LM3s usb学习（第一章）

paulhyde · 发表于2011-10-18 08:02

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小川工作室编写，本书为LM3S的USB芯片编写，上传的均为草稿，还有没修改，可能还有很多地方不足，希望各位网友原谅！

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第1章 USB基础

1.1 USB介绍

USB，Universal Serial BUS（通用串行总线）的缩写，而其中文简称为“通用串型总线”，是一个外部总线标准，用于规范电脑与外部设备的连接和通讯。是应用在PC领域的接口技术。USB接口支持设备的即插即用和热插拔功能。在1994年底由英特尔、康柏、IBM、Microsoft等多家公司联合提出的，目前使用最多的是USB1.1和USB2.0，几乎每一台电脑上都有4-8个USB接头。USB3.0已经“崛起”，并向下兼容，USB3.0芯片已经大量生产。USB具有传输速度快（USB1.1是12Mbps，USB2.0是480Mbps, USB3.0是5 Gbps），使用方便，支持热插拔，连接灵活，独立供电等优点，可以连接鼠标、键盘、打印机、扫描仪、摄像头、闪存盘、MP3机、手机、数码相机、移动硬盘、外置光软驱、USB网卡、ADSL Modem、Cable Modem等，几乎所有的外部设备。所以，掌握一种USB开发是很重要的。

1.2 USB常用术语

USB主机：在任何USB系统中，只有一个主机。USB和主机系统的接口称作主机控制器，主机控制器可由硬件、固件和软件综合实现。

USB设备：主机的“下行”设备，为系统提供具体功能，并受主机控制的外部USB设备。也称作USB外设，使用USB B型连接器连接。

集线器：集线器扩展了USB主机所能连接设备的数量。

SIE：串行接口引擎，USB控制器内部的“核心”，将低级信号转换成字节，以供控制器使用，并负责处理底层协议，如填充位、CRC生成和校验，并可发出错误报告。

端点：位于USB外设内部，所有通信数据的来源或目的都基于这些端点，是一个可寻址的FIFO。似于高速公路收费口的入口或出口。一个端点地址对应一个方向。所以，端点2-IN与端点2-OUT完全不同。端点0默认双向控制传输，共享一个FIFO。

设备接口：非物理接口，是一种与主机通信的信道管理。设备接口中包含多个端点，与主机进行通信。

描述符：是一个数据结构，使主机了解设备的格式化信息。每一个描述符可能包含整个设备的信息，或是设备中的一个组件。标准USB设备有5种描述符：设备描述符、配置描述符、字符串描述符、接口描述符、端点描述符。

枚举：USB主机通过一系列命令要求设备发送描述符信息。从而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。

三种传输速率：低速模式传输速率为1.5Mbps，多用于键盘和鼠标。全速模式传输速率为12Mbps。高速模式传输速率为480Mbps

输入：相对主机而言，如果设备输入端点发送的数据为设备发送数据到主机。

输出：相对主机而言，如果设备输出端点接收的数据为主机发送到设备的数据。

1.3 USB设备枚举

对于USB设备来说，最重要的是枚举，让主机知道设备相关信息。枚举不成功，设备无法识别、使用。本节主要讲枚举过程，有关设备其它信息，请参阅USB官方协议手册。

1.3.1 USB设备请求

USB设备与主机连接时会发出USB请求命令。每个请求命令数据包由8个字节（5个字段）组成，具有相同的数据结构。

偏移量	域	大小	值	描述
0	bmRequestType	1	位	请求特征
1	bRequest	1	值	请求命令
2	wValue	2	值	请求不同，含义不同
4	wIndex	2	索引	请求不同，含义不同
6	wLength	2	值	数据传输阶段，为数据字节数

表1. 数据包的格式

C语言数据结构为：

typedef struct

{

//定义传输方向、接受者、接受者。

unsigned char bmRequestType;

//请求类型。

unsigned char bRequest;

//根据请求而定实际含义。

unsigned short wValue;

//根据请求而定，提供索引

unsigned short wIndex;

//在数据传输阶段时，指示传输数据的字节数

unsigned short wLength;

}

tUSBRequest;

① bmRequestType参数：

//位7，说明请求的传输方向.

