AT32 USB設備協(xié)議庫

這部分主要介紹AT32 USB設備庫的結(jié)構(gòu)和庫的使用方法，AT32 USB是基于USB2.0全速設備，不支持USB2.0高速設備。這里庫的作用是用來管理USB外設和實現(xiàn)USB的基本協(xié)議，使開發(fā)者能夠更快的上手開發(fā)。USB Deivce庫包含以下幾個模塊如圖1：

• 用戶應用程序

  此部分為開發(fā)者根據(jù)應用具體需求開發(fā)應用程序。

• USB Core Driver和USB設備類

  USB Core Driver：此部分實現(xiàn)USB設備標準協(xié)議棧，標準請求等接口。

  USB設備類：此部分實現(xiàn)一個具體USB設備的描述和設備請求。

• USB硬件底層接口

  此部分實現(xiàn)硬件寄存器抽象接口

• USB/OTG外設

圖1. USB庫結(jié)構(gòu) ? ?

AT32 USB庫文件

如下是AT32 USB應用工程結(jié)構(gòu)圖：圖2. AT32工程結(jié)構(gòu)Core Driver庫路徑：OTGFS-->middlewaresusb_driversUSBFS-->middlewaresusbd_driversDevice Class庫路徑：middlewaresusbd_class如下是USB庫文件列表：表1. USB庫文件列表表2. USB設備類型文件列表 ?

USB設備庫文件說明

USB庫實現(xiàn)USB設備標準請求，同時實現(xiàn)USB規(guī)格里面的4種傳輸類型（control，interrupt，bulk，isochronous）的函數(shù)接口。圖3.USB庫文件結(jié)構(gòu) ?

USB設備文件函數(shù)接口

usbd_int.c函數(shù)接口usbd_int.c主要處理底層中斷，不同USB外設，此部分會根據(jù)外設不同而有所改變。AT32系列芯片USB外設存在USBFS和OTGFS兩種外設，此部分函數(shù)接口基本相同。表3.usbd_int函數(shù)接口 ?usbd_core.c函數(shù)接口usbd_core.c此文件封裝不同的usb接口用于不同的地方調(diào)用，包括一些接收，發(fā)送函數(shù)等。表4.usbd_core函數(shù)接口 ?usbd_sdr.c函數(shù)接口usbd_sdr.c此文件處理USB一些標準請求。表5.usbd_sdr函數(shù)接口支持的標志設備請求如下表：表6. 標準設備請求 ?usbd_xx_class.c函數(shù)接口usbd_xx_class.c 此文件為具體設備類型的數(shù)據(jù)處理，通過結(jié)構(gòu)體函數(shù)來實現(xiàn)不同設備類型數(shù)據(jù)的處理。開發(fā)者根據(jù)不同的設備類型，來實現(xiàn)下面函數(shù)結(jié)構(gòu)體中的函數(shù)，達到不同應用結(jié)果。函數(shù)結(jié)構(gòu)體如下：表7.設備class函數(shù)結(jié)構(gòu)體表8.設備class函數(shù)接口 ?usbd_xx_desc.c函數(shù)接口usbd_xx_desc.c此文件為設備描述文件，設備描述信息都通過此文件的函數(shù)接口返回給主機。表9.設備描述函數(shù)結(jié)構(gòu)體表10.設備描述接口函數(shù) ?其它參數(shù)函數(shù)的參數(shù)結(jié)構(gòu)體如下，USB設備庫中參數(shù)傳遞使用結(jié)構(gòu)體usbd_core_type，如下圖：圖4.全局結(jié)構(gòu)體USB設備的連接狀態(tài)如下圖：連接狀態(tài)包含：

• 默認狀態(tài)

• 地址狀態(tài)

• 配置狀態(tài)

• 掛起狀態(tài)

可使用usbd_connect_state_get函數(shù)查詢當前USB設備的連接狀態(tài)。圖5.USB設備連接狀態(tài)USB設備返回值，USB函數(shù)接口使用如下函數(shù)返回值。圖6.函數(shù)返回值 ?

端點FIFO分配

USB要正常收發(fā)數(shù)據(jù)，在初始化時需要為每個端點分配發(fā)送/接收的FIFO，F(xiàn)IFO的大小可以根據(jù)端點上傳輸?shù)淖畲蟀L度確認。注意，分配給所有端點FIFO大小的和不能超過系統(tǒng)分配給USB緩沖區(qū)的最大長度，具體USB的緩沖區(qū)大小參考RM上的描述。開發(fā)者可以參考例程usb_conf.h為每個端點自定義分配FIFO。另外使用USBFS和OTGFS兩種不同的外設時，usb_conf.h中對端點FIFO分配稍有不同。 USBFS外設端點FIFO分配USBFS外設端點分配實現(xiàn)了兩種分配方式，一種自動分配，一種是用戶自定義分配。

• 自動分配：

  1. 通過打開usb_conf.h中USB_EPT_AUTO_MALLOC_BUFFER宏開啟自動分配功能

  2. 在調(diào)用打開端點函數(shù)（usbd_ept_open）時自動根據(jù)傳入的最大包長度自動分配FIFO

  3. 如果使用雙緩沖模式（同步端點，雙緩沖Bulk）時，在打開端點前先調(diào)用（usbd_ept_dbuffer_enable）表示使用雙緩沖模式，可參考audio例程。

  4. 自動分配audio例程配置如下：

  usb_conf.h

  

  audio_class.c:端點打開

  

• 自定義分配：

  1. 關(guān)閉usb_conf.h中USB_EPT_AUTO_MALLOC_BUFFER宏開啟自定義分配

  2. 在調(diào)用打開端點函數(shù)（usbd_ept_open）時調(diào)用usbd_ept_buf_custom_define函數(shù)自定義為端點分配FIFO，參考vcp_loopback例程。

  3. vcp_loopback例程自定義分配配置

  usb_conf.h:

  

  cdc_class.c端點打開：

  

OTGFS外設端點FIFO分配OTGFS對于端點的接收緩沖是共享的，因此對于所有的OUT端點，只需要分配一個接收FIFO。對發(fā)送緩沖區(qū)則需要為每個發(fā)送端點分配一塊自己專用的FIFO。支持的端點個數(shù)請參考對應型號的RM。OTGFS的端點分配都需要開發(fā)者根據(jù)端點支持的最大包長度進行分配，注意usb_conf.h中對端點分配的FIFO大小單位為word（Byte）。以vcp_loopback例程為例： ?

