STM32 USB HID设备驱动分析

STM32 USB HID设备驱动分析

DanielLee 2014-9-29

一、USB HID的设备描述符分析

        USB HID的设备描述符用以下结构定义：

        Device_Property

        DEVICE_PROP Device_Property =

        {

        CustomHID_init,

        CustomHID_Reset,

        CustomHID_Status_In,

        CustomHID_Status_Out,

        CustomHID_Data_Setup,

        CustomHID_NoData_Setup,

        CustomHID_Get_Interface_Setting,

        CustomHID_GetDeviceDescriptor,

        CustomHID_GetConfigDescriptor,

        CustomHID_GetStringDescriptor,

        0,

        0x40/*MAX PACKET SIZE*/

        };

       这是装载了多个函数指针的结构体，用于统一管理USB的多属性及状态，包括USB初始化、复位、输入输出状态、数据传输参数请求、获得设备状态、设备描述符、配置描述符以及字符串描述符。下面按定义顺序介绍下其中主要函数的含义：

       1.USB初始化

        包括IO初始化、控制管脚初始化、底层初始化以及中断配置。USB初始化完成后就使能了 USB中断，响应函数为void USB_Istr(void)，当与主机交互时便会进入中断进行处理。

        该中断函数处理的中断主要有三个

        ①正常中断类型ISTR_CTR

        这个中断是处理USB的正常节点读取、输入输出等。根据索引的节点编号进行不同的处理，当索引为0节点时（通常为控制节点），程序会调用In0_Process()改变USB控制状态，调用Setup0_Process()设置USB本地参数，调用Out0_Process()输出结果。

        当索引节点为其他时，调用(*pEpInt_OUT[EPindex-1])();进行相应节点的程序处理。

        本程序中1节点为主机发送本机接收节点EP1_OUT_Callback，通过调用这个函数，可以把主机发送过来的数据通过函数USB_SIL_Read(EP1_OUT,USB_Receive_Buffer)提取出来放在USB_Receive_Buffer，长度等于或小于64个字节。这就是接收中断。

        2节点为主机接收节点EP1_IN_Callback，用于本地USB发送，本程序不采用中断发送的方式，而采用查询发送的方式，通过函数UserToPMABufferCopy(data,ENDP1_TXADDR, dataNum)发送到主机，封装为USB_SendData.

        通过这几个过程，主机就可以对本机进行控制、发送以及接收数据了。

        ②复位请求中断ISTR_RESET

        当主机发来复位信号时，调用复位函数CustomHID_Reset对本机进行复位，对端点0、1、2的功能进行设置。

         ③挂起中断ISTR_SUSP

        进入挂起中断时调用Suspend，然后关闭USB时钟进入低功耗模式。

        ④唤醒中断ISTR_WKUP

        调用Resume，进行状态恢复。

        2.USB复位CustomHID_Reset

         对本机进行复位，对端点0、1、2的功能进行设置。   

        3.请求数据相关参数CustomHID_Data_Setup、CustomHID_NoData_Setup

        调用CustomHID_GetReportDescriptor, 加载CustomHID_GetConfigDescriptor对USB协议参数进行加载，用于Setup0_Process()设置过程。

        4.CustomHID_GetDeviceDescriptor（设备描述符）

        设备描述符主要获得的参数包括USB设备最大包长度bMaxPacketSize40（一般固定为64个字节）、协议类型bDeviceProtocol、生产商编号idVendor、产品编号idProduct以及设备编号bcdDevice。用于Setup0_Process()设置过程。

        5.CustomHID_GetConfigDescriptor（配置描述符）

        配置描述符主要包括的参数有对USB供电的配置MaxPower、节点数量bNumEndpoints、设备类型bInterfaceClass（HID）、接口类型nInterfaceProtocol（0=none,1=keyboard, 2=mouse）、输入节点属性、输出节点属性等。用于Setup0_Process()设置过程。

        6.CustomHID_GetStringDescriptor（字符串描述）

          ONE_DESCRIPTOR String_Descriptor[4] ={

           {(uint8_t*)CustomHID_StringLangID, CUSTOMHID_SIZ_STRING_LANGID},

           {(uint8_t*)CustomHID_StringVendor, CUSTOMHID_SIZ_STRING_VENDOR},

           {(uint8_t*)CustomHID_StringProduct_AD, CUSTOMHID_SIZ_STRING_PRODUCT},

           {(uint8_t*)CustomHID_StringSerial, CUSTOMHID_SIZ_STRING_SERIAL}

        };

        字符串描述符包括以下几个部分：

        1）  CustomHID_StringLangID 设备描述符的语言识别码 LangID = 0x0409: U.S.English

        2）  CustomHID_StringVendor 生产商名称字符串

        3）  CustomHID_StringProduct 设备名称字符串

        4）  CustomHID_StringSerial 设备编号字符串

        用于Setup0_Process()设置过程。

       归纳起来，可以简单的说这样总结，USB HID驱动用一个数据结构描述了USB的各个属性，对USB初始化后，便可以进入中断进行请求处理，0端点用于状态控制以及参数设置（中断方式），1端点用于主机发送本机接收（中断方式），2节点用于本机发送主机接收（查询模式）。