#define USB_RTYPE_DIR_IN 0x80

#define USB_RTYPE_DIR_OUT 0x00

//位6:5，定义请求的类型

#define USB_RTYPE_TYPE_M 0x60

#define USB_RTYPE_VENDOR 0x40

#define USB_RTYPE_CLASS 0x20

#define USB_RTYPE_STANDARD 0x00

// 位4:0，定义接收者

#define USB_RTYPE_RECIPIENT_M 0x1f

#define USB_RTYPE_OTHER 0x03

#define USB_RTYPE_ENDPOINT 0x02

#define USB_RTYPE_INTERFACE 0x01

#define USB_RTYPE_DEVICE 0x00

② bRequest参数：

//标准请求的请求类型

#define USBREQ_GET_STATUS 0x00

#define USBREQ_CLEAR_FEATURE 0x01

#define USBREQ_SET_FEATURE 0x03

#define USBREQ_SET_ADDRESS 0x05

#define USBREQ_GET_DESCRIPTOR 0x06

#define USBREQ_SET_DESCRIPTOR 0x07

#define USBREQ_GET_CONFIG 0x08

#define USBREQ_SET_CONFIG 0x09

#define USBREQ_GET_INTERFACE 0x0a

#define USBREQ_SET_INTERFACE 0x0b

#define USBREQ_SYNC_FRAME 0x0c

③wValue参数：

ⓐ USBREQ_CLEAR_FEATURE和USBREQ_SET_FEATURE请求命令时：

#define USB_FEATURE_EP_HALT 0x0000 // Endpoint halt feature.

#define USB_FEATURE_REMOTE_WAKE 0x0001 // Remote wake feature, device only.

#define USB_FEATURE_TEST_MODE 0x0002 // Test mode

ⓑ USBREQ_GET_DESCRIPTOR请求命令时：

#define USB_DTYPE_DEVICE 1

#define USB_DTYPE_CONFIGURATION 2

#define USB_DTYPE_STRING 3

#define USB_DTYPE_INTERFACE 4

#define USB_DTYPE_ENDPOINT 5

#define USB_DTYPE_DEVICE_QUAL 6

#define USB_DTYPE_OSPEED_CONF 7

#define USB_DTYPE_INTERFACE_PWR 8

#define USB_DTYPE_OTG 9

#define USB_DTYPE_INTERFACE_ASC 11

#define USB_DTYPE_CS_INTERFACE 36

请求命令数据包由主机通过端点0发送，当设备端点为接收到请求命令数据包时，会发出端点0中断，控制器可以读取端点0中的数据，此数据格式为tUSBRequest所定义。根据bmRequestType判断是不是标准请求，bRequest获得具体请求类型，wValue指定更具体的对像，wIndex指出索引和偏移。在数据传输阶段时，wLength为传输数据的字节数。整个控制传输都依靠这11个标准请求命令，非标准请求通过callback函数返回给用户处理。

1.3.2 设备描述符

每一个设备都有自己的一套完整的描述符，包括设备描述符、配置描述符、接口描述符、端点描述符和字符串描述符。这些描述符反映设备特性，由特定格式排列的一组数据结构组。在USB设备枚举过程中，主机通过标准命令USBREQ_GET_DESCRIPTOR获取描述符，从而得知设备的各种特性。

① 设备描述符：

设备描述符给出了USB设备的一般信息。一个USB设备只能有一个设备描述符。主机发出USBREQ_GET_DESCRIPTOR请求命令，且wValue 值为USB_DTYPE_DEVICE时，获取设备描述符，标准设备描述符如表2：

偏移量	域	大小	值	描述
0	bLength	1	数字	此描述表的字节数
1	bDecriptorType	1	常量	描述表种类为设备
2	bcdUSB	2	BCD码	USB设备版本号（BCD 码）
4	bDeviceClass	1	类	设备类码
5	bDeviceSubClass	1	子类	子类码
6	bDevicePortocol	1	协议	协议码
7	bMaxPacketSize0	1	数字	端点0最大包大小（8,16,32,64）
8	idVendor	2	ID	厂商标志（VID）
10	idProduct	2	ID	产品标志（PID）
12	bcdDevice	2	BCD 码	设备发行号（BCD 码）
14	iManufacturer	1	索引	厂商信息字串索引
15	iProduct	1	索引	产品信息字串索引
16	iSerialNumber	1	索引	设备序列号信息字串索引
17	bNumConfigurations	1	数字	配置描述符数目

表2. 标准设备描述符

C语言设备描述符结构体为：

typedef struct

{

//本描述符字节数，设备描述符为18字节。

unsigned char bLength;

//本描述符类型，设备描述符为1，USB_DTYPE_DEVICE。

unsigned char bDescriptorType;

//USB版本号

unsigned short bcdUSB;

//设备类代码

unsigned char bDeviceClass;

//子类代码

unsigned char bDeviceSubClass;

//协议代码

unsigned char bDeviceProtocol;

//端点0最大包长

unsigned char bMaxPacketSize0;