USB設備初始化

在使用USB時，需要對USB的寄存器做一些基本的初始化，通過調(diào)用USB的初始化函數(shù)完成這部分的操作，對于外設USBFS和OTGFS在初始化時所調(diào)用的函數(shù)一定的區(qū)別。 USBFS外設初始化USBFS初始化函數(shù)usbd_core_init包含5個參數(shù)：例程vcp_loopback的初始化如下：usbd_core_init(&usb_core_dev, USB, &class_handler, &desc_handler, 0); OTGFS外設初始化OTGFS初始化函數(shù)usbd_init包含5個參數(shù)：例程vcp_loopback的初始化如下： ?

USB設備中斷處理

USB中斷入口函數(shù)usbd_irq_handler處理所有USB中斷，包括Reset，端點收發(fā)數(shù)據(jù)，SOF，掛起，喚醒等中斷，下面介紹一些典型的中斷處理。圖7.USB中斷處理函數(shù) ?Reset中斷處理當USB設備在總線上檢測到Reset信號時，將產(chǎn)生Reset中斷。軟件在收到Reset中斷時，需要做基本的初始化，用于后面的枚舉處理。Reset中斷處理函數(shù)usbd_reset_handler：

• 端點FIFO初始化

• 設備地址設置為0

• 端點0初始化

• 調(diào)用設備類的事件函數(shù)

  udev->class_handler->event_handler(udev, USBD_RESET_EVENT);

端點中斷處理當USB端點收發(fā)數(shù)據(jù)完成時，將產(chǎn)生對應的端點完成中斷，端點完成中斷處理發(fā)送和接收的數(shù)據(jù)。中斷處理函數(shù)：usbd_xeptx_handler SOF中斷處理打開SOF中斷之后，USB設備在每收到一個主機發(fā)送的SOF就會產(chǎn)生SOF中斷。中斷處理函數(shù)：usbd_sof_handler

• 中斷處理函數(shù)會調(diào)用設備類的SOF處理函數(shù)

  udev->class_handler->sof_handler(udev);

Suspend中斷處理當總線滿足掛起條件時，USB設備會產(chǎn)生一個掛起中斷，開發(fā)者可根據(jù)此中斷判斷是否需要進入低功耗模式。中斷處理函數(shù)：usbd_suspend_handler

• 連接狀態(tài)設置為掛起狀態(tài)

• 設置設備進入掛起狀態(tài)

• 調(diào)用設備類的事件處理函數(shù)

  udev->class_handler->event_handler(udev, USBD_SUSPEND_EVENT);

Wakeup中斷處理當設備在掛起狀態(tài)時，如果總線上有wakeup信號，USB設備將產(chǎn)生wakeup中斷。中斷處理函數(shù)：usbd_wakeup_handler

• 設備退出掛起狀態(tài)

• 連接狀態(tài)設置為進入掛起之前的狀態(tài)

• 調(diào)用設備類事件處理函數(shù)

  udev->class_handler->event_handler(udev, USBD_WAKEUP_EVENT);

USB設備端點數(shù)據(jù)處理流程

USB設備在收到主機發(fā)送的數(shù)據(jù)包之后，對應端點0的數(shù)據(jù)（IN/OUT/SETUP）會做單獨處理，其它端點的數(shù)據(jù)會調(diào)用設備類的IN/OUT handler進行數(shù)據(jù)處理。如下圖所示數(shù)據(jù)的處理過程：圖8.端點數(shù)據(jù)處理流程圖9. Setup處理流程 ?USB控制端點枚舉流程當設備接到主機之后，通過控制端點（端點0）進行枚舉動作，典型的枚舉流程圖如下：圖10.USB枚舉流程USB控制傳輸過程包含SETUP-DATA-STATUS三個階段，如下是一個主機獲取設備信息的傳輸過程GET_DESCRIPTOR：圖11 Get Descriptor如下是USB庫處理上圖Get Descriptor的流程：圖12. USB庫處理Get Descriptor調(diào)用流程USB設備請求格式（Setup請求）圖13.Setup請求格式 ?USB應用端點處理流程應用端點指客戶實際應用使用到的非0端點，包括Bulk，interrupt，ISO等端點類型，這些端點的數(shù)據(jù)通回調(diào)函數(shù)in_handler和out_handler進行處理。開發(fā)者只需要在xxx_class.c中class_in_handler和class_out_handler里面實現(xiàn)具體端點的數(shù)據(jù)處理即可。IN端點數(shù)據(jù)處理：圖14.IN端點數(shù)據(jù)處理OUT端點數(shù)據(jù)處理:圖15.OUT端點數(shù)據(jù)處理 ?

