本帖最后由 追风 于 2010-12-4 17:30 编辑

一、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.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 */
} 二、STM32处理器的USB接口 1、接口模块的内部结构 在书上有一个很好的USB内部接口模块内部结构图，比较好的解释了各个模块之间的关系，我这里试着用我自己的理解阐述一下吧。 首先在总线端（与D+、D-相连的那一端），通过模拟收发器与SIE连接。SIE使用48MHz的专用时钟。 与SIE相关的的有三大块：CPU内部控制、中断和端点控制寄存器，挂起定时器（这个好像是USB协议的要求，总线在一定时间内没有活动，SIE模块能够进入SUSPEND状态以节约电能），还有包缓冲区接口模块。 说到包缓冲区接口模块，这个对应的含义是，USB设备应该提供USB包缓冲区。这块缓冲区同时受到SIE和CPU核心的控制，用于CPU与SIE共享达到数据传输的目的。 所以CPU通过APB1总线接口访问，SIE通过包缓冲区接口模块访问，中间通过Arbiter来协调访问。 当然我们关注的中心点是控制、中断和端点控制寄存器。我们通过这些寄存器来获取总线传输的状态，控制各个端点的状态，并可以产生中断来让CPU处理当前的USB事件。 CPU可以通过APB1总线接口来访问这些寄存器。它们使用的都是PCLK1时钟。 2、USB模块的寄存器认识 （1）
控制寄存器CNTR 传输完成中断允许位。CTRM，1有效，如果SIE置位传输完成标志，则相应的数据传输完成中断发生。 第15位 包缓冲区溢出中断允许位 错误中断允许位 唤醒中断允许位。WKUPM。1有效，如果唤醒请求标志位置位，则产生唤醒中断。 挂起中断允许位。SUSPM，1有效，当总线挂起标志置位时，发生挂起中断。 复位中断允许位。RESETM。1有效，软件强制复位和总线复位信号，都能触发复位中断。 帧首中断允许位 期望帧首中断允许位。ESOFM。它的含义是没有收到帧首信号，允许发生中断。 第8位 向主机发送的唤醒请求，RESUME。1有效，主机收到该信号，将唤醒设备。这个由软件置位。 第4位 强制挂起控制，FSUSP。1有效。与由于总线无活动引起挂起的效果相同。 低功耗模式。前提是先进入挂起状态。由软件设置，一般又硬件复位（被唤醒后自动清零）。 断电模式控制位。PDWN。此位为1时，USB模块关闭。 强制复位控制。FRES。与总线上的复位信号产生相同的效果。也能产生复位中断. 第0位。 （