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STM32学习笔记之USB虚拟串口描述符简介

2018-10-23来源: eefocus关键字:STM32  USB  虚拟串口

Descriptor即描述符,是一个完整的数据结构,可以通过C语言等编程实现,并存储在USB设备中,用于描述一个USB设备的所有属性,USB主机是通过一系列命令来要求设备发送这些信息的。它的作用就是通过如问答节中的命令***作来给主机传递信息,从而让主机知道设备具有什么功能、属于哪一类设备、要占用多少带宽、使用哪类传输方式及数据量的大小,只有主机确定了这些信息之后,设备才能真正开始工作,所以描述符也是十分重要的部分,要好好掌握。标准的描述符有5种,USB为这些描述符定义了编号:


1——设备描述符


2——配置描述符


3——字符描述符


4——接口描述符


5——端点描述符


上面的描述符之间有一定的关系,一个设备只有一个设备描述符,而一个设备描述符可以包含多个配置描述符,而一个配置描述符可以包含多个接口描述符,一个接口使用了几个端点,就有几个端点描述符。这间描述符是用一定的字段构成的,分别如下说明:


1、设备描述符


struct _DEVICE_DEscriptOR_STRUCT


{


BYTE bLength; //设备描述符的字节数大小,为0x12


BYTE bDescriptorType; //描述符类型编号,为0x01


WORD bcdUSB; //USB版本号


BYTE bDeviceClass; //USB分配的设备类代码,0x01~0xfe为标准设备类,0xff为厂商自定义类型


//0x00不是在设备描述符中定义的,如HID


BYTE bDeviceSubClass; //usb分配的子类代码,同上,值由USB规定和分配的


BYTE bDeviceProtocl; //USB分配的设备协议代码,同上


BYTE bMaxPacketSize0; //端点0的最大包的大小


WORD idVendor; //厂商编号


WORD idProduct; //产品编号


WORD bcdDevice; //设备出厂编号


BYTE iManufacturer; //描述厂商字符串的索引


BYTE iProduct; //描述产品字符串的索引


BYTE iSerialNumber; //描述设备序列号字符串的索引


BYTE bNumConfiguration; //可能的配置数量


}


2、配置描述符


struct _CONFIGURATION_DEscriptOR_STRUCT


{


BYTE bLength; //设备描述符的字节数大小,为0x12


BYTE bDescriptorType; //描述符类型编号,为0x01


WORD wTotalLength; //配置所返回的所有数量的大小


BYTE bNumInterface; //此配置所支持的接口数量


BYTE bConfigurationVale; //Set_Configuration命令需要的参数值


BYTE iConfiguration; //描述该配置的字符串的索引值


BYTE bmAttribute; //供电模式的选择


BYTE MaxPower; //设备从总线提取的最大电流


}


3、字符描述符


struct _STRING_DEscriptOR_STRUCT


{


BYTE bLength; //设备描述符的字节数大小,为0x12


BYTE bDescriptorType; //描述符类型编号,为0x01


BYTE SomeDescriptor[36]; //UNICODE编码的字符串


}


4、接口描述符


struct _INTERFACE_DEscriptOR_STRUCT


{


BYTE bLength; //设备描述符的字节数大小,为0x12


BYTE bDescriptorType; //描述符类型编号,为0x01


BYTE bInterfaceNunber; //接口的编号


BYTE bAlternateSetting;//备用的接口描述符编号


BYTE bNumEndpoints; //该接口使用端点数,不包括端点0


BYTE bInterfaceClass; //接口类型


BYTE bInterfaceSubClass;//接口子类型


BYTE bInterfaceProtocol;//接口所遵循的协议


BYTE iInterface; //描述该接口的字符串索引值


}


5、端点描述符


struct _ENDPOIN_DEscriptOR_STRUCT


{


BYTE bLength; //设备描述符的字节数大小,为0x12


BYTE bDescriptorType; //描述符类型编号,为0x01


BYTE bEndpointAddress; //端点地址及输入输出属性


BYTE bmAttribute; //端点的传输类型属性


WORD wMaxPacketSize; //端点收、发的最大包的大小


BYTE bInterval; //主机查询端点的时间间隔


}


具体分析如下:


1、描述设备类型Device Descriptor


      包含了设备名称,类别,生产厂家等等信息,通过得到的这些信息Host会去找到合适的设备驱动程序在主机上加载驱动。




/* USB Standard Device Descriptor */

const u8 Virtual_Com_Port_DeviceDescriptor[] =

  {

    0x12,   /* bLength */  //USB设备描述符的总长度固定为18个字节,因此为12H

    USB_DEVICE_DESCRIPTOR_TYPE,     /* bDescriptorType */  //USB设备描述符的类型值,固定为01H

    0x00,                               //USB遵循的规范版本号,USB2.0; 0xXXYZ,XX为主版本号,Y为次版本号,Z为子次版本号