USB設備類型例程

本章將說明使用AT32 USB設備庫實現(xiàn)不同的設備類型的例程。目前實現(xiàn)的設備例程如下：

• Audio

• custom_hid

• keyboard

• mouse

• msc（mass strorage）

• printer

• vcp_loopback

• virtual_msc_iap

• composite_vcp_keyboard

• hid_iap

Audio例程

Audio例程使用audio V1.0的協(xié)議實現(xiàn)一個Speaker和Microphone，傳輸Audio數(shù)據(jù)使用同步傳輸，Speaker使用同步OUT傳輸，Microphone使用同步IN傳輸。Audio的例程運行在AT-START評估板上，Audio Speaker和Mircophone是基于Audio Arduino Demo Board進行實現(xiàn)，實驗過程中需要連接AT-START和Audio Arduino Board，更多開發(fā)板信息請參考《UM_Audio Arduino Daughter Board_V1.0/V2.0》,Audio協(xié)議請參數(shù)《Universal Serial Bus Device Class Define for Audio Device V1.0》。 實現(xiàn)功能實現(xiàn)一個Speaker和Microphone的Audio復合設備，可以同時進行音頻播放和錄音。Speaker功能：

• 支持16K，48K采樣率

• 支持采樣率切換

• 支持16bit采樣

• 支持靜音

• 支持音量調(diào)節(jié)

• 支持feedback功能

• 支持雙通道

Microphone功能：

• 支持16K，48K采樣率

• 支持采樣率切換

• 支持16bit采樣

• 支持靜音

• 支持音量調(diào)節(jié)

• 支持雙通道

外設資源使用USB外設：

• 端點0 IN/OUT：用于USB枚舉以及Audio部分控制。

• 端點1 IN：用于Microphone錄音數(shù)據(jù)

• 端點1 OUT：用于Speaker播放數(shù)據(jù)

• 端點2 IN：用于Feedback數(shù)據(jù)

I2C：

• 使用I2C發(fā)送控制信息到音頻Board

I2S：

• 使用I2S1發(fā)送數(shù)據(jù)到音頻board（speaker）

• 使用I2S2從音頻board接收數(shù)據(jù)（microphone）

DMA：

• 使用DMA1通道3傳輸I2S1的數(shù)據(jù)

• 使用DMA1通道4傳輸I2S2的數(shù)據(jù)

TIMER：

• 使用TIMER產(chǎn)生Codec所需要的時鐘

Audio設備實現(xiàn)USB Audio設備類實現(xiàn)源文件在audio_class.c和audio_desc.c中，外部codec的控制以及音頻數(shù)據(jù)的處理都在audio_codec.c中實現(xiàn)，根據(jù)主機的請求設置會調(diào)用到audio_codec.c中具體的設置函數(shù)。另外需要特別注意關(guān)于USB設備端點FIFO大小的分配在usb_conf.h中配置，此部分根據(jù)具體端點傳輸?shù)淖畲蟀L度進行分配。 1. 設備描述：（audio_desc.c/h）

• Audio設備的描述（g_usbd_descriptor）

• Audio設備的配置描述信息（g_usbd_configuration）

  AC interface

  Mricrophone Streaming interface

  Microphone Terminal INPUT/OUTPUT

  Microphone Feature Unit

  Microphone Endpoint

  Speaker Streaming interface

  Speaker Terminal INPUT/OUTPUT

  Speaker Feature Unit

  Speaker Endpoint

  Feedback Endpoint

• Lang id （g_string_lang_id）

• 序列號（g_string_serial）

• 廠商產(chǎn)品ID（audio_desc.h）

  

• 制造商、產(chǎn)品名、配置描述、接口描述（audio_desc.h）

  

2. 數(shù)據(jù)處理部分（audio_class.c/h audio_codec.c/h）

• 端點初始化（class_init_handler）

  

• 端點清除（class_clear_handler）

  

• Audio控制請求（class_setup_handler）

  實現(xiàn)如下audio控制請求：

  

  

• Audio音量、靜音、采樣率設置（class_ept0_rx_handler）

  此函數(shù)用于接收完主機發(fā)送的設置數(shù)據(jù)之后進行處理，包括設置音量，靜音，以及采樣率的設置。

  

• Microphone和Feedback數(shù)據(jù)傳輸（class_in_handler）

  

• Speaker數(shù)據(jù)接收（class_out_handler）

  

• audio_codec.c中實現(xiàn)codec具體的控制以及數(shù)據(jù)處理，需要實現(xiàn)如下函數(shù)：

  

  以上函數(shù)可根據(jù)例程里的方式進行實現(xiàn)，也可以根據(jù)開發(fā)者實際使用的codec來進行修改，對于codec的初始化部分，在這里將不再講述。

• audio例程功能配置

  audio_conf.h中可以對當前audio例程進行配置，例如：是否需要speaker功能，支持采樣率等，有如下選項配置：

  

如何根據(jù)Audio例程進行開發(fā)本章將簡單描述如何修改audio例程的代碼來進行開發(fā)，根據(jù)應用具體的需求來修改代碼。

• 根據(jù)功能需求修改audio配置（audio_conf.h）

• 根據(jù)功能需求修改設備描述信息（audio_desc.c, audio_desc.h）

  設備描述信息（g_usbd_descriptor）

  設備配置描述信息（g_usbd_configuration）

  其它描述

• 根據(jù)功能修改要使用端點(audio_class.c, audio_class.h)

  端點定義（audio_class.h）

  端點初始化（class_init_handler，class_clear_handler）

• 修改使用的Audio控制請求

  控制請求修改（class_setup_handler）

  控制請求設置處理（class_ept0_rx_handler）

• Audio數(shù)據(jù)處理修改

  IN數(shù)據(jù)處理（class_in_handler）

  OUT數(shù)據(jù)處理（class_out_handler）

• 根據(jù)需求修改端點FIFO大小分配（usb_conf.h）

• 根據(jù)具體需求實現(xiàn)codec函數(shù)接口（audio_codec.c）

custom_hid例程

custom_hid實現(xiàn)一個HID（human interface device）功能，與上位機（Artery_UsbHid_Demo）通信完成一些簡單的交互操作，HID使用中斷傳輸與上位機通信，例程在AT-START開發(fā)板上運行，上位機可在官網(wǎng)下載，關(guān)于HID協(xié)議參考《Human Interface Devices (HID) V1.11》。 實現(xiàn)功能

