【.Net Micro Framework PortingKit(补) – 1】USB驱动开发

前段时间我连续写了15篇关于【.Net Micro Framework PortingKit–?】的系列文章，初步介绍了.Net Micro Framework在Cortex-M3平台上的移植过程，最近一段时间又对另外两块Cortex-M3开发板进行了相关的移植工作，新实现了USB驱动、SPI驱动、触摸屏驱动、LCD驱动（ILI9325），除此之外还新开发了TinyGUI图形库，该图形库仅需要极少量的内存便能运行在Cortex-M3平台上。从今天开始，我会陆续写这方面开发的相关文章。

第一次编写USB的驱动，是在Ti DM355平台上，当时用了大概二个多月的时间才移植成功，花了这么长的时间，一是USB运行机制非常复杂，二是对嵌入式开发当时并不是特别熟悉。在此期间我写四篇关于USB的文章，有兴趣的朋友可参考一下《Micro Framework USB Driver开发》、《MF Porting之USB驱动开发》、《【.Net MF新特性】Usb双接口支持》和《.Net Micro Framework - USB Mass Storage功能实现》。

STM32F103系列的芯片，其USB接口仅支持Device模式，不像Ti DM355其接口支持OTG、Host、Device三种模式，所以寄存器访问相对比较简单（不过ST最新推出的互联性芯片，其USB接口和Ti的一样了）。

USB接口支持8个端点，数据传输支持三种模式：DMA、双缓冲、单缓冲，简单期间，我仅实现了单缓冲模式。

首先，我们需要声明USB寄存器相对应的结构体，以期方便操作相关的寄存器。

struct CortexM3_USB_Base

{

    //+ 0x40

    /****/ volatile UINT16 CNTR;  //控制寄存器

    static const    UINT16 CNTR_CTRM = ((UINT16)0x8000);            //成功传输中断标志

    static const    UINT16 CNTR_PMAOVRM = ((UINT16)0x4000);    //分组缓冲区溢出中断标志

    略……

};



struct CortexM3_USB_EndPoint

{

     /****/ volatile UINT16 EP;   //端点寄存器

    static const    UINT16 EP_CTR_RX = ((UINT16)0x8000);               //正确接收标志

    static const    UINT16 EP_DTOG_RX = ((UINT16)0x4000);            //用于数据接收的数据翻转位

略…….

};



struct CortexM3_USB_BTABLE

{

    static const UINT32 c_Base = 0x40006000;  //~0x400063FF USB/CAN共享的SRAM 512字节(c_PMA_Base)



    /****/ volatile UINT16 ADDR_TX;     //发送缓冲区地址

    static const    UINT16 ADDR_TX_Mask = ((UINT16)0xFFFE);

    UINT16  RESERVED0;

    略…….

};



struct CortexM3_USB

{

    static const UINT32 c_Base = 0x40005C00;

    static const UINT32 c_CFGR_USBPRE_BB = 0x42000000 + 0x21004 * 32 + 0x16 * 4;

    static const UINT32 c_USB_MAX_EP = 3;  //8

    CortexM3_USB_EndPoint EP[8]; //0x0-0x1c

    UINT16 RESERVED0[16];

    CortexM3_USB_Base Base;      //0x40-0x4c

};



USB提供两个中断信号，一个是c_IRQ_Index_USB_HP_CAN_TX，另一个是c_IRQ_Index_USB_LP_CAN_RX0，不过前一个对低速传输似乎必要性不大。

所以这里仅启用第二种中断，代码如下：

if(!CPU_INTC_ActivateInterruptEx( CortexM3_NVIC::c_IRQ_Index_USB_LP_CAN_RX0, (UINT32)(void *)USB_LP_IRQHandler)) return  FALSE;

此外控制USB软连接的GPIO为PB14，启用USB功能前，要置位该Pin脚。

CPU_GPIO_DisablePin( USB_EN_PIN,RESISTOR_DISABLED,TRUE,GPIO_ALT_MODE_9);  //DISABLE

CPU_GPIO_DisablePin( USB_EN_PIN,RESISTOR_DISABLED,TRUE,GPIO_ALT_MODE_5);  //ENABLE

针对.Net Micro Framework来说，USB仅用到三个端点，所以只需用初始化这三个端点即可，相关代码如下：

CortexM3_USB &USB = CortexM3::USB();

USB.Base.DADDR = CortexM3_USB_Base::DADDR_EF | 0;



 //EP0

 USB.EP[0].EP = CortexM3_USB_EndPoint::EP_TYPE_CONTROL |   (0 & CortexM3_USB_EndPoint::EP_EA);

 SetTxStatus(0,CortexM3_USB_EndPoint::EP_TX_NAK);

 SetRxStatus(0,CortexM3_USB_EndPoint::EP_RX_VALID);

 //lcd_printf("EP0:%x\r\n",USB.EP[0].EP);



 //EP1

 USB.EP[1].EP = CortexM3_USB_EndPoint::EP_TYPE_BULK | (1 & CortexM3_USB_EndPoint::EP_EA);

SetTxStatus(1,CortexM3_USB_EndPoint::EP_TX_NAK);

SetRxStatus(1,CortexM3_USB_EndPoint::EP_RX_DISABLED);

 if(USB.EP[1].EP & CortexM3_USB_EndPoint::EP_DTOG_RX)  USB.EP[1].EP |= CortexM3_USB_EndPoint::EP_DTOG_RX;

if(USB.EP[1].EP & CortexM3_USB_EndPoint::EP_DTOG_TX)  USB.EP[1].EP |= CortexM3_USB_EndPoint::EP_DTOG_TX;



 //EP2

 USB.EP[2].EP = CortexM3_USB_EndPoint::EP_TYPE_BULK | (2 & CortexM3_USB_EndPoint::EP_EA);

SetTxStatus(2,CortexM3_USB_EndPoint::EP_TX_DISABLED);

SetRxStatus(2,CortexM3_USB_EndPoint::EP_RX_VALID);

if(USB.EP[2].EP & CortexM3_USB_EndPoint::EP_DTOG_RX)  USB.EP[2].EP |= CortexM3_USB_EndPoint::EP_DTOG_RX;

if(USB.EP[2].EP & CortexM3_USB_EndPoint::EP_DTOG_TX)  USB.EP[2].EP |= CortexM3_USB_EndPoint::EP_DTOG_TX;

限于篇幅，这里的代码仅列这么多，有兴趣的朋友请参考.Net Micro Framework的相关USB驱动的源码，其架构大同小异。

最终成功运行的效果图如下：