原创 USB的“JoyStickMouse”例程分析03

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三、USB的“JoyStickMouse”工作过程详细分析

1、初始化过程叙述

从main（）函数开始

（1）Set_System(void)的工作过程

由于这些代码都是采用库代码，所以我主要分析每个代码具体做了什么工作。有些常用、类似的代码这里就不列出来了。

先将RCC部分复位，系统使用内部振荡HSI，8MHz——RCC_DeInit();。

使能HSE——RCC_HSEConfig(RCC_HSE_ON);

设置HCLK = SYSCLK——RCC_HCLKConfig(RCC_SYSCLK_Div1);

设置PCLK2，PCLK1——RCC_PCLK2Config(RCC_HCLK_Div1);

设置PLL，使能PLL——PLL采用HSE，输出=HSE X 9；

RCC_PLLConfig(RCC_PLLSource_HSE_Div1, RCC_PLLMul_9);

系统时钟采用PLL输出——

RCC_SYSCLKConfig(RCC_SYSCLKSource_PLLCLK);

使能PWR控制，目的是为了控制CPU的低功耗模式；

将所有输入口初始化为模拟输入——GPIO_AINConfig();

使能USB上拉控制GPIO端口的时钟，这个端口设置为低电平时，USB外设会被集线器检测到，并报告给主机，这也是设备枚举的开始；

将这个端口的模式设置为开漏输出；

初始化 上下左右 四个按键为 上下拉输入；

配置GPIOG8为EXTI8中断输入引脚，这个是在外部按键输入引起中断。

配置EXTI18中断。这个是发生USB唤醒事件时用。

  EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line18; // USB resume from suspend mode

  EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Rising;

  EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;

  EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);

（2）USB_Interrupts_Config(void)的工作过程

设置向量表位置在FLASH起始位置——

NVIC_SetVectorTable(NVIC_VectTab_FLASH, 0x00);

设置优先级分组，1位用于抢占组级别。其余用于子优先级——

NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1);

接下来配置、使能了三个中断，包括USB低优先级中断、USB唤醒中断（EXTI18）、和EXTI8（按键控制）中断。

它的优先级设置有些问题，明明只有一位用于抢占优先级。它把EXTI8的抢占优先级设为2。结果在调试时发现，它的抢占优先级仍然是0。

（3）Set_USBClock()的工作过程

这个代码就两句话：

  RCC_USBCLKConfig(RCC_USBCLKSource_PLLCLK_1Div5);

  RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USB, ENABLE);

作用是设置并使能USB时钟，从RCC输出可以看到，USB时钟是48MHz。

（4）USB_Init()的工作过程

void USB_Init(void)

{

  pInformation = &Device_Info;

  pInformation->ControlState = 2; 

  pProperty = &Device_Property;  //这个是设备本身支持的属性和方法

  pUser_Standard_Requests = &User_Standard_Requests; //这个是主机请求的实现方法。

  pProperty->Init();  //回调设备的初始化例程。

}

这个主要是初始化了三个全局结构体指针，pInformation表明当前连接的状态和信息，pProperty表明设备支持的方法，pUser_Standard_Requests是主机请求实现的函数指针数组。

Device_Info是一个结构体，包括11个成员变量。这里是将它的ControlState设为2，意义现在还不十分明了。

typedef struct _DEVICE_INFO

{

  u8 USBbmRequestType;       /* bmRequestType */

  u8 USBbRequest;            /* bRequest */

  u16_u8 USBwValues;         /* wValue */

  u16_u8 USBwIndexs;         /* wIndex */

  u16_u8 USBwLengths;        /* wLength */

  u8 ControlState;           /* of type CONTROL_STATE */

  u8 Current_Feature;

  u8 Current_Configuration;   /* Selected configuration */

  u8 Current_Interface;   /* Selected interface of current configuration */

  u8 Current_AlternateSetting;/* Selected Alternate Setting of current

                                     interface*/

  ENDPOINT_INFO Ctrl_Info;  //端点信息结构体

}DEVICE_INFO;

最后调用pProperty->Init()，实质就是调用Joystick_init(void)。

在这个函数中，首先获取设备版本，并转换为Unicode存入版本号字符串。

                    ——Get_SerialNum();