//VIID

unsigned short idVendor;

//PID

unsigned short idProduct;

//设备发行号

unsigned short bcdDevice;

//厂商信息字串索引

unsigned char iManufacturer;

//产品信息字串索引

unsigned char iProduct;

//设备序列号信息字串索引

unsigned char iSerialNumber;

//配置描述符数目

unsigned char bNumConfigurations;

}

tDeviceDescriptor;

ⓐ bDecriptorType表示本描述符类型，不同描述符，取值不一样：

#define USB_DTYPE_DEVICE 1

#define USB_DTYPE_CONFIGURATION 2

#define USB_DTYPE_STRING 3

#define USB_DTYPE_INTERFACE 4

#define USB_DTYPE_ENDPOINT 5

#define USB_DTYPE_DEVICE_QUAL 6

ⓑ bDeviceClass本设备使用类的代码。

#define USB_CLASS_DEVICE 0x00

#define USB_CLASS_AUDIO 0x01

#define USB_CLASS_CDC 0x02

#define USB_CLASS_HID 0x03

#define USB_CLASS_PHYSICAL 0x05

#define USB_CLASS_IMAGE 0x06

#define USB_CLASS_PRINTER 0x07

#define USB_CLASS_MASS_STORAGE 0x08

#define USB_CLASS_HUB 0x09

#define USB_CLASS_CDC_DATA 0x0a

#define USB_CLASS_SMART_CARD 0x0b

#define USB_CLASS_SECURITY 0x0d

#define USB_CLASS_VIDEO 0x0e

#define USB_CLASS_HEALTHCARE 0x0f

#define USB_CLASS_DIAG_DEVICE 0xdc

#define USB_CLASS_WIRELESS 0xe0

#define USB_CLASS_MISC 0xef

#define USB_CLASS_APP_SPECIFIC 0xfe

#define USB_CLASS_VEND_SPECIFIC 0xff

#define USB_CLASS_EVENTS 0xffffffff

如果设备为鼠标，则bDeviceClass选为USB_CLASS_HID人机接口。

#define USB_HID_SCLASS_NONE 0x00

#define USB_HID_SCLASS_BOOT 0x01

bDevicePortocol有以下参数可选择：

#define USB_HID_PROTOCOL_NONE 0

#define USB_HID_PROTOCOL_KEYB 1

#define USB_HID_PROTOCOL_MOUSE 2

配置一个键盘设备描述符如下：

tDeviceDescriptor *HIDKEYDeviceDescriptor;

unsigned char g_pHIDDeviceDescriptor[] =

{

18, // Size of this structure.

USB_DTYPE_DEVICE, // Type of this structure.

USBShort(0x110), // USB version 1.1

USB_CLASS_HID, // USB Device Class

USB_HID_SCLASS_BOOT, // USB Device Sub-class

USB_HID_PROTOCOL_KEYB, // USB Device protocol

64, // Maximum packet size for default pipe.

USBShort(0x1234), // Vendor ID (VID).

USBShort(0x5678), // Product ID (PID).

USBShort(0x100), // Device Version BCD.

1, // Manufacturer string identifier.

2, // Product string identifier.

3, // Product serial number.

1 // Number of configurations.

};

HIDKEYDeviceDescriptor = (tDeviceDescriptor *)g_pHIDDeviceDescriptor;

② 配置描述符

配置描述符包括描述符的长度、供电方式、最大耗电量等，与设备配置相关的数据组。主机发出USBREQ_GET_DESCRIPTOR请求，且wValue 值为USB_DTYPE_CONFIGURATION时，获取设备描述符，那么此配置包含的所有接口描述符与端点描述符都将发送给USB主机。USB标准配置描述符如下表3：

偏移量	域	大小	值	描述
0	bLength	1	数字	字节数。
1	bDescriptorType	1	常量	配置描述符类型
2	wTotalLength	2	数字	配置总长（配置、接口、端点、设备类）
4	bNumInterfaces	1	数字	此配置所支持的接口个数
5	bCongfigurationValue	1	数字	USBREQ_SET_CONFIG请求选定此配置
6	iConfiguration	1	索引	配置的字串索引
7	bmAttributes	1	位图	实际电源模式
8	MaxPower	1	mA	总线电源耗费量，以 2mA 为一个单位

表3. 标准配置描述符

C语言配置描述符结构体为：

typedef struct

{

//配置描述符，长度为9。

unsigned char bLength;

//本描述符类型，2，USB_DTYPE_CONFIGURATION

unsigned char bDescriptorType;

//配置总长，包括配置、接口、端点、设备类描述符。

unsigned short wTotalLength;

