原创 [圈圈原创]如何修改STM32的USB例程为自己所用

2008-8-6 17:52 28790 10 41 分类: MCU/ 嵌入式

   单击此处下载整个范例程序包友情提示:先点一下左边的“顶一下”然后再下载速度会更快、更稳定,心里也更塌实一些~~~ rar


 


   在万利学习板自带的演示例程中,有几个USB的例程。如果我们想实现一个USB功能,可以拿里面的例子来改。
   那么具体要改哪些地方呢?首先要改各种描述符,然后是具体的数据处理。我们拿USB摇杆鼠标范例来修改,把它改成USB键盘。该范例在目录\Manley\EKBoard\EKSTM32F\USBDemo(8M osc)\USBDemo\USBLib\demos\JoyStickMouse下,将JoyStickMouse复制一份,改名为USBKeyboard,以用来修改。
   描述符在文件usb_desc.c中。第一个要改的是设备描述符。设备描述符的结构都标准的,长度也是固定的。范例中的USB设备描述符如下:
/* USB Standard Device Descriptor */
const u8 Joystick_DeviceDescriptor[JOYSTICK_SIZ_DEVICE_DESC]=
{
 0x12,                       /*bLength */
 USB_DEVICE_DESCRIPTOR_TYPE, /*bDescriptorType*/
 0x00,                       /*bcdUSB */
 0x02,
 0x00,                       /*bDeviceClass*/
 0x00,                       /*bDeviceSubClass*/
 0x00,                       /*bDeviceProtocol*/
 0x40,                       /*bMaxPacketSize40*/
 0x83,                       /*idVendor (0x0483)*/
 0x04,
 0x10,                       /*idProduct = 0x5710*/
 0x57,
 0x00,                       /*bcdDevice rel. 2.00*/
 0x02,
 1,   /*Index of string descriptor describing
                            manufacturer */
 2,  /*Index of string descriptor describing
                          product*/
 3,       /*Index of string descriptor describing the
                    device serial number */
 0x01               /*bNumConfigurations*/
}; /* Joystick_DeviceDescriptor */


我们只需要修改这里的idVendor(即VID)和idProduct(即PID)即可。它们是用来供电脑端识别设备以加载驱动用的,所以必须不能跟现有的设备相冲突。VID和PID都是两字节,低字节在前,高字节在后。例如这里的VID为0x0483,写在里面就是0x83,0x04。我们将VID改成0x1234,将PID改成0x4321,即: 0x34, 0x12, 0x21, 0x43。


然后再修改配置描述符集合。配置描述符集合包括配置描述符、接口描述符、类特殊描述符(这里是HID描述符)、以及端点描述符。如果你需要增加端点,那么在最后增加就行了,注意要记得修改JOYSTICK_SIZ_CONFIG_DESC的值为配置描述符集合的长度。第一部分为配置描述符。通常这里不需要修改,除非你要改成该配置有多个接口(USB复合设备),那么应该修改bNumInterfaces,需要多少个就改成多少个,这里只有一个接口,所以值为1。第二部分为接口描述符,在接口描述符中决定该接口所实现的功能,例如HID设备,或者是大容量存储设备等等。其中bInterfaceNumber为该接口的编号,从0开始。这里只有一个接口,所以它的值为0,如果又更多的接口,则依次编号。注意一个接口完整结束(包括该接口下的类特殊描述符和端点描述符)后,才开始一个新的接口。bNumEndpoints为该接口所使用的端点数目(不包括端点0),原来的程序是实现鼠标功能的,所以只有一个输入端点。我们这里增加一个输出端点,用来控制LED(键盘上有大写字母锁定、小键盘数字键锁定等指示灯),因此将bNumEndpoints改为2。bInterfaceClass为接口所使用的类,这里指定为HID设备,USB键盘和鼠标都是HID设备,这里不用修改,如果你要实现其它设备,请根据USB协议所规定的类来修改。bInterfaceSubClass为接口所使用的子类,在HID设备类下规定了两种子类,系统引导时能用的和不能用的,这里为1,表示系统引导时能使用。bInterfaceProtocol为接口的协议,原来为鼠标,这里改为1,键盘。第三部分为HID描述符,只有HID设备才有,如果你要修改成其它设备,则用其它设备的类特殊描述符代替或者没有,在这里不用做修改。第四部分为输入端点1的端点描述符,原来代码中,设置的端点最大包长度(wMaxPacketSize)为4字节,我们将其改成8字节。另外,我们再增加一个输出端点1,将最后的输入端点1描述符复制一份,然后修改地址(bEndpointAddress)为0x01,这表示该端点为输出端点,地址为1。由bEndpointAddress的最高位表示方向,1为输入,0为输出,最后4位表示地址。最后,要记得在usb_desc.h文件中修改JOYSTICK_SIZ_CONFIG_DESC的长度为41,因为我们增加了7字节。实际修改好的配置描述符集合如下:


