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USB的“JoyStickMouse”工作過程詳細分析

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樓主
ID:105323 發表于 2016-2-12 19:14 | 只看該作者 回帖獎勵 |倒序瀏覽 |閱讀模式
                       
1、枚舉第二步:設置地址
(1)重新從復位狀態開始
在第一次獲取設備描述符后,程序使端點0的發送和接收都無效,狀態也設置為STALLED,所以主機先發一個復位,使得端點0接收有效。雖然說在NAK和STALL狀態下,端點仍然可以響應和接收SETUP包。
(2)設置地址的建立階段:
主機先發一個SETUP令牌包,設備端EP0的SETUP標志置位。然后主機發了一個OUT包,共8個字節,里面包含設置地址的要求。
設備在檢驗數據后,發一個ACK握手包。同時CTR_RX置位,CTR置位。數據已經保存到RxADDR所指向的緩沖區。此時USB產生數據接收中斷。
由于CTR_RX和SETUP同時置位,終端處理程序調用Setup0_Process(),所做的工作仍然是先填充pInformation結構,獲取請求特征碼、請求代碼和數據長度。
由于設置地址不會攜帶數據,所以接下來調用NoData_Setup0()。執行以下代碼:

else if (RequestNo ==SET_ADDRESS)

{

Result = USB_SUCCESS;

}
說明設置地址沒有做任何工作。

ControlState =WAIT_STATUS_IN;

USB_StatusIn(); //這句話是一個關鍵,它是一個宏,實際是準備好發送0字節的狀態數據包。因為地址設置沒有數據過程,建立階段后直接進入狀態階段,主機發IN令牌包,設備返回0字節數據包,主機再ACK。
它對應的宏是這樣的:
#defineUSB_StatusIn() Send0LengthData() //準備發送0字節數據
#defineSend0LengthData() { _SetEPTxCount(ENDP0, 0);\

vSetEPTxStatus(EP_TX_VALID); \//設置發送有效,發送字節數為0

}
(3)設置地址的狀態階段:
而前面把狀態設置為WAIT_STATUS_IN是給IN令牌包的處理提供指示。因為建立階段結束以后,主機接著發一個IN令牌包,設備返回0字節數據包后,進入中斷。
本次中斷由IN0_Process()函數來處理,追蹤進入,它執行以下代碼:

else if (ControlState ==WAIT_STATUS_IN)

{

if ((pInformation->USBbRequest== SET_ADDRESS) &&
(Type_Recipient==(STANDARD_REQUEST|DEVICE_RECIPIENT)))

{

SetDeviceAddress(pInformation->USBwValue0);

pUser_Standard_Requests->User_SetDeviceAddress();//這個函數就一個賦值語句,bDeviceState =ADDRESSED。

}

(*pProperty->Process_Status_IN)();//這是一個空函數。


ControlState = STALLED;

}
執行設置地址操作、采用新地址后,把設備的狀態改為STALLED。而在處理的出口中調用Post0_Process()函數,這個所做的工作是:

SetEPRxCount(ENDP0,Device_Property.MaxPacketSize);
//將端點0的緩沖區大小設置為64字節

if (pInformation->ControlState ==STALLED)

{

vSetEPRxStatus(EP_RX_STALL);

vSetEPTxStatus(EP_TX_STALL);

}
將端點0的發送和接收都設置為:STALL,這種狀態下只接受SETUP令牌包。
2、枚舉第三步:從新地址獲取設備描述符
(1)上一階段末尾的狀態
端點0的發送和接收都設置為:STALL,只接收SETUP令牌包。
(2)建立階段:主機發令牌包、數據包、設備ACK
產生數據接收中斷,且端點0的SETUP置位,調用Setup0_Process()函數進行處理。
在Setup0_Process()中,因為主機發送了請求數據8個字節。由調用Data_Setup0()函數進行處理。首先是獲取設備描述符的長度,描述符的起始地址,傳送的最大字節數,根據這些參數確定本次能夠傳輸的字節數,然后調用DataStageIn()函數進行實際的數據傳輸操作,設備描述符必須在本次中斷中就寫入發送緩沖區,因為很快就要進入數據階段了。
在函數處理的最后:

vSetEPTxStatus(EP_TX_VALID);

USB_StatusOut();
(3)數據階段:主機發IN包,設備返回數據,主機ACK
本次操作會產生數據發送完成中斷,由In0_Process(void)來處理中斷,它也調用DataStageIn()函數來進行處理。
如果數據已經發送完:

ControlState =WAIT_STATUS_OUT;

vSetEPTxStatus(EP_TX_STALL);
//
轉入狀態階段。
有可能的話:

Send0LengthData();

ControlState =LAST_IN_DATA;