//支持接口个数.

unsigned char bNumInterfaces;

// USBREQ_SET_CONFIG请求选定此配置

unsigned char bConfigurationValue;

//配置描述符的字串索引

unsigned char iConfiguration;

//电源模式

unsigned char bmAttributes;

//最大耗电量。2mA为单位。

unsigned char bMaxPower;

}

tConfigDescriptor;

bmAttributes电源模式参数：

#define USB_CONF_ATTR_PWR_M 0xC0 //方便使用，定义了一个屏蔽参数。

#define USB_CONF_ATTR_SELF_PWR 0xC0 //自身供电

#define USB_CONF_ATTR_BUS_PWR 0x80 //总线取电

#define USB_CONF_ATTR_RWAKE 0xA0 //Remove Wakeup

配置一个键盘配置描述符如下：

tConfigDescriptor *HIDKEYConfigDescriptor;

unsigned char g_pHIDDescriptor[] =

{

9, // Size of the configuration descriptor.

USB_DTYPE_CONFIGURATION, // Type of this descriptor.

USBShort(34), // The total size of this full structure.

1, // The number of interfaces in this

// configuration.

1, // The unique value for this configuration.

5, // The string identifier that describes this

// configuration.

USB_CONF_ATTR_SELF_PWR, // Bus Powered, Self Powered, remote wake up.

250, // The maximum power is.500mA.

};

HIDKEYConfigDescriptor = (tConfigDescriptor *)pHIDDescriptor;

③ 接口描述符

配置描述符中包含了一个或多个接口描述符，“接口”为“功能”意义，例如一个设备既有鼠标功能又有键盘功能，则这个设备至少就有两个“接口”。

如果配置描述符不止支持一个接口描述符，并且每个接口描述符都有一个或多个端点描述符，那么在响应USB主机的配置描述符命令时，USB设备的端点描述符总是紧跟着相关的接口描述符后面，作为配置描述符的一部分。接口描述符不可用Set_Descriptor和Get_Descriptor来存取。如果一个接口仅使用端点0，则接口描述符以后就不再返回端点描述符，并且此接口表现的是一个控制接口的特性，在这种情况下bNumberEndpoints域应被设置成0。接口描述符在说明端点个数并不把端点0计算在内。标准接口描述符如下表4：

偏移量	域	大小	值	说明
0	bLength	1	数字	此表的字节数
1	bDescriptorType	1	常量	接口描述表类
2	bInterfaceNumber	1	数字	接口号，从零开始
3	bAlternateSetting	1	数字	索引值
4	bNumEndpoints	1	数字	接口端点数量
5	bInterfaceClass	1	类	类值
6	bInterfaceSubClass	1	子类	子类码
7	bInterfaceProtocol	1	协议	协议码
8	iInterface	1	索引	接口字串描述索引

表4. 标准接口描述符

C语言接口描述符结构体为：

typedef struct

{

//接口描述符长度，9字节。

unsigned char bLength;

//本描述符类型，4，USB_DTYPE_INTERFACE

unsigned char bDescriptorType;

//接口号，从0开始编排。

unsigned char bInterfaceNumber;

//接口索引值

unsigned char bAlternateSetting;

//本接口使用除端点0外的端点数。

unsigned char bNumEndpoints;

//USB接口类码。

unsigned char bInterfaceClass;

//子类码

unsigned char bInterfaceSubClass;

//接口协议

unsigned char bInterfaceProtocol;

//描述本接口的字符串索引

unsigned char iInterface;

}

tInterfaceDescriptor;

bInterfaceClass接口使用类的代码：

#define USB_CLASS_DEVICE 0x00

#define USB_CLASS_AUDIO 0x01

#define USB_CLASS_CDC 0x02

#define USB_CLASS_HID 0x03

#define USB_CLASS_PHYSICAL 0x05

#define USB_CLASS_IMAGE 0x06

#define USB_CLASS_PRINTER 0x07

#define USB_CLASS_MASS_STORAGE 0x08

#define USB_CLASS_HUB 0x09

#define USB_CLASS_CDC_DATA 0x0a

#define USB_CLASS_SMART_CARD 0x0b

#define USB_CLASS_SECURITY 0x0d

#define USB_CLASS_VIDEO 0x0e

#define USB_CLASS_HEALTHCARE 0x0f

#define USB_CLASS_DIAG_DEVICE 0xdc

#define USB_CLASS_WIRELESS 0xe0

#define USB_CLASS_MISC 0xef

#define USB_CLASS_APP_SPECIFIC 0xfe

#define USB_CLASS_VEND_SPECIFIC 0xff

#define USB_CLASS_EVENTS 0xffffffff

例如：定义USB键盘接口描述符：

tInterfaceDescriptor *HIDKEYIntDescriptor;

unsigned char g_pHIDInterface[] =

{

9, // Size of the interface descriptor.