/* USB Configuration Descriptor */
/* All Descriptors (Configuration, Interface, Endpoint, Class, Vendor */
const u8 Joystick_ConfigDescriptor[JOYSTICK_SIZ_CONFIG_DESC] =
{
 //以下为配置描述符
 0x09, /* bLength: Configuation Descriptor size */
 USB_CONFIGURATION_DESCRIPTOR_TYPE, /* bDescriptorType: Configuration */
 JOYSTICK_SIZ_CONFIG_DESC,
 /* wTotalLength: Bytes returned */
 0x00,
 0x01,         /*bNumInterfaces: 1 interface*/
 0x01,         /*bConfigurationValue: Configuration value*/
 0x00,         /*iConfiguration: Index of string descriptor describing
               the configuration*/
 0xC0,         /*bmAttributes: self powered */
 0x32,         /*MaxPower 100 mA: this current is used for detecting Vbus*/


 //以下为接口描述符
 /************** Descriptor of Joystick Mouse interface ****************/
 /* 09 */
 0x09,         /*bLength: Interface Descriptor size*/
 USB_INTERFACE_DESCRIPTOR_TYPE,/*bDescriptorType: Interface descriptor type*/
 0x00,         /*bInterfaceNumber: Number of Interface*/
 0x00,         /*bAlternateSetting: Alternate setting*/
 0x02,         /*bNumEndpoints*/
 0x03,         /*bInterfaceClass: HID*/
 0x01,         /*bInterfaceSubClass : 1=BOOT, 0=no boot*/
 0x01,         /*bInterfaceProtocol : 0=none, 1=keyboard, 2=mouse*/
 0,            /*iInterface: Index of string descriptor*/


 //以下为HID描述符
 /******************** Descriptor of Joystick Mouse HID ********************/
 /* 18 */
 0x09,         /*bLength: HID Descriptor size*/
 HID_DESCRIPTOR_TYPE, /*bDescriptorType: HID*/
 0x00,         /*bcdHID: HID Class Spec release number*/
 0x01,
 0x00,         /*bCountryCode: Hardware target country*/
 0x01,         /*bNumDescriptors: Number of HID class descriptors to follow*/
 0x22,         /*bDescriptorType*/
 JOYSTICK_SIZ_REPORT_DESC,/*wItemLength: Total length of Report descriptor*/
 0x00,
 
 //以下为输入端点1描述符
 /******************** Descriptor of Joystick Mouse endpoint ********************/
 /* 27 */
 0x07,          /*bLength: Endpoint Descriptor size*/
 USB_ENDPOINT_DESCRIPTOR_TYPE, /*bDescriptorType:*/
 0x81,          /*bEndpointAddress: Endpoint Address (IN)*/
 0x03,          /*bmAttributes: Interrupt endpoint*/
 0x08,          /*wMaxPacketSize: 8 Byte max */
 0x00,
 0x20,          /*bInterval: Polling Interval (32 ms)*/


 //以下为输出端但1描述符
 /* 34 */
 0x07,          /*bLength: Endpoint Descriptor size*/
 USB_ENDPOINT_DESCRIPTOR_TYPE, /*bDescriptorType:*/
 0x01,          /*bEndpointAddress: Endpoint Address (OUT)*/
 0x03,          /*bmAttributes: Interrupt endpoint*/
 0x08,          /*wMaxPacketSize: 8 Byte max */
 0x00,
 0x20,          /*bInterval: Polling Interval (32 ms)*/
/* 41 */
};