Data_Mul_MaxPacketSize = FALSE;//這一次發送0個字節,狀態轉為最后輸入階段。
否則,繼續準備數據,調整剩余字節數、發送指針位置,等待主機的下一個IN令牌包。
(4)狀態階段:主機發OUT包、0字節包,設備ACK
數據發送完成中斷,調用Out0_Process(void)函數進行處理,由于在數據階段的末尾已經設置設備狀態為:WAIT_STATUS_OUT,所以處理函數基本上沒有做什么事,就退出了。并將狀態設為STALLED。
3、對配置描述符、字符串描述符獲取過程進行簡單跟蹤,過程就不再一一敘述了。
4、主機設置配置。
建立階段:主機發SETUP包、發請求數據包(DATA0包)、用戶ACK。
進入CTR中斷,用戶調用Setup0_Process()函數進行處理,取得請求數據后,由于沒有數據傳輸階段,該函數調用NoData_Setup0()函數進行處理。
判斷為設置配置后,調用Standard_SetInterface()函數將設備狀態結構體的當前配置改為主機數據中的配置參數。同時調用用戶的設置配置函數,將設備狀態改為“configured”。
退出時,將控制傳輸狀態改為:ControlState =WAIT_STATUS_IN,進入狀態階段。設備期待主機的IN令牌包,返回狀態數據。
狀態階段:主機發IN令牌、設備返回0[size=12p]Setup0_Process()函數進行處理,取得請求數據后,由于沒有數據傳輸階段,該函數調用NoData_Setup0()函數進行處理。
設置空閑時一個類特殊請求,其特征碼為0x21,2表示類請求而不是標準請求,1表示接收對象是接口而不是設備。
USB的底層并不支持類特殊請求,它將調用上層函數提供的函數:

if (Result !=USB_SUCCESS)

{

Result =(*pProperty->Class_NoData_Setup)(RequestNo); //這里就是調用用戶提供的類特殊請求的處理函數。結果發現用戶提供的類特殊請求(針對無數據情況)只支持SET_PROTOCOL。針對有數據情況只支持:GET_PROTOCOL。

if ((Type_Recipient==(CLASS_REQUEST |INTERFACE_RECIPIENT))

&& (RequestNo== SET_PROTOCOL))

{

returnJoystick_SetProtocol();

}

}
6、主機獲取報告描述符
建立階段:主機發SETUP包、發請求數據包(DATA0包)、用戶ACK。
進入CTR中斷,獲取描述符是一個標準請求,但是報告描述符并不是需要通用實現的,所以在底層函數中沒有實現。跟蹤Setup0_Process(void)——進入Data_Setup(void)函數,它是這么處理的:

if (Request_No== GET_DESCRIPTOR)

{

if(Type_Recipient==(STANDARD_REQUEST|EVICE_RECIPIENT))

{

u8 wValue1 =pInformation->USBwValue1;

if (wValue1 ==DEVICE_DESCRIPTOR)

{

CopyRoutine =pProperty->GetDeviceDescriptor;

}

else if (wValue1 ==CONFIG_DESCRIPTOR)

{

CopyRoutine =pProperty->GetConfigDescriptor;

}

else if (wValue1 ==STRING_DESCRIPTOR)

{

CopyRoutine =pProperty->GetStringDescriptor;

}

}

}
可見核心函數只支持設備描述符、配置描述符以及字符串描述符。最終該函數將調用:

Result=(*pProperty->Class_Data_Setup)(pInformation->USBbRequest);
調用用戶的類特殊實現來獲取報告描述符,同時HID類描述符也是通過這種方式取得的。
7、主機從中斷端點讀取鼠標操作數據
主機會輪詢設備,設備數據的準備在主函數中,用Joystick_Send(JoyState())函數來實現。

Mouse_Buffer[1] = X;

Mouse_Buffer[2] = Y;


UserToPMABufferCopy(Mouse_Buffer, GetEPTxAddr(ENDP1),4);


SetEPTxValid(ENDP1);
使能端點1的發送,當主機的IN令牌包來的時候,SIE將數據返回給主機。同時產生 CTR中斷。
在中斷處理程序中,執行下列代碼:

if ((wEPVal & EP_CTR_TX) !=0)

{


_ClearEP_CTR_TX(EPindex);

(*pEpInt_IN[EPindex-1])();

}
這是在函數指針數組中調用函數,跟蹤進入:發現這個函數什么也沒有做。
經過對程序執行過程的跟蹤和分析,我現在對USB設備HID類的工作有了大概的了解,對ST的USB庫的工作也有了初步的概念。把所有文件的源代碼粗略地瀏覽了一遍,心里大概有了些底。但現在我還不準備閱讀源代碼,我先把例程在智林開發板上移植好,再詳細的閱讀一遍源代碼。


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