USB_DTYPE_INTERFACE, // Type of this descriptor.

0, // The index for this interface.

0, // The alternate setting for this interface.

2, // The number of endpoints used by this

// interface.

USB_CLASS_HID, // The interface class

USB_HID_SCLASS_BOOT, // The interface sub-class.

USB_HID_PROTOCOL_KEYB, // The interface protocol for the sub-class

// specified above.

4, // The string index for this interface.

};

④ 字符串描述符

字串描述符是可有可无的，如果一个设备无字串描述符，所有其它描述符中有关字串描述表的索引都必须为0。字串描述符使用UNICODE编码。标准字符串描述符如表5所示：

偏移量	域	大小	值	描述
0	bLength	1	数字	此描述表的字节数
1	bDescriptorType	1	常量	字串描述表类型
2	bString	N	数字	UNICODE 编码的字串

表5. 标准字符串描述符

C语言字符串描述符结构体为：

typedef struct

{

//字符串描述总长度

unsigned char bLength;

//本描述符类型USB_DTYPE_STRING (3)

unsigned char bDescriptorType;

//unicode字符串

unsigned char bString;

}

tStringDescriptor;

例如：一设备的所有字符串描述符。

//****************************************************************************

// USB 键盘语言描述

//****************************************************************************

const unsigned char g_pLangDescriptor[] =

{

4,

USB_DTYPE_STRING,

USBShort(USB_LANG_EN_US)

};

//****************************************************************************

// 制造商字符串描述

//****************************************************************************

const unsigned char g_pManufacturerString[] =

{

(11 + 1) * 2,

USB_DTYPE_STRING,

'O', 0, 'g', 0, 'a', 0, 'w', 0, 'a', 0, 's', 0, 't', 0, 'u', 0, 'd', 0,

'i', 0, 'o', 0,

};

//****************************************************************************

//产品字符串描述

//****************************************************************************

const unsigned char g_pProductString[] =

{

(17 + 1) * 2,

USB_DTYPE_STRING,

'K', 0, 'e', 0, 'y', 0, 'b', 0, 'o', 0, 'a', 0, 'r', 0, 'd', 0, ' ', 0,

'F', 0, 'o', 0, 'r', 0, ' ', 0, 'p', 0, 'a', 0, 'u', 0, 'l' , 0

};

//****************************************************************************

// 产品序列号描述

//****************************************************************************

const unsigned char g_pSerialNumberString[] =

{

(7 + 1) * 2,

USB_DTYPE_STRING,

'6', 0, '6', 0, '7', 0, '2', 0, '1', 0, '1', 0, '5', 0,

};

//*****************************************************************************

// 设备接口字符串描述

//*****************************************************************************

const unsigned char g_pHIDInterfaceString[] =

{

(22 + 1) * 2,

USB_DTYPE_STRING,

'H', 0, 'I', 0, 'D', 0, ' ', 0, 'K', 0, 'e', 0, 'y', 0, 'b', 0,

'o', 0, 'a', 0, 'r', 0, 'd', 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

//*****************************************************************************

const unsigned char g_pConfigString[] =

{

(26 + 1) * 2,

USB_DTYPE_STRING,

'H', 0, 'I', 0, 'D', 0, ' ', 0, 'K', 0, 'e', 0, 'y', 0, 'b', 0,

'o', 0, 'a', 0, 'r', 0, 'd', 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

};

//*****************************************************************************

//字符串描述集合

//*****************************************************************************

const unsigned char * const g_pStringDescriptors[] =

{

g_pLangDescriptor,

g_pManufacturerString,

g_pProductString,

g_pSerialNumberString,

g_pHIDInterfaceString,

g_pConfigString

};

也可以使用专用的软件生成USB字符串描述符，从而简化字符串描述符的生成，特别是在使用中文字符串描述符时，更简洁、方便。

⑤ 端点描述符

每个接口使用的端点都有自己的描述符，此描述符被主机用来决定每个端点的带宽需求。每个端点的描述符总是作为配置描述符的一部分，端点0无描述符。标准端点描述符如下表6：

偏移量	域	大小	值	说明
0	bLength	1	数字	字节数
1	bDescriptorType	1	常量	端点描述符类型
2	bEndpointAddress	1	端点	端点的地址及方向
3	bmAttributes	1	位图	传送类型
4	wMaxPacketSize	2	数字	端点能够接收或发送的最大数据包的大小
6	bInterval	1	数字	数据传送端点的时间间隙