• 上位機顯示按鍵狀態(tài)

• 通過上位機控制開發(fā)板LED等開關(guān)狀態(tài)

• HID數(shù)據(jù)回環(huán)功能

外設資源使用USB外設：

• 端點0 IN/OUT：用于USB枚舉

• 端點1 IN：用于數(shù)據(jù)發(fā)送

• 端點1 OUT：用于數(shù)據(jù)接收

custom_hid設備實現(xiàn)custom_hid設備類實現(xiàn)源代碼主要在custom_hid_class.c和custom_hid_desc.c中，這兩個源文件實現(xiàn)了對設備的描述和設備的處理。 1. 設備描述：（custom_hid_desc.c/h）

• custom hid設備描述（g_usbd_descriptor）

• custom hid設備配置描述（g_usbd_configuration）

  HID interface

  HID Endpoint

• custom hid report描述（g_usbd_hid_report）

  HID_REPORT_ID_2(LED2)

  HID_REPORT_ID_3(LED3)

  HID_REPORT_ID_4(LED4)

  HID_REPORT_ID_5(BUTTON)

  HID_REPORT_ID_6(LOOPBACK DATA)

• Lang id（g_string_lang_id）

• 序列號（g_string_serial）

• 廠商產(chǎn)品ID（custom_hid_desc.h

  

• 制造商、產(chǎn)品名、配置描述、接口描述（custom_hid_desc.h）

  

2. 數(shù)據(jù)處理部分（custom_hid_class.c/h）

• 端點初始化（class_init_handler）

  

• 端點清除（class_clear_handler）

  

• HID設備類請求（class_setup_handler）

  實現(xiàn)如下請求：

  SET_PROTOCOL

  GET_PROTOCOL

  SET_IDLE

  GET_IDLE

  SET_REPORT

  代碼如下：

  

• Custom_HID發(fā)送數(shù)據(jù)

  

• Custom_HID接收數(shù)據(jù)

  

• 數(shù)據(jù)處理

  

如何根據(jù)custom hid例程進行開發(fā)本章將簡單描述如何修改custom_hid例程的代碼來進行開發(fā)，根據(jù)應用具體的需求來修改代碼。

• 根據(jù)功能需求修改設備描述信息（custom_hid_desc.c, custom_hid_desc.h）

  設備描述信息（g_usbd_descriptor）

  設備配置描述信息（g_usbd_configuration）

  設備報告描述符（g_usbd_hid_report）

  其它描述

• 根據(jù)功能修改要使用端點(custom_hid_class.c, custom_hid_class.h)

  端點定義（custom_hid_class.h）

  端點初始化（class_init_handler，class_clear_handler）

• 修改使用的custom_hid控制請求

  控制請求修改（class_setup_handler）

  控制請求設置處理（class_ept0_rx_handler）

• custom_hid發(fā)送接收數(shù)據(jù)處理修改

  IN數(shù)據(jù)處理（class_in_handler）

  OUT數(shù)據(jù)處理（class_out_handler）

• 根據(jù)需求修改端點FIFO大小分配（usb_conf.h）

• 修改數(shù)據(jù)處理部分

keyboard例程

keyboard實現(xiàn)一個鍵盤功能，使用中斷傳輸與上位機通信，例程在AT-START開發(fā)板上運行，通過按鍵發(fā)送字符串到主機。 實現(xiàn)功能

• 通過按鍵發(fā)送字符串（”Keyboard Demo”）到主機

外設資源使用USB外設：

• 端點0 IN/OUT：用于USB枚舉

• 端點1 IN：用于數(shù)據(jù)發(fā)送

keyboard設備實現(xiàn)keyboard設備類實現(xiàn)源代碼主要在keyboard_class.c和keyboard_desc.c中，這兩個源文件實現(xiàn)了對設備的描述和設備的處理。 1. 設備描述：（keyboard_desc.c/h）

• keyboard設備描述（g_usbd_descriptor）

• keyboard設備配置描述（g_usbd_configuration）

  keyboard interface

  keyboard endpoint

• keyboard report描述（g_usbd_hid_report）

• Lang id（g_string_lang_id）

• 序列號（g_string_serial）

• 廠商產(chǎn)品ID（keyboard_desc.h）

  

• 制造商、產(chǎn)品名、配置描述、接口描述（keyboard_desc.h）

  

2. 數(shù)據(jù)處理部分（keyboard_class.c/h）

• 端點初始化（class_init_handler）

  

• 端點清除（class_clear_handler）

  

• HID設備類請求（class_setup_handler）

  實現(xiàn)如下請求：

  SET_PROTOCOL

  GET_PROTOCOL

  SET_IDLE

  GET_IDLE

  SET_REPORT

• keyboard發(fā)送數(shù)據(jù)

  

• keyboard字符數(shù)據(jù)處理

  

如何根據(jù)keyboard例程進行開發(fā)本章將簡單描述如何修改keyboard例程的代碼來進行開發(fā)，根據(jù)應用具體的需求來修改代碼。

• 根據(jù)功能需求修改設備描述信息（keyboard_desc.c, keyboard_desc.h）

  設備描述信息（g_usbd_descriptor）

  設備配置描述信息（g_usbd_configuration）

  設備報告描述符（g_usbd_hid_report）

  其它描述

• 根據(jù)功能修改要使用端點(keyboard_class.c, keyboard_class.h)