接下来,还需要修改报告描述符,报告描述符比较复杂,这里就不详述了,直接给出修改好的报告描述符如下:
const u8 Joystick_ReportDescriptor[JOYSTICK_SIZ_REPORT_DESC] =
{
 0x05, 0x01, // USAGE_PAGE (Generic Desktop)
 0x09, 0x06, // USAGE (Keyboard)
 0xa1, 0x01, // COLLECTION (Application)
 0x05, 0x07, //     USAGE_PAGE (Keyboard/Keypad)
 0x19, 0xe0, //     USAGE_MINIMUM (Keyboard LeftControl)
 0x29, 0xe7, //     USAGE_MAXIMUM (Keyboard Right GUI)
 0x15, 0x00, //     LOGICAL_MINIMUM (0)
 0x25, 0x01, //     LOGICAL_MAXIMUM (1)
 0x95, 0x08, //     REPORT_COUNT (8)
 0x75, 0x01, //     REPORT_SIZE (1)
 0x81, 0x02, //     INPUT (Data,Var,Abs)
 0x95, 0x01, //     REPORT_COUNT (1)
 0x75, 0x08, //     REPORT_SIZE (8)
 0x81, 0x03, //     INPUT (Cnst,Var,Abs)
 0x95, 0x06, //   REPORT_COUNT (6)
 0x75, 0x08, //   REPORT_SIZE (8)
 0x25, 0xFF, //   LOGICAL_MAXIMUM (255)
 0x19, 0x00, //   USAGE_MINIMUM (Reserved (no event indicated))
 0x29, 0x65, //   USAGE_MAXIMUM (Keyboard Application)
 0x81, 0x00, //     INPUT (Data,Ary,Abs)
 0x25, 0x01, //     LOGICAL_MAXIMUM (1)
 0x95, 0x05, //   REPORT_COUNT (5)
 0x75, 0x01, //   REPORT_SIZE (1)
 0x05, 0x08, //   USAGE_PAGE (LEDs)
 0x19, 0x01, //   USAGE_MINIMUM (Num Lock)
 0x29, 0x02, //   USAGE_MAXIMUM (Caps Lock)
 0x91, 0x02, //   OUTPUT (Data,Var,Abs)
 0x95, 0x01, //   REPORT_COUNT (1)
 0x75, 0x06, //   REPORT_SIZE (6)
 0x91, 0x03, //   OUTPUT (Cnst,Var,Abs)
 0xc0        // END_COLLECTION
};


该报告描述符说明输入报告为8字节,第一字节为特殊键,用位图表示,第二字节保留,第三至第八字节为普通按键。我们将原来的摇杆功能改成键盘上的4个方向键,中键选择键为回车键,另外KEY2和KEY3分别做大写字母锁定键和数字锁锁定键。输出报告为1字节,其中最低两位分别为Num Lock灯和Caps Lock灯。


Joystick_StringLangID描述符不用修改,Joystick_StringVendor、Joystick_StringProduct分别为厂商字符串和设备字符串,不改也可以,但是显示出来就是原来的内容,最好还是自己修改下。这里使用的是Unicode编码,可以直接使用圈圈以前写小程序自动生成该描述符,该工具的地址为:http://computer00.21ic.org/user1/2198/archives/2007/42769.html。Joystick_StringSerial为产品序列号,它也是Unicode编码,这里可以不用修改,当然你修改也可以。这里我将厂商字符串改成“电脑圈圈的家当”,产品字符串改成“电脑圈圈修改的简易USB键盘”。


好了,描述符改完了,就需要去修改数据处理了。我们启用了一个新的端点,端点1输出,原来的程序中并未对它进行初始化,所以我们需要先增加对端点1输出的初始化。在usb_prop.c文件中,找到void Joystick_Reset(void)函数,该函数是负责初始化端点的。原来对端点1输入的初始化设置为4字节,我们将它改成8字节。并增加对端点输出的初始化,最终修改的代码部分如下:


  /* Initialize Endpoint In 1 */
  SetEPType(ENDP1, EP_INTERRUPT); //初始化为中断端点类型
  SetEPTxAddr(ENDP1, ENDP1_TXADDR); //设置发送数据的地址
  SetEPTxCount(ENDP1, 8); //设置发送的长度
//  SetEPRxStatus(ENDP1, EP_RX_DIS);
  SetEPTxStatus(ENDP1, EP_TX_NAK); //设置端点处于忙状态
 
  /* Initialize Endpoint Out 1 */
  SetEPRxAddr(ENDP1, ENDP1_RXADDR); //设置接收数据的地址
  SetEPRxCount(ENDP1, 1);  //设置接收长度
  SetEPRxStatus(ENDP1, EP_RX_VALID); //设置端点有效,可以接收数据


需要在usb_conf.h中增加对ENDP1_RXADDR的定义:
#define ENDP1_RXADDR        (0xD8)


然后,修改原来在main函数中发送数据的处理。这里我们使用圈圈前几天写的按键及摇杆驱动(见http://blog.ednchina.com/computer00/142610/message.aspx)。
修改主循环中的内容如下:
  while (1)
  {
    DelayXms(5);  //延时5ms
    KeyScan(); //扫描一次键盘
    if (KeyUp||KeyDown)
    {
      Joystick_Send(KeyPress); //发送按键
      KeyUp="0";  //清除事件
      KeyDown="0";
    }
  }