表5. 标准端点描述符

C语言端点描述符结构体为：

typedef struct

{

//本描述符总长度

unsigned char bLength;

//描述符类型 USB_DTYPE_ENDPOINT (5).

unsigned char bDescriptorType;

//端点地址及方向

unsigned char bEndpointAddress;

//传输类型

unsigned char bmAttributes;

//传输包最大长度

unsigned short wMaxPacketSize;

//时间间隔

unsigned char bInterval;

}

tEndpointDescriptor;

ⓐ bEndpointAddress定义端点地址及方向，方向参数如下：

#define USB_EP_DESC_OUT 0x00

#define USB_EP_DESC_IN 0x80

ⓑ bmAttributes定义端点传输类型：

#define USB_EP_ATTR_CONTROL 0x00

#define USB_EP_ATTR_ISOC 0x01

#define USB_EP_ATTR_BULK 0x02

#define USB_EP_ATTR_INT 0x03

#define USB_EP_ATTR_TYPE_M 0x03

#define USB_EP_ATTR_ISOC_M 0x0c

#define USB_EP_ATTR_ISOC_NOSYNC 0x00

#define USB_EP_ATTR_ISOC_ASYNC 0x04

#define USB_EP_ATTR_ISOC_ADAPT 0x08

#define USB_EP_ATTR_ISOC_SYNC 0x0c

#define USB_EP_ATTR_USAGE_M 0x30

#define USB_EP_ATTR_USAGE_DATA 0x00

#define USB_EP_ATTR_USAGE_FEEDBACK 0x10

#define USB_EP_ATTR_USAGE_IMPFEEDBACK 0x20

键盘端点描述符：

const unsigned char g_pHIDInEndpoint[] =

{

7, // The size of the endpoint descriptor.

USB_DTYPE_ENDPOINT, // Descriptor type is an endpoint.

USB_EP_DESC_IN | 3, // Endpoint 3 -->Input

USB_EP_ATTR_INT, // Endpoint is an interrupt endpoint.

USBShort(0x8), // The maximum packet size.

16, // The polling interval for this endpoint.

};

const unsigned char g_pHIDOutEndpoint[] =

{

7, // The size of the endpoint descriptor.

USB_DTYPE_ENDPOINT, // Descriptor type is an endpoint.

USB_EP_DESC_OUT | 3, // Endpoint 3 -->Output

USB_EP_ATTR_INT, // Endpoint is an interrupt endpoint.

USBShort(0x8), // The maximum packet size.

16, // The polling interval for this endpoint.

};

g_pHIDInEndpoint定义了端点3方向为输入，g_pHIDOutEndpoint定义了端点3方向为输出，虽然是同一“端点3”，但使用的FIFO不一样，实际为两个端点。犹如高速路出口，一进一出，但是两个路口。注意，每个接口中使用的端点，相应端点描述符必须紧跟接口描述符返回给主机。

1.3.3 设备枚举过程

枚举是USB主机通过一系列命令要求设备发送描述符信息，标准USB设备有5种描述符：设备描述符、配置描述符、字符串描述符、接口描述符、端点描述符。枚举过程就是对设备识别过程。

① 首先，USB主机检测到有USB设备插入，会对设备复位。USB设备复位后其地址都为0，主机就可以和刚刚插入的设备通过0地址端点0进行通信。

② USB主机对设备发送获取设备描述符的标准请求，设备收到请求后，将设备描述符发给主机。

③ 主机对总线进行复位，之后发送USBREQ_SET_ADDRESS请求，设置设备地址。

④ 主机发送请求到新USB地址，并再获取设备描述符的标准请求。

⑤ 主机获取配置描述符，包括配置描述符、接口描述符、设备类描述符（如HID设备）、端点描述符等。

⑥ 主机根据已获得的描述符，请求相关字符串描述符。

对于HID设备，主机还会请求HID报告描述符。此时枚举完成，USB设备初始化工作完成。可以通过端点与主机通信。

例如：C语言枚举程序。

定义标准请求调用函数，方便使用：

typedef void (* tStdRequest)(void *pvInstance, tUSBRequest *pUSBRequest);

static const tStdRequest g_psUSBDStdRequests[] =

{

USBDGetStatus,

USBDClearFeature,

0,

USBDSetFeature,

0,

USBDSetAddress,

USBDGetDescriptor,

USBDSetDescriptor,

USBDGetConfiguration,

USBDSetConfiguration,

USBDGetInterface,

USBDSetInterface,

USBDSyncFrame

};