  端點定義（keyboard_class.h）

  端點初始化（class_init_handler，class_clear_handler）

• 修改使用的keyboard控制請求

  控制請求修改（class_setup_handler）

  控制請求設置處理（class_ept0_rx_handler）

• keyboard發(fā)送接收數(shù)據(jù)處理修改

  IN數(shù)據(jù)處理（class_in_handler）

  OUT數(shù)據(jù)處理（class_out_handler）

• 根據(jù)需求修改端點FIFO大小分配（usb_conf.h）

• 修改數(shù)據(jù)處理部分

Mouse例程

實現(xiàn)功能mouse實現(xiàn)一個簡單的鼠標功能，使用中斷傳輸與上位機通信，例程在AT-START開發(fā)板上運行，通過開發(fā)板上的按鍵發(fā)送鼠標右鍵功能。圖16.鼠標傳輸格式鼠標d通常是通過設置X和Y值來控制PC鼠標移動。 外設資源使用USB外設：

• 端點0 IN/OUT：用于USB枚舉

• 端點1 IN：用于數(shù)據(jù)發(fā)送

mouse設備實現(xiàn)mouse設備實現(xiàn)源代碼主要在mouse_class.c和mouse_desc.c中，這兩個源文件實現(xiàn)了對設備的描述和設備的處理。 1. 設備描述：（mouse_desc.c/h）

• mouse設備描述（g_usbd_descriptor）

• mouse設備配置描述（g_usbd_configuration）

  mouseinterface

  mouseendpoint

• mouse report描述（g_usbd_hid_report）

• Lang id（g_string_lang_id）

• 序列號（g_string_serial）

• 廠商產(chǎn)品ID（mouse_desc.h）

  

• 制造商、產(chǎn)品名、配置描述、接口描述（keyboard_desc.h）

  

2. 數(shù)據(jù)處理部分（mouse_class.c/h）

• 端點初始化（class_init_handler）

  

• 端點清除（class_clear_handler）

  

• HID設備類請求（class_setup_handler）

  實現(xiàn)如下請求：

  SET_PROTOCOL

  GET_PROTOCOL

  SET_IDLE

  GET_IDLE

  SET_REPORT

• keyboard發(fā)送數(shù)據(jù)

  

• mouse數(shù)據(jù)處理

  

如何根據(jù)mouse例程進行開發(fā)本章將簡單描述如何修改mouse例程的代碼來進行開發(fā)，根據(jù)應用具體的需求來修改代碼。

• 根據(jù)功能需求修改設備描述信息（mouse_desc.c, mouse_desc.h）

  設備描述信息（g_usbd_descriptor）

  設備配置描述信息（g_usbd_configuration）

  設備報告描述符（g_usbd_hid_report）

  其它描述

• 根據(jù)功能修改要使用端點(mouse_class.c, mouse_class.h)

  端點定義（mouse_class.h）

  端點初始化（class_init_handler，class_clear_handler）

• 修改使用的mouse控制請求

  控制請求修改（class_setup_handler）

  控制請求設置處理（class_ept0_rx_handler）

• mouse發(fā)送接收數(shù)據(jù)處理修改

  IN數(shù)據(jù)處理（class_in_handler）

  OUT數(shù)據(jù)處理（class_out_handler）

• 根據(jù)需求修改端點FIFO大小分配（usb_conf.h）

• 修改數(shù)據(jù)處理部分

msc例程

msc（mass storage）例程展示如何通過USB BULK傳輸，進行PC主機和AT-START通信，該例程支持BOT(Bulk only transfer)協(xié)議和SCSI（small computer system interface）指令。圖17. BOT 命令/數(shù)據(jù)/狀態(tài) 流程圖18.BOT命令格式圖19.BOT狀態(tài)格式 ?實現(xiàn)功能

• 將內(nèi)部FLASH虛擬成一個磁盤

• 實現(xiàn)bulk-only傳輸協(xié)議

• 實現(xiàn)subclass SCSI傳輸命令

  MSC_CMD_INQUIRY

  MSC_CMD_START_STOP

  MSC_CMD_MODE_SENSE6

  MSC_CMD_MODE_SENSE10

  MSC_CMD_ALLOW_MEDIUM_REMOVAL

  MSC_CMD_READ_10

  MSC_CMD_READ_CAPACITY

  MSC_CMD_REQUEST_SENSE

  MSC_CMD_TEST_UNIT

  MSC_CMD_VERIFY

  MSC_CMD_WRITE_10

  MSC_CMD_READ_FORMAT_CAPACITY

外設資源使用USB外設：

• 端點0 IN/OUT：用于USB枚舉

• 端點1 IN：用于數(shù)據(jù)發(fā)送

• 端點1 OUT：用于數(shù)據(jù)接收

msc設備實現(xiàn)1. 設備描述：（msc_desc.c/h）

• msc設備描述（g_usbd_descriptor）

• msc設備配置描述（g_usbd_configuration）

  msc interface

  msc endpoint

• Lang id（g_string_lang_id）

• 序列號（g_string_serial）

• 廠商產(chǎn)品ID（custom_hid_desc.h）

  

• 制造商、產(chǎn)品名、配置描述、接口描述（msc_desc.h）

  

2. 數(shù)據(jù)處理部分（msc_class.c/h）

• 端點初始化（class_init_handler）

  

• 端點清除（class_clear_handler）

  

• MSC設備請求（class_setup_handler）

  GET_MAX_LUN

  BO_RESET

  代碼如下：

  

• IN傳輸處理

  

• OUT傳輸處理（接收數(shù)據(jù)）

  

3. BOT和SCSI命令處理Bulk-only transfer和SCSI的命令處理在庫文件msc_bot_scsi.c/h中。表11.msc_bot_scsi函數(shù)列表 ?4. diskio處理此部分主要處理與存儲設備間接口，例程里面以內(nèi)部flash的存儲控制作為說明，msc_diskio.c/h根據(jù)開發(fā)者使用存儲不同，只需要實現(xiàn)對應存儲的讀寫函數(shù)即可。表12.inquiry描述表13 diskio操作函數(shù) ?如何根據(jù)msc例程進行開發(fā)本章將簡單描述如何修改msc例程的代碼來進行開發(fā)，根據(jù)應用具體的需求來修改代碼。