    0x02,   /* bcdUSB = 2.00 */

    0x02,   /* bDeviceClass: CDC */       //USB所遵循的标准设备类。0表示设备的接口相互独立,分别属于不同的设备类;

                                       //1~FEH之间表示USB协议中定义的某个类。03H表示HID类,02H表示CDC类。

                                       //FFH表示供应商自定义的设备类

    0x00,   /* bDeviceSubClass */       //USB设备所属的标准设备子类。对于显示设备类(04H),包含3个子类,

                                       //子类代码01H表示CRT显示器,02H表示平面显示器,03H表示3D显示器。

                                       //bDeviceClass为0时,该值为0;该值为FFH时,表示供应商自定义的设备子类

    0x00,   /* bDeviceProtocol */       //采用的设备类协议。该值为FFH时表示设备类协议由供应商自定义

    0x40,   /* bMaxPacketSize0 */       //端点0所支持最大数据包长度(字节),低速为8,全速为8,16,32或64,高速为64

    0x83,                               //设备供应商id,使主机为其加载合适驱动

    0x04,   /* idVendor = 0x0483 */

    0x40,                               //产品id,用于区分不同的usb设备

    0x57,   /* idProduct = 0x7540 */

    0x00,                               //设备版本号,帮助主机加载合适驱动

    0x01,   /* bcdDevice = 1.00 */

    1,              /* Index of string descriptor describing manufacturer */  //若没有,可为0

    2,              /* Index of string descriptor describing product */          //若没有,可为0

    3,              /* Index of string descriptor describing the device's serial number */       //若没有,可为0

    0x01    /* bNumConfigurations */    //USB设备所支持的配置数

  };



2、配置描述符Config Descriptor


    包含了接口类型,最大功耗(电流),供电方式等等信息,事实上这个配置描述项不仅仅是刚才说的这些作用,更多地,它需要通知主机设备所使用的ENDpoint的情况,使用的类驱动类型,等等信息


const u8 Virtual_Com_Port_ConfigDescriptor[] =

  {

    /*Configuation Descriptor*/

    0x09,   /* bLength: Configuation Descriptor size */           //配置描述符的长度,固定为9字节,09H

    USB_CONFIGURATION_DESCRIPTOR_TYPE,      /* bDescriptorType: Configuration */        //配置描述符类型,固定位02H

    VIRTUAL_COM_PORT_SIZ_CONFIG_DESC,       /* wTotalLength:no of returned bytes */        //配置信息总长度,配置描述符、接口描述符、端点描述符长度总和

    0x00,

    0x02,   /* bNumInterfaces: 2 interface */            //所支持的接口数, 最小值为1

    0x01,   /* bConfigurationValue: Configuration value */     //USB设备的配置值

    0x00,   /* iConfiguration: Index of string descriptor describing the configuration */ //字符串描述符索引,若没有,可为0

    0xC0,   /* bmAttributes: self powered */   //配置特性,可按位寻址,第六位置1表示用总线电源,第五位置1表示支持远程唤醒,其他字段保留

                                               //一般0~4位置0,第7位置1

    0x00,   /* MaxPower 0 mA */                   //USB设备运行时所支持的最大电流,2mA为单位

    /*Interface Descriptor*/

    0x09,   /* bLength: Interface Descriptor size */         //接口描述符长度,固定为9字节,09H

    USB_INTERFACE_DESCRIPTOR_TYPE,  /* bDescriptorType: Interface */  //接口描述符的类型值,固定位04H

    /* Interface descriptor type */

    0x00,   /* bInterfaceNumber: Number of Interface */          //USB接口的接口号

    0x00,   /* bAlternateSetting: Alternate setting */          //USB接口的可替换设置值

    0x01,   /* bNumEndpoints: One endpoints used */              //USB接口所使用的接口总数

    0x02,   /* bInterfaceClass: Communication Interface Class */    //USB接口所属的设备类,1~FEH表示某个设备类;FFH表示供应商自定义

