初学者USB技术入门总结

2012-04-19 17:41:13来源: 互联网

初涉学USB,初学者USB入门总结

一,概述
现在很多的主控上都带有USB的功能,但是对于初学者来说,这方面应用还是比较棘手,因为usb的不但固件程序需要编写,PC端的驱动也要编写,而且驱动写好了还要写个上位机才能看出效果。这样调试起来十分困难,建议从USB的键盘,鼠标开始做,了解清楚了,再做自己的协议就比较简单了。
USB的概念历史啥的这里就不说了。我们先不管具体的数据包格式,这一节先从整个包的层面上简单的说,过程是这样的,
---------------------------------------设备插入-------------------------------------------------------------
1)    主机会轮回查询各个USB端口,主机检测到D+与D-之间有电压差,就认为有新的设置接入。主机等待100ms后发出复位请求。设备接到复位请求后将产生一个外部中断信号。
---------------------------------------枚举过程------------------------------------------------------------
2)    主机这时候只是知道有新的设备插入了,但是不知道插进来个什么东西,所以就开始询问它是什么设备,怎么用,负荷能力怎么样。这个时侯就进入了枚举过程。因为刚刚插入的设备没有分配地址,就用默认地址0,首先发送一个Get_descriptor(获取设备描述符)指令包,设备接到包后就开始解析包(其实就是你在固件程序里判断处理) ,然后按固定格式返回自己设备的设备描述符,这一步主要是主机知道你的USB设备的基础属性,比如支持的传输数据长度,电流负荷多少,支持那个USB版本,以及以后方便电脑找驱动的PID,VID。
3)    这时候主机知道你(你做的设备,简称你吧)的数据长度还有电流大小后,下一步就是给你分配一个属于你的地址。
4)    给你一个地址后就开始询问你的具体配置。首先发送一个试探性的设备配置请求Get_configuration(要求固定返回9个设备配置字),你接到后就开始发送9字节的设备配置字,其中包括你的配置字的总长度,这样主机就知道你的配置到底有多长,然后再发一次设备配置请求,这时你就开始上传所有的配置字。这个时侯主机就已经很明白你的工作方式就各种特性,然后就可以正常工作了
5)    如果你在前面的某些配置(以后章节详细说明)要求要说明自己的名字什么的,这里还要上传字符串描述符。
6)    如果是鼠标或者键盘还要上传报告描述符
---------------------------------------正常数据阶段------------------------------------------------------
7)    这个时侯你已经被主机正式接受并且注册了,你可以通过自己写测驱动或通用驱动与电脑进行通讯了。

以上是简单的描述,详细的后面章节再做介绍,学习一个东西关键是首先要知道这个东西是什么,简单的工作原理。对于USB的工作我这里做个比方,
     主机好比一个公司,你就是USB设备,要进入公司首先要面试(枚举),你到了面试现场(第一次插入设备),面试官首先了解到你的外表,性别已经你要应聘的岗位(设备描述符),然后给你一个号,以后就开始按号叫人,当你被叫到就开始问你的专业知识,性格等(配置描述符),如果你比较合适(通过了枚举)你就会录取了,并且注册一个你的信息到公司(驱动安装,并且写入注册表)。等你下次来公司,只要把工号(PID,VID)报上,就知道是你来了。

初涉USB,初学者USB入门总结(2) 设备固件程序

二,实际数据过程测试
(图片颜色显示不出,可以到我博客http://blog.csdn.net/arthur05611/archive/2009/02/23/3929778.aspx)
这节主要是对固件里的USB请求处理有个概念,还有就是调试的方法。大篇幅的程序配合,如果不关心这一块的话可以跳过,呵呵。
为了更好的说明整个USB启动过程,我们可以用串口实时的跟踪各个USB中断。不过这里先不用串口进行测试,只是简单的用一组变量记录过程。测试程序如下(以下会有程序的说明):

uchar test[100];//100长度的变量,记录过程
uchar conters=0;//记录计数值,
/*------------------------------------------------------------
        高校电子联盟--肖继达
     QQ:258347765    
-------------------------------------------------------------*/

void EXT_int(void)//USB中断响应函数
{
    /*------------------------------------------------------------
          Check interrupt status register to know interrupt
       source.
    ------------------------------------------------------------*/

    if (USB_BUSRESET_ASS_INT())
    {   /* USB bus reset */
        /*  for USB Rev.1.1
                     After USB bus reset released, 10msec recoverly time we have.
                     Follwing request must be processed normally.
        */

        CLR_BUS_RESET_STATE();  /* USB bus reset status clear */

        /*------------------------------------------------------------
           Endpoint0 setting
        ------------------------------------------------------------*/
        /* Tx/Rx payload size setting */ 
        /* Rx payload is fixed as 8-byte or 32-byte, therefor the 
           setting has no meaninig */

        SET_PAYLOAD_EPn(EP0RX, device_descriptor.bMaxPacketSize0);
        SET_PAYLOAD_EPn(EP0TX, device_descriptor.bMaxPacketSize0);
        /* Stall bit, the value undefined after reset, cleared */
        CLR_STALL_EPn(EP0);
              
        /*------------------------------------------------------------
           Misceronous status variable initialization
        ------------------------------------------------------------*/
        usb_status.configuration = NULL;
        usb_status.remote_wakeup = 0;
        usb_status.address = 0;
        usb_status.dvcstate = DEFAULT_STATE;    /* Device state :DEFAULT */
        usb_status.stall_req = 0;
               #ifdef Debug
                     test[conters]='!';
                     conters++;
                     #endif

        /*------------------------------------------------------------
           Callback to application layer
        ------------------------------------------------------------*/
        (*usb_status.callback)();
    }
    else if (SUSPENDED_INT())
    {   /* suspended state */
        /* for USB Rev.1.1
                     Transit to suspended state after detect the USB line has kept idle over 3msec.
                     After resume detected, end suspend state in 3msec to be able to respond
                     the host request.
        */
              CLR_SUSPENDED_STATE();
                     #ifdef Debug
                     test[conters]='@';
                     conters++;
                     #endif

    }

    else if (AWAKE_INT())
    {   /* Deveice awake state */
        /* AWAKE procedure */

[1] [2] [3]

关键字:USB技术  入门总结

编辑:神话 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/mndz/2012/0419/article_15776.html
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