• 根據(jù)功能需求修改設備描述信息（msc_desc.c, msc_desc.h）

  設備描述信息（g_usbd_descriptor）

  設備配置描述信息（g_usbd_configuration）

  其它描述

• 根據(jù)功能修改要使用端點(msc_class.c, msc_class.h)

  端點定義（msc_class.h）

  端點初始化（class_init_handler，class_clear_handler）

• 修改使用的msc控制請求

  控制請求修改（class_setup_handler）

  控制請求設置處理（class_ept0_rx_handler）

• msc發(fā)送接收數(shù)據(jù)處理修改

  IN數(shù)據(jù)處理（class_in_handler）

  OUT數(shù)據(jù)處理（class_out_handler）

• 根據(jù)需求修改端點FIFO大小分配（usb_conf.h）

• 修改diskio部分,實現(xiàn)表13里面的函數(shù)（msc_diskio.c/h）

printer例程

Printer例程展示了使用USB Device作為打印機設備，此demo可在PC端識別到一個打印機設備并且可應答PC端發(fā)送的關(guān)于printer類的狀態(tài)請求命令（例如打印機的有紙/無紙狀態(tài)） 實現(xiàn)功能

• 實現(xiàn)一個打印機設備

外設資源使用USB外設：

• 端點0 IN/OUT：用于USB枚舉

• 端點1 IN：用于數(shù)據(jù)發(fā)送

• 端點1 OUT：用于數(shù)據(jù)接收

printer設備實現(xiàn)1. 設備描述（printer_desc.c/h）

• printer設備描述（g_usbd_descriptor）

• printer設備配置描述（g_usbd_configuration）

  printer interface

  printer endpoint

• Lang id（g_string_lang_id）

• 序列號（g_string_serial）

• 廠商產(chǎn)品ID（custom_hid_desc.h）

  

• 制造商、產(chǎn)品名、配置描述、接口描述（msc_desc.h）

  

2. 數(shù)據(jù)處理（printer_class.c/h）

• 端點初始化（class_init_handler）

  

• 端點清除（class_clear_handler）

  

• printer設備請求（class_setup_handler）

  GET_DEVICE_ID

  PORT_STATUS

  SOFT_RESET

  代碼如下：

  

• IN傳輸處理

  

• OUT傳輸處理（接收數(shù)據(jù)）

  

如何根據(jù)printer例程進行開發(fā)本章將簡單描述如何修改printer例程的代碼來進行開發(fā)，根據(jù)應用具體的需求來修改代碼。

• 根據(jù)功能需求修改設備描述信息（printer_desc.c, printer_desc.h）

  設備描述信息（g_usbd_descriptor）

  設備配置描述信息（g_usbd_configuration）

  其它描述

• 根據(jù)功能修改要使用端點(printer_class.c, printer_class.h)

  端點定義（printer_class.h）

  端點初始化（class_init_handler，class_clear_handler）

• 修改使用的printer控制請求

  控制請求修改（class_setup_handler）

  控制請求設置處理（class_ept0_rx_handler）

• printer發(fā)送接收數(shù)據(jù)處理修改

  IN數(shù)據(jù)處理（class_in_handler）

  OUT數(shù)據(jù)處理（class_out_handler）

• 根據(jù)需求修改端點FIFO大小分配（usb_conf.h）

vcp loopback例程

在現(xiàn)代PC中，USB是和絕大部分外設通信的標準接口。盡管如此，大部分的工業(yè)軟件依舊使用COM接口（UART）通信。vcp_loopback例程提供使用USB設備模擬COM接口方法，解決了該問題, vcp_loopback例程展示了如何通過CDC協(xié)議進行USB數(shù)據(jù)收發(fā)。改例程需要使用虛擬串口驅(qū)動，可在官網(wǎng)下載。 實現(xiàn)功能

• 實現(xiàn)一個虛擬串口

外設資源使用USB外設：

• 端點0 IN/OUT：用于USB枚舉

• 端點1 IN：用于數(shù)據(jù)發(fā)送

• 端點1 OUT：用于數(shù)據(jù)接收

• 端點2 IN：監(jiān)控中斷傳輸

vcp_loopback設備實現(xiàn)1. 設備描述（cdc_desc.c/h）

• cdc設備描述（g_usbd_descriptor）

• cdc設備配置描述（g_usbd_configuration）

  cdc interface

  cdc endpoint

• Lang id（g_string_lang_id）

• 序列號（g_string_serial）

• 廠商產(chǎn)品ID（custom_hid_desc.h）

  

• 制造商、產(chǎn)品名、配置描述、接口描述（msc_desc.h）

  

2. 數(shù)據(jù)處理（cdc_class.c/h）

• 端點初始化（class_init_handler）

  

• 端點清除（class_clear_handler）

  

• cdc設備請求（class_setup_handler）

  SET_LINE_CODING

  GET_LINE_CODING

  代碼如下：

  

• IN傳輸處理

  

• OUT傳輸處理（接收數(shù)據(jù)）

  

如何根據(jù)vcp_loopback例程進行開發(fā)本章將簡單描述如何修改cdc例程的代碼來進行開發(fā)，根據(jù)應用具體的需求來修改代碼。

• 根據(jù)功能需求修改設備描述信息（cdc_desc.c, cdc_desc.h）

  設備描述信息（g_usbd_descriptor）

  設備配置描述信息（g_usbd_configuration）

  其它描述

• 根據(jù)功能修改要使用端點(cdc_class.c, cdc_class.h)