    0x02,   /* bInterfaceSubClass: Abstract Control Model */

    0x01,   /* bInterfaceProtocol: Common AT commands */       //接口所采用的设备类协议

    0x00,   /* iInterface: */                                   //USB接口字符串描述符的索引值

    /*Header Functional Descriptor*/

    0x05,   /* bLength: Endpoint Descriptor size */

    0x24,   /* bDescriptorType: CS_INTERFACE */

    0x00,   /* bDescriptorSubtype: Header Func Desc */

    0x10,   /* bcdCDC: spec release number */

    0x01,

    /*Call Managment Functional Descriptor*/

    0x05,   /* bFunctionLength */

    0x24,   /* bDescriptorType: CS_INTERFACE */

    0x01,   /* bDescriptorSubtype: Call Management Func Desc */

    0x00,   /* bmCapabilities: D0+D1 */

    0x01,   /* bDataInterface: 1 */

    /*ACM Functional Descriptor*/

    0x04,   /* bFunctionLength */

    0x24,   /* bDescriptorType: CS_INTERFACE */

    0x02,   /* bDescriptorSubtype: Abstract Control Management desc */

    0x02,   /* bmCapabilities */

    /*Union Functional Descriptor*/

    0x05,   /* bFunctionLength */

    0x24,   /* bDescriptorType: CS_INTERFACE */

    0x06,   /* bDescriptorSubtype: Union func desc */

    0x00,   /* bMasterInterface: Communication class interface */

    0x01,   /* bSlaveInterface0: Data Class Interface */

    /*Endpoint 2 Descriptor*/                               //端点描述符长度固定为7字节,07H

    0x07,   /* bLength: Endpoint Descriptor size */

    USB_ENDPOINT_DESCRIPTOR_TYPE,   /* bDescriptorType: Endpoint */

    0x82,   /* bEndpointAddress: (IN2) */

    0x03,   /* bmAttributes: Interrupt */

    VIRTUAL_COM_PORT_INT_SIZE,      /* wMaxPacketSize: */

    0x00,

    0xFF,   /* bInterval: */

    /*Data class interface descriptor*/

    0x09,   /* bLength: Endpoint Descriptor size */

    USB_INTERFACE_DESCRIPTOR_TYPE,  /* bDescriptorType: */

    0x01,   /* bInterfaceNumber: Number of Interface */

    0x00,   /* bAlternateSetting: Alternate setting */

    0x02,   /* bNumEndpoints: Two endpoints used */

    0x0A,   /* bInterfaceClass: CDC */

    0x00,   /* bInterfaceSubClass: */

    0x00,   /* bInterfaceProtocol: */

    0x00,   /* iInterface: */

    /*Endpoint 3 Descriptor*/

    0x07,   /* bLength: Endpoint Descriptor size */

    USB_ENDPOINT_DESCRIPTOR_TYPE,   /* bDescriptorType: Endpoint */

    0x03,   /* bEndpointAddress: (OUT3) */

    0x02,   /* bmAttributes: Bulk */

    VIRTUAL_COM_PORT_DATA_SIZE,             /* wMaxPacketSize: */

    0x00,

    0x00,   /* bInterval: ignore for Bulk transfer */

    /*Endpoint 1 Descriptor*/

    0x07,   /* bLength: Endpoint Descriptor size */

    USB_ENDPOINT_DESCRIPTOR_TYPE,   /* bDescriptorType: Endpoint */

    0x81,   /* bEndpointAddress: (IN1) */

    0x02,   /* bmAttributes: Bulk */

    VIRTUAL_COM_PORT_DATA_SIZE,             /* wMaxPacketSize: */

    0x00,

    0x00    /* bInterval */

  };


由于上面我们在设置了使用USB CDC类,我们就要按照CDC的规则来设置,

按照CDC协议的内容FunctionalDescriptor只包含如下几个:


Header Functional Descriptor:


Abstract Control Management functional Descriptor :定义了Communication Class Interface所支持的命令集合。具         体到下面的内容为:设备不支持Send_Break,Set_line_Coding,Set_Control_Line_State,Get_Line_Coding,               Set_Comm_Feature,Clear_Comm_Feature,Get_Comm_Feature请求和Serial_State,Network_Connection消        息,也就是说禁用所有可选Abstract Control Model*的消息和请求,紧紧保留了必需的                                                            SEND_ENCAPSULATED_COMMAND,Get_ENCAPSULATED_COMMAND请求和RESPONSE_AVAILABLE消息。



Data class interface descriptor:

Call Manageament Functional Descriptor:该描述项定义了相关管理调用的约束和方式,设备发送接收管理信息使用通讯类接口,设备不自己调用管理功能。


UNION function descriptor:就是起到联系各个独立的Interface,描述其之间的关系的作用。


关键字:STM32  USB  虚拟串口

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/mcu/2018/ic-news102341969.html
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