枚举处理主函数：

void USBDeviceEnumHandler(tDeviceInstance *pDevInstance)

{

unsigned long ulEPStatus;

//获取端点0的中断情况，并清0

ulEPStatus = USBEndpointStatus(USB0_BASE, USB_EP_0);

//判断端点0的当前状态

switch(pDevInstance->eEP0State)

{

//如果处理于等待状态

case USB_STATE_STATUS:

{

//修改端点0为空闲状态

pDevInstance->eEP0State = USB_STATE_IDLE;

// 检查地址是否改变。

if(pDevInstance->ulDevAddress & DEV_ADDR_PENDING)

{

//设置设备地址

pDevInstance->ulDevAddress &= ~DEV_ADDR_PENDING;

USBDevAddrSet(USB0_BASE, pDevInstance->ulDevAddress);

}

//判断端点0是否有数据要接收

if(ulEPStatus & USB_DEV_EP0_OUT_PKTRDY)

{

//接收并处理

USBDReadAndDispatchRequest(0);

}

break;

}

//端点0 空闲状态

case USB_STATE_IDLE:

{

//判断端点0是否有数据要接收

if(ulEPStatus & USB_DEV_EP0_OUT_PKTRDY)

{

//接收并处理

USBDReadAndDispatchRequest(0);

}

break;

}

//端点0 数据发送阶段

case USB_STATE_TX:

{

USBDEP0StateTx(0);

break;

}

// 发送端点0配置

case USB_STATE_TX_CONFIG:

{

USBDEP0StateTxConfig(0);

break;

}

//接收阶段

case USB_STATE_RX:

{

unsigned long ulDataSize;

if(pDevInstance->ulEP0DataRemain > EP0_MAX_PACKET_SIZE)

{

ulDataSize = EP0_MAX_PACKET_SIZE;

}

else

{

ulDataSize = pDevInstance->ulEP0DataRemain;

}

USBEndpointDataGet(USB0_BASE, USB_EP_0, pDevInstance->pEP0Data,

&ulDataSize);

if(pDevInstance->ulEP0DataRemain < EP0_MAX_PACKET_SIZE)

{

USBDevEndpointDataAck(USB0_BASE, USB_EP_0, true);

pDevInstance->eEP0State = USB_STATE_IDLE;

if((pDevInstance->psInfo->sCallbacks.pfnDataReceived) &&

(pDevInstance->ulOUTDataSize != 0))

{

pDevInstance->psInfo->sCallbacks.pfnDataReceived(

pDevInstance->pvInstance,

pDevInstance->ulOUTDataSize);

pDevInstance->ulOUTDataSize = 0;

}

else

{

USBDevEndpointDataAck(USB0_BASE, USB_EP_0, false);

}

pDevInstance->pEP0Data += ulDataSize;

pDevInstance->ulEP0DataRemain -= ulDataSize;

break;

}

// STALL状态

case USB_STATE_STALL:

{

//发送STALL包

if(ulEPStatus & USB_DEV_EP0_SENT_STALL)

{

USBDevEndpointStatusClear(USB0_BASE, USB_EP_0,

USB_DEV_EP0_SENT_STALL);

pDevInstance->eEP0State = USB_STATE_IDLE;

}

break;

}

default:

{

ASSERT(0);

}

枚举主要发生在端点0处于USB_STATE_STATUS和USB_STATE_IDLE阶段，USBDReadAndDispatchRequest(0)获取主机发送的请求，在内部进行主机请求解析并响应。USBDReadAndDispatchRequest()函数如下：

USBDReadAndDispatchRequest(unsigned long ulIndex)

{

unsigned long ulSize;

tUSBRequest *pRequest;

pRequest = (tUSBRequest *)g_pucDataBufferIn;

//端点0的最大数据包大小

ulSize = EP0_MAX_PACKET_SIZE;

/获取端点0中的数据

USBEndpointDataGet(USB0_BASE,

USB_EP_0,

g_pucDataBufferIn,

&ulSize);

//判断是否有数据读出

if(!ulSize)

{

return;

}

//判断是否是标准请求

if((pRequest->bmRequestType & USB_RTYPE_TYPE_M) != USB_RTYPE_STANDARD)

{

//如果不是标准请求，通过callback函数返回给用户处理。

if(g_psUSBDevice[0].psInfo->sCallbacks.pfnRequestHandler)

{

g_psUSBDevice[0].psInfo->sCallbacks.pfnRequestHandler(

g_psUSBDevice[0].pvInstance, pRequest);

}

else

{

USBDCDStallEP0(0);

