字符串 描述符
const unsigned char g_pProductString[] =
{
(13 + 1) * 2,
USB_DTYPE_STRING,
'M', 0, 'o', 0, 'u', 0, 's', 0, 'e', 0, ' ', 0, 'E', 0, 'x', 0, 'a', 0,
'm', 0, 'p', 0, 'l', 0, 'e', 0
};
//产品 序列号 描述符
const unsigned char g_pSerialNumberString[] =
{
(8 + 1) * 2,
USB_DTYPE_STRING,
'1', 0, '2', 0, '3', 0, '4', 0, '5', 0, '6', 0, '7', 0, '8', 0
};
//设备接口字符串描述
const unsigned char g_pHIDInterfaceString[] =
{
(19 + 1) * 2,
USB_DTYPE_STRING,
'H', 0, 'I', 0, 'D', 0, ' ', 0, 'M', 0, 'o', 0, 'u', 0, 's', 0,
'e', 0, ' ', 0, 'I', 0, 'n', 0, 't', 0, 'e', 0, 'r', 0, 'f', 0,
'a', 0, 'c', 0, 'e', 0
};
// 配置字符串描述
const unsigned char g_pConfigString[] =
{
(23 + 1) * 2,
USB_DTYPE_STRING,
'H', 0, 'I', 0, 'D', 0, ' ', 0, 'M', 0, 'o', 0, 'u', 0, 's', 0,
'e', 0, ' ', 0, 'C', 0, 'o', 0, 'n', 0, 'f', 0, 'i', 0, 'g', 0,
'u', 0, 'r', 0, 'a', 0, 't', 0, 'i', 0, 'o', 0, 'n', 0
};
//字符串描述符集合
const unsigned char * const g_pStringDescriptors[] =
{
g_pLangDescriptor,
g_pManufacturerString,
g_pProductString,
g_pSerialNumberString,
g_pHIDInterfaceString,
g_pConfigString
};
#define NUM_STRING_DESCRIPTORS (sizeof(g_pStringDescriptors) / \
sizeof(unsigned char *))
2.了解鼠标设备tUSBDHIDMouseDevice在库函数中的定义，并完成鼠标设备实例。
//定义USB鼠标实例
tHIDMouseInstance g_sMouseInstance;
//定义USB鼠标相关信息
const tUSBDHIDMouseDevice g_sMouseDevice =
{
USB_VID_STELLARIS,
USB_PID_MOUSE,
500,
USB_CONF_ATTR_SELF_PWR,
MouseHandler,
(void *)&g_sMouseDevice,
g_pStringDescriptors,
NUM_STRING_DESCRIPTORS,
&g_sMouseInstance
};
3.初始化USB鼠标设备，并进行数据处理。
//初始化USB鼠标设备，只需用这个函数就完成配置，包括枚举配置。
USBDHIDMouseInit(0, (tUSBDHIDMouseDevice *)&g_sMouseDevice);
//数据处理，改变鼠标位置和按键状态。
USBDHIDMouseStateChange((void *)&g_sMouseDevice,
(char)lDeltaX, (char)lDeltaY,
ucButtons);
从库函数开发USB鼠标设备过程中可以看出，使用USB库函数开发非常简单、方便、快捷，不用考虑底层的驱动、类协议。在HID类中，报告符本身就很复杂，但是使用USB库函数开发完全屏蔽报告符配置过程。从第五章开始介绍使用USB库函数开发USB设备与主机。
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