  端點定義（cdc_class.h）

  端點初始化（class_init_handler，class_clear_handler）

• 修改使用的cdc控制請求

  控制請求修改（class_setup_handler）

  控制請求設置處理（class_ept0_rx_handler）

• cdc發(fā)送接收數(shù)據(jù)處理修改

  IN數(shù)據(jù)處理（class_in_handler）

  OUT數(shù)據(jù)處理（class_out_handler）

• 根據(jù)需求修改端點FIFO大小分配（usb_conf.h）

virtual_msc_iap例程

virtual msc iap實現(xiàn)一個升級功能的設備，不依賴上位機，當接入PC之后，通過將固件拷貝到磁盤以達到升級目的。 實現(xiàn)功能

• 將flash虛擬成磁盤進行升級

• Iap保留使用20K byte空間

• 升級完成之后reset usb設備返回升級狀態(tài)

• 支持下載地址設置

• 支持升級完成之后跳轉(zhuǎn)到APP運行

• 支持bin文件升級

外設資源使用USB外設：

• 端點0 IN/OUT：用于USB枚舉

• 端點1 IN：用于數(shù)據(jù)發(fā)送

• 端點1 OUT：用于數(shù)據(jù)接收

virtual_msc_iap設備實現(xiàn)1. 設備描述（msc_desc.c/h）參考3.5.3.1 2. 數(shù)據(jù)處理部分（msc_class.c/h）參考3.5.3.2 3. BOT和SCSI命令處理參考3.5.3.3 4. diskio處理參考3.5.3.4 5. flash升級部分（flash_fat16.c/h）

• 升級狀態(tài)

  

  當連接Host之后，在響應磁盤上通過TXT文檔顯示當前狀態(tài)

  準備升級狀態(tài)（Ready.TXT）

  升級成功（Success.TXT）

  升級失?。‵ailed.TXT）

  未知文件或錯誤（Unkonwn.TXT）

  升級文件大于FLASH大?。↙arge.TXT）

• FAT16分區(qū)表描述

  
• 升級接口函數(shù)

如何根據(jù)virtual_msc_iap例程進行開發(fā)本章將簡單描述如何修改virtual_msc_iap例程的代碼來進行開發(fā)，根據(jù)應用具體的需求來修改代碼。

• 根據(jù)功能需求修改設備描述信息（msc_desc.c, msc_desc.h）設備描述信息（g_usbd_descriptor）設備配置描述信息（g_usbd_configuration）其它描述
• 根據(jù)功能修改要使用端點(msc_class.c, msc_class.h)端點定義（msc_class.h）端點初始化（class_init_handler，class_clear_handler）
• 修改使用的msc控制請求控制請求修改（class_setup_handler）控制請求設置處理（class_ept0_rx_handler）
• msc發(fā)送接收數(shù)據(jù)處理修改IN數(shù)據(jù)處理（class_in_handler）OUT數(shù)據(jù)處理（class_out_handler）
• 根據(jù)需求修改端點FIFO大小分配（usb_conf.h）
• 修改diskio部分,實現(xiàn)表13里面的函數(shù)（msc_diskio.c/h）
• 修改flash_fat16.c/h升級參數(shù)，包括APP起始地址，IAP占用空間等，要保證IAP和APP地址不重合。

composive_vcp_keyboard例程

復合設備定義如下：擁有多個相互獨立接口的設備被稱為復合設備。當使用該設備時，該設備上擁有多個組合的功能。例如，Composite vcp keyboard demo 提供的復合設備包含HID和CDC功能（鍵盤和串口通信） 實現(xiàn)功能

• 實現(xiàn)一個USB虛擬串口（參考3.7）
• 實現(xiàn)一個USB鍵盤設備（參考3.3）

外設資源使用USB外設：

• 端點0 IN/OUT：用于USB枚舉
• 端點1 IN：用于數(shù)據(jù)發(fā)送
• 端點1 OUT：用于數(shù)據(jù)接收
• 端點2 IN：CDC命令中斷傳輸
• 端點3 IN：Keyboard發(fā)送數(shù)據(jù)

composite_vcp_keyboard設備實現(xiàn)1. 設備描述（cdc_keyboard_desc.c/h）

• cdc_keyboard設備描述（g_usbd_descriptor）
• cdc_keyboard設備配置描述（g_usbd_configuration）cdc interfacecdc endpointkeyboard interfacekeyboard endpoint
• Lang id（g_string_lang_id）
• 序列號（g_string_serial）
• 廠商產(chǎn)品ID（custom_hid_desc.h）
• 制造商、產(chǎn)品名、配置描述、接口描述（msc_desc.h）

2. 數(shù)據(jù)處理（cdc_keyboard_class.c/h）

• 端點初始化（class_init_handler）
• 端點清除（class_clear_handler）
• 設備請求（class_setup_handler）cdc設備類請求:SET_LINE_CODINGGET_LINE_CODIN

  Keyboard hid設備類請求:

  SET_PROTOCOLGET_PROTOCOLSET_IDLEGET_IDLESET_REPORT

  代碼如下：

  
• IN傳輸處理
• OUT傳輸處理（接收數(shù)據(jù)）

如何根據(jù)composite_vcp_keyboard例程進行開發(fā)本章將簡單描述如何修改composite_vcp_keyboard例程的代碼來進行復合設備開發(fā)，根據(jù)應用具體的需求來修改代碼。

• 根據(jù)功能需求修改設備描述信息（cdc_keyboard_desc.c, cdc_keyboard_desc.h）設備描述信息（g_usbd_descriptor）設備配置描述信息（g_usbd_configuration）其它描述
• 根據(jù)功能修改要使用端點(cdc_keyboard_class.c, cdc_keyboard_class.h)端點定義（cdc_class.h）端點初始化（class_init_handler，class_clear_handler）
• 修改使用的cdc控制請求控制請求修改（class_setup_handler）控制請求設置處理（class_ept0_rx_handler）
• cdc_keyboard發(fā)送接收數(shù)據(jù)處理修改IN數(shù)據(jù)處理（class_in_handler）OUT數(shù)據(jù)處理（class_out_handler）
• 根據(jù)需求修改端點FIFO大小分配（usb_conf.h）

hid_iap例程

hid_iap例程使用usb hid實現(xiàn)IAP升級功能，需要搭配上位機使用，上位機可在官網(wǎng)下載IAP_Programmer。hid iap的例程代碼位于BSP固件庫utilitiesat32f435_437_usb_iap_demo中，使用方法可參考《AN0007_AT32_IAP_using_the_USB_HID_ZH_V2.x.x.pdf》 1. 實現(xiàn)功能