}

else

{

//标准请求，通过g_psUSBDStdRequests调用标准请求处理函数

if((pRequest->bRequest <

(sizeof(g_psUSBDStdRequests) / sizeof(tStdRequest))) &&

(g_psUSBDStdRequests[pRequest->bRequest] != 0))

{

g_psUSBDStdRequests[pRequest->bRequest](&g_psUSBDevice[0],

pRequest);

}

else

{

USBDCDStallEP0(0);

}

标准请求中USBDGetDescriptor函数调用最多，用于描述符获取，使主机充分了解设备特性，是枚举的重要组成部分，下面是USBDGetDescriptor函数：

static void USBDGetDescriptor(void *pvInstance, tUSBRequest *pUSBRequest)

{

tBoolean bConfig;

tDeviceInstance *psUSBControl;

tDeviceInfo *psDevice;

psUSBControl = (tDeviceInstance *)pvInstance;

psDevice = psUSBControl->psInfo;

USBDevEndpointDataAck(USB0_BASE, USB_EP_0, false);

bConfig = false;

//通过Value判断获取什么描述符

switch(pUSBRequest->wValue >> 8)

{

//获取设备描述符

case USB_DTYPE_DEVICE:

{

//把设备描述放入PEO中，等待发送。

psUSBControl->pEP0Data =

(unsigned char *)psDevice->pDeviceDescriptor;

psUSBControl->ulEP0DataRemain = psDevice->pDeviceDescriptor[0];

break;

}

//获取配置描述符

case USB_DTYPE_CONFIGURATION:

{

const tConfigHeader *psConfig;

const tDeviceDescriptor *psDeviceDesc;

unsigned char ucIndex;

ucIndex = (unsigned char)(pUSBRequest->wValue & 0xFF);

psDeviceDesc =

(const tDeviceDescriptor *)psDevice->pDeviceDescriptor;

if(ucIndex >= psDeviceDesc->bNumConfigurations)

{

USBDCDStallEP0(0);

psUSBControl->pEP0Data = 0;

psUSBControl->ulEP0DataRemain = 0;

}

else

{

psConfig = psDevice->ppConfigDescriptors[ucIndex];

psUSBControl->ucConfigSection = 0;

psUSBControl->ucSectionOffset = 0;

psUSBControl->pEP0Data = (unsigned char *)

psConfig->psSections[0]->pucData;

psUSBControl->ulEP0DataRemain =

USBDCDConfigDescGetSize(psConfig);

psUSBControl->ucConfigIndex = ucIndex;

bConfig = true;

}

break;

}

//字符串描述符

case USB_DTYPE_STRING:

{

long lIndex;

lIndex = USBDStringIndexFromRequest(pUSBRequest->wIndex,

pUSBRequest->wValue & 0xFF);

if(lIndex == -1)

{

USBDCDStallEP0(0);

break;

}

psUSBControl->pEP0Data =

(unsigned char *)psDevice->ppStringDescriptors[lIndex];

psUSBControl->ulEP0DataRemain =

psDevice->ppStringDescriptors[lIndex][0];

break;

}

default:

{

if(psDevice->sCallbacks.pfnGetDescriptor)

{

psDevice->sCallbacks.pfnGetDescriptor(psUSBControl->pvInstance,

pUSBRequest);

return;

}

else

{

USBDCDStallEP0(0);

}

break;

}

//判断是否有数据要发送

if(psUSBControl->pEP0Data)

{

if(psUSBControl->ulEP0DataRemain > pUSBRequest->wLength)

{

psUSBControl->ulEP0DataRemain = pUSBRequest->wLength;

}

if(!bConfig)

{

//发送上面的配置信息

USBDEP0StateTx(0);

}

else

{

//发送端点0的状态信息

USBDEP0StateTxConfig(0);

}

下面是一个枚举过程：

Start Demo:

Init Hardware...............

LED && KEY Ok!...............

USB_STATE_IDLE...............（端点0处于USB_STATE_IDLE状态）

0x0008 0x0080 0x0006 0x0100 0x0000 0x0040 （主机请求数据：数据长度+数据包内容）

USBDGetDescriptor............... （解析为获取描述符）

USBDGetDescriptor USB_DTYPE_DEVICE............. （获取设备描述符，并发送设备描述符）

USB_STATE_STATUS............... （端点0处于USB_STATE_STATUS状态）

USB_STATE_IDLE............... （端点0处于USB_STATE_IDLE状态）

0x0008 0x0000 0x0005 0x0002 0x0000 0x0000 （主机请求数据：数据长度+数据包内容）USBDSetAddress............... （设置设备地址请求）