然后,在hw_config.c中修改Joystick_Send函数,根据不同的按键来发送按键情况,具体怎么修改这里就不说了,最后使用函数  UserToPMABufferCopy将缓冲区中的数据复制到端点1的输出缓冲中,再使用函数SetEPTxValid(ENDP1)使端点1数据有效,从而发送出去。
对于输出,我们还需要增加一个回调函数来处理,因为原来的输出端点1的回调函数是个空函数。在usb_conf.h中找到#define  EP1_OUT_Callback   NOP_Process 一行,它将端点1输出回调函数定义为空处理函数。我们将它删除,换成我们自己的回调处理函数:void EP1_OUT_Callback(void);。然后回到main.c中增加该函数的实际代码,它主要用来控制LED的状态。在使用LED之前,当然要记得初始化这些IO口为输出状态,以及使能PC口的时钟,还有前面的键盘扫描也要增加对相应的IO口初始化,这些初始化代码在void Set_System(void)函数中处理。LED连接在PC口上,在stm32f10x_conf.h文件中,将#define _GPIOC宏使能,原本该宏是被注释掉的,这样会提示GPIOC没有定义。


处理接收数据的回调函数和发送数据的函数代码分别如下:


void EP1_OUT_Callback(void)
{
 u8 DataLen; //保存接收数据的长度
 u8 DataBuffer[64]; //保存接收数据的缓冲区
 
 DataLen = GetEPRxCount(ENDP1); //获取收到的长度
 PMAToUserBufferCopy(DataBuffer, ENDP1_RXADDR, DataLen); //复制数据
 SetEPRxValid(ENDP1); //设置端点有效,以接收下一次数据
 
 if(DataLen==1) //收到一字节的输出报告
 {
  //D0位表示数字键盘灯,D1位表示大写字母锁定灯
  if(DataBuffer[0]&0x01)  //数字键盘灯亮
  {
   GPIOC->BSRR=(1<<6); //亮LED3
  }
  else
  {
   GPIOC->BRR=(1<<6); //灭LED3
  }
  if(DataBuffer[0]&0x02) //大写字母锁定键
  {
   GPIOC->BSRR=(1<<7); //亮LED2
  }
  else
  {
   GPIOC->BRR=(1<<7); //灭LED2
  }
 }
}



void Joystick_Send(u8 Keys)
{
  u8 Buffer[8] = {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0};
  u8 i;
  i="2";
 
  //对各个按键进行处理。注意,由于这里的摇杆5个按键
  //不可能同时按下,所以返回的普通键数量不会超过6个。
  //如果你的键盘同时按下的普通键能够超过6个的话,就需要做
  //点特殊处理了,将后面6字节全部设置为0xFF,表示按键无法识别。
  if(Keys&KEY_UP)
  {
   Buffer=0x52; //Keyboard UpArrow
   i++;
  }
  if(Keys&KEY_DOWN)
  {
   Buffer=0x51; //Keyboard DownArrow
   i++;
  }
  if(Keys&KEY_LEFT)
  {
   Buffer=0x50; //Keyboard LeftArrow
   i++;
  }
  if(Keys&KEY_RIGHT)
  {
   Buffer=0x4F; //Keyboard RightArrow
   i++;
  }
  if(Keys&KEY_2)
  {
   Buffer=0x39; //Keyboard Caps Lock
   i++;
  }
  if(Keys&KEY_3)
  {
   Buffer=0x53; //Keypad Num Lock and Clear
   i++;
  }
  if(Keys&KEY_SEL)
  {
   Buffer=0x28; //Keyboard Return (ENTER)
  }
  /*copy mouse position info in ENDP1 Tx Packet Memory Area*/
  UserToPMABufferCopy(Buffer, GetEPTxAddr(ENDP1), 8);
  /* enable endpoint for transmission */
  SetEPTxValid(ENDP1);
}


程序运行后,可在设备管理器中看到新增加的USB人体学输入设备和一个键盘设备。如下图:


点击看大图


                                          电脑圈圈 


                                                    2008-08-06

文章评论31条评论)

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lh2008xp_833685323 2014-11-6 16:30

学习了

billzhu_345737527 2012-11-19 10:57

请问这个键盘是接到STM32上的吗?为啥还要接到电脑上呢?

mgjacky_475611375 2011-12-19 15:44

看了一下,感觉非常有用,我现在就正在配置32的USB,但老是被认成未知设备。查了一下中断处理,根本就没有进入CTR_LP()函数,不知道是什么原因,还请高手指教。非常感谢。

computer00 2010-12-28 11:45

可以的

yurian 2010-12-1 19:26

00大牛,请问usb可以既做u盘又做USB读卡器嘛?三克油,基于STM32F107

xtxdlut_331452946 2010-11-7 13:21

z这个很强大,严重支持!

teach51_109853927 2010-8-22 10:16

顶你个00 :)

shangelaila 2010-4-16 13:22

修改不了描述符,烧进板子后还是发以前的那个描述符,为什么啊?

shangelaila 2010-4-16 11:03

圈圈哥,请问一下,我修改完描述符,然后把程序烧进板子,结果通过BUSHOUND看它给主机发送的描述符还是以前那个,这是为什么啊?

computer00 2010-4-5 19:33

这个需要按照hid协议中的boot协议来做
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