• 實現(xiàn)使用HID進行設備升級

2. 外設資源使用USB 外設：

• 端點0 IN/OUT：用于USB枚舉
• 端點1 IN：用于數(shù)據(jù)發(fā)送
• 端點1 OUT：用于數(shù)據(jù)接收

hid_iap設備實現(xiàn)1. 設備描述（hid_iap_desc.c/h）

• hid iap設備描述（g_usbd_descriptor）
• hid iap設備配置描述（g_usbd_configuration）HID interfaceHID Endpoint
• hid iap report描述（g_usbd_hid_report）
• Lang id（g_string_lang_id）
• 序列號（g_string_serial）
• 廠商產(chǎn)品ID（hid_iap_desc.h）
• 制造商、產(chǎn)品名、配置描述、接口描述（hid_iap_desc.h）

2. 數(shù)據(jù)處理（hid_iap_class.c/h）

• 端點初始化（class_init_handler）
• 端點清除（class_clear_handler）
• HID設備類請求（class_setup_handler）實現(xiàn)如下請求：SET_PROTOCOLGET_PROTOCOLSET_IDLEGET_IDLESET_REPORT代碼如下：
• hid iap發(fā)送數(shù)據(jù)
• hid iap接收數(shù)據(jù)
• 升級命令數(shù)據(jù)處理

3. hid iap升級協(xié)議表14.hid iap升級命令

1. 0x5AA0進入IAP模式

   作為一個特定的命令，當用戶APP收到這個命令之后將進入IAP模式。實現(xiàn)方式為收到這個命令之后擦除flag然后reset

   上位機：[0x5A, 0xA0]

   IAP設備響應：[0x5A, 0XA0, ACK/NACK]

2. 0x5AA1開始下載

   上位機：[0x5A,0xA1]

   IAP設備響應：[0x5A,0xA1,ACK/NACK]

3. 0x5AA2設置下載地址

   設置下載地址需按照1KB對齊，每下載1Kbyte數(shù)據(jù)之后，都需要重新設置下載地址。

   上位機(命令+地址)：[0x5A, 0xA2, 0x08, 0x00, 0x40, 0x00]

   IAP設備響應：[0x5A,0xA2, ACK/NACK]

4. 0x5AA3下載數(shù)據(jù)命令(1KB 對齊多個包發(fā)送)

   下載數(shù)據(jù)命令采用命令+長度+數(shù)據(jù)的格式進行發(fā)送，每包最大數(shù)據(jù)量為60Byte（64–命令–長度），當發(fā)送數(shù)據(jù)達到1KB時，上位機需要等待設備的ACK響應。此時設備需將1KB的數(shù)據(jù)寫到FLASH。

   上位機（命令(2Byte)+長度(2 Byte)+數(shù)據(jù)(n byte)）:[0x5A,0xA3,LEN1,LEN0,DATA0….DATAn]

   收完1KB數(shù)據(jù)后IAP設備響應：[0x5A, 0XA3, ACK/NACK]

5. 0x5AA4下載結(jié)束

   上位機：[0x5A, 0xA4]

   IAP設備響應：[0x5A, 0xA4, ACK/NACK]

6. 0x5AA5固件CRC校驗

   上位機傳輸固件起始地址和固件大小/1KB（固件大小按1KB對齊，不足補0xFF），由IAP計算CRC之后返回給上位機。

   上位機：[0x5A,0xA5, 0x08, 0x00, 0x40, 0x00, LEN1, LEN0]

   IAP設備響應: [0x5A, 0xA5, ACK/NACK, CRC3, CRC2, CRC1, CRC0]

7. 0x5AA6跳轉(zhuǎn)命令

   跳轉(zhuǎn)命令將跳轉(zhuǎn)到用戶代碼進行運行

   上位機：[0x5A,0xA6, 0x08, 0x00, 0x40, 0x00]

   IAP設備響應：[0x5A,0xA6,ACK/NACK]

8. 0x5AA7獲取IAP設置的app地址

   返回IAP設置的app地址

   上位機：[0x5A, 0xA7]

   IAP設備響應：[0x5A, 0xA7, ACK/NACK, 0x08, 0x00, 0x40, 0x00]

如何根據(jù)hid_iap例程進行開發(fā)本章將簡單描述如何修改hid_iap例程的代碼來進行開發(fā)，根據(jù)應用具體的需求來修改代碼。

• 根據(jù)功能需求修改設備描述信息（hid_iap_desc.c, hid_iap_desc.h）設備描述信息（g_usbd_descriptor）設備配置描述信息（g_usbd_configuration）其它描述
• 根據(jù)功能修改要使用端點（hid_iap_class.c, hid_iap_class.h）端點定義（hid_iap_class.h）端點初始化（class_init_handler，class_clear_handler）
• 修改使用的hid控制請求控制請求修改（class_setup_handler）控制請求設置處理（class_ept0_rx_handler）
• hid_iap發(fā)送接收數(shù)據(jù)處理修改IN數(shù)據(jù)處理（class_in_handler）OUT數(shù)據(jù)處理（class_out_handler）
• 根據(jù)需求修改端點FIFO大小分配（usb_conf.h）
• 修改hid_iap_user.h中的升級參數(shù)，包括APP起始地址等，IAP占用空間等，保證APP地址和IAP的地址不要重合。

審核編輯：湯梓紅