设备当前配置置为0。然后调用PowerOn()，这个函数实质上将D+上拉，此时USB设备就能被集线器检测到了。因此分析进入下一个流程。

2、进入设备检测状态

（1）在PowerOn()中执行的情况。

在USB_init（）中调用PowerOn()，而它先调用USB_Cable_Config(ENABLE)，这个函数实质上将USB连接控制线设置为低电平，然后设备就可以检测到设备了。

当集线器报告设备连接状态，并收到主机指令后，会复位USB总线，这需要一定的时间（这段时间内设备应该准备好处理复位指令）。但是现在设备初始化程序将继续往下进行，因为它还没有使能复位中断。

  wRegVal = CNTR_FRES;

  _SetCNTR(wRegVal);  //这句话实际上使能了USB模块的电源，因为上电复位时，CNTR寄存器的断电控制为PDWN位是1，模块是断电的。

这句话虽然将强制复位USB模块，但由于复位中断允许位没有使能，不会引起复位中断，而间接上由使PDWN=0，模块开始工作。

_SetCNTR是一个宏，将wRegVal赋值给CNTR寄存器，此时所有的中断被屏蔽。

再接下来两句指令又将清除复位信号。

然后清除所有的状态位。——_SetISTR(0);

接下来是很关键的两句话：

  wInterrupt_Mask=CNTR_RESETM| CNTR_SUSPM | CNTR_WKUPM;

  _SetCNTR(wInterrupt_Mask);

后面一个语句执行后，复位中断已经被允许，而此时集线器多半已经开始复位端口了。或者说稍微有限延迟，设备固件还能继续初始化一些部件，但已经不会影响整个工作流程了。

所以接下来，分析直接进入复位中断。

（2）复位中断的处理。

当复位中断允许、且总线被集线器复位的时候，固件程序进入USB_LP中断。

中断程序直接调用USB_Istr(void)程序。

接下来讲对中断位进行判断：

  if (wIstr & ISTR_RESET & wInterrupt_Mask)

  {

    _SetISTR((u16)CLR_RESET);  //先清除复位中断位

    Device_Property.Reset();  //进入设备定义的复位过程。实际上是调用JoyStick_Reset（）函数进行处理。

  }

（3）JoyStick_Reset（）函数的处理。

这里将一句句来分析：

void Joystick_Reset(void)

{

  pInformation->Current_Configuration = 0;  //当前配置为0

  pInformation->Current_Interface = 0;/当前接口为0

 pInformation->Current_Feature = Joystick_ConfigDescriptor[7];

                                                //需要总线供电

  SetBTABLE(BTABLE_ADDRESS); //设置包缓冲区地址。

  SetEPType(ENDP0, EP_CONTROL);  //端点0为控制端点

  SetEPTxStatus(ENDP0, EP_TX_STALL);  //端点状态为 发送无效，也就是主机IN令牌包来的时候，回送一个STALL。

  SetEPRxAddr(ENDP0, ENDP0_RXADDR); //设置端点0描述符表，包括接收缓冲区地址、最大允许接收的字节数、发送缓冲区地址三个量。

  SetEPTxAddr(ENDP0, ENDP0_TXADDR); //这是发送缓冲区地址

  Clear_Status_Out(ENDP0);  //清除EP_KIND的STATUS_OUT位，如果改位被设置，在控制模式下只对0字节数据包相应。其它的都返回STALL。主要用于控制传输的状态过程。

  SetEPRxCount(ENDP0, Device_Property.MaxPacketSize); //接收缓冲区支持64个字节。

  SetEPRxValid(ENDP0);  //使能端点0的接收，因为很快就要接收SETUP令牌包后面跟着的数据包了。

  SetEPType(ENDP1, EP_INTERRUPT);  //端点1为中断端点。

  SetEPTxAddr(ENDP1, ENDP1_TXADDR); //设置发送缓冲区地址。

  SetEPTxCount(ENDP1, 4);   //每次发送四个字节

  SetEPRxStatus(ENDP1, EP_RX_DIS);  //接收禁止，只发送Mouse信息，而不从主机接收。

  SetEPTxStatus(ENDP1, EP_TX_NAK); //现在发送端点还不允许发送数据。

  bDeviceState = ATTACHED;   //连接状态改为已经连接，默认地址状态。

  SetDeviceAddress(0); //地址默认为0.

}

复位中断执行完成后，开发板的USB接口能够以默认地址对主机来的数据包进行响应了。这个阶段的分析到此结束，下一个阶段就是正式分析代码实现的枚举过程了。