看到很多坛友发布一些关于USB的资料，但是很多都不是基于例程来分析的，最近在搞USB这块的程序，在这里记录一下，自己学习USB的过程，同时也写出来分享给大家，希望能给大家在USB学习方面提供一些帮助。
我使用的硬件是金龙107开发板，主芯片STM32F107VCT6，该芯片支持USB从机以及主机，支持OTG功能，例程是基于ST官网的例程，做了一些简单的修改，后面我会把完整的工程上传上来。
基于金龙107开发板的所有例程都在另外一个帖子里面[url= http://www.amobbs.com/thread-5572266-1-1.html]金龙107开发板全部例程[/url] ，每个例程都有说明文档，有兴趣的大家可以查看一下。

. K/ T# n7 z. q' u, S6 ^+ ?# O首先发一些关于USB的基础知识，是本人转来的。
( k3 Z1 {( M& ~3 ^USB的重要关键字:
/ x/ k1 g& S( c1 h! M
! x: A0 ~1 c/ d5 k+ Z: R1、端点：位于USB设备或主机上的一个数据缓冲区，用来存放和发送USB的各种数据，每一个端点都有惟一的确定地址，有不同的传输特性（如输入端点、输出端点、配置端点、批量传输端点）
# ?, Z3 M( K  O2 n; ]( a7 [. X
2、帧：时间概念，在USB中，一帧就是1MS，它是一个独立的单元，包含了一系列总线动作，USB将1帧分为好几份，每一份中是一个USB的传输动作。
+ C6 ?. A. I$ |2 K6 O' i
% k4 f7 e! z6 M- ^. a" R% g3、上行、下行：设备到主机为上行，主机到设备为下行
8 m: x/ N9 W& f. ~# Q
1 D- h% w1 w) ]! Q! w" P. C下面以一问一答的形式开始学习吧。
0 D  q, o8 o  C* Q5 S: {6 r- U
问题一：USB的传输线结构是如何的呢？

答案一：一条USB的传输线分别由地线、电源线、D+、D-四条线构成，D+和D-是差分输入线，它使用的是3.3V的电压（注意哦，与CMOS的5V电平不同），而电源线和地线可向设备提供5V电压，最大电流为500MA（可以在编程中设置的，至于硬件的实现机制，就不要管它了）。

问题二：数据是如何在USB传输线里面传送的

7 C& [% B' I! ^& i答案二：数据在USB线里传送是由低位到高位发送的。
0 r2 C& Z% Q. f% S+ e. ?
问题三：USB的编码方案？
) z+ R( x! n+ H$ K: C" I8 T
- v- w0 Y* M+ S+ C  W& U答案三：USB采用不归零取反来传输数据，当传输线上的差分数据输入0时就取反，输入1时就保持原值，为了确保信号发送的准确性，当在USB总线上发送一个包时，传输设备就要进行位插入***作（即在数据流中每连续6个1后就插入一个0），从而强迫NRZI码发生变化。这个了解就行了，这些是由专门硬件处理的。
  k% Q  X  J3 w0 O
问题四：USB的数据格式是怎么样的呢？
" j6 r4 r& J$ m5 V3 J- x- w
答案四：和其他的一样，USB数据是由二进制数字串构成的，首先数字串构成域（有七种），域再构成包，包再构成事务（IN、OUT、SETUP），事务最后构成传输（中断传输、并行传输、批量传输和控制传输）。下面简单介绍一下域、包、事务、传输，请注意他们之间的关系。
+ w: @# `, p" |" j
3 i( C2 E* {$ K' M（一）域：是USB数据最小的单位，由若干位组成（至于是多少位由具体的域决定），域可分为七个类型：
6 R' B, J4 N$ d0 w
1、同步域（SYNC），八位，值固定为0000 0001，用于本地时钟与输入同步
7 S! j9 p# v4 e1 H5 H7 \" X0 Y
2、标识域（PID），由四位标识符+四位标识符反码构成，表明包的类型和格式，这是一个很重要的部分，这里可以计算出，USB的标识码有16种，具体分类请看问题五。

) u" e% ?3 k' x) C- e" a' `! }. q+ B3、地址域（ADDR）：七位地址，代表了设备在主机上的地址，地址000 0000被命名为零地址，是任何一个设备第一次连接到主机时，在被主机配置、枚举前的默认地址，由此可以知道为什么一个USB主机只能接127个设备的原因。
# W  m. \) Y3 b6 c6 C- E4 h; X
; y. f: t: T+ T" i$ j4、端点域（ENDP），四位，由此可知一个USB设备有的端点数量最大为16个。
' O$ G( F$ U' F& H, X9 v
5、帧号域（FRAM），11位，每一个帧都有一个特定的帧号，帧号域最大容量0x800，对于同步传输有重要意义（同步传输为四种传输类型之一，请看下面）。

6、数据域（DATA）：长度为0~1023字节，在不同的传输类型中，数据域的长度各不相同，但必须为整数个字节的长度

7、校验域（CRC）：对令牌包和数据包（对于包的分类请看下面）中非PID域进行校验的一种方法，CRC校验在通讯中应用很泛，是一种很好的校验方法，至于具体的校验方法这里就不多说，请查阅相关资料，只须注意CRC码的除法是模2运算，不同于10进制中的除法。
" E. T- G( F2 N, V* w  Y
（二）包：由域构成的包有四种类型，分别是令牌包、数据包、握手包和特殊包，前面三种是重要的包，不同的包的域结构不同，介绍如下

1、令牌包：可分为输入包、输出包、设置包和帧起始包（注意这里的输入包是用于设置输入命令的，输出包是用来设置输出命令的，而不是放据数的）
8 j* V% O. J5 A
6 c5 K- q$ \1 }. t3 @0 Q- D3 r! H其中输入包、输出包和设置包的格式都是一样的：
/ I7 z, h# S, q% d9 {
3 [' w4 X+ P2 o: dSYNC+PID+ADDR+ENDP+CRC5（五位的校验码）

+ i! W. o  u* Q" \（上面的缩写解释请看上面域的介绍，PID码的具体定义请看问题五）
' A2 H0 q8 Y. O' U
$ }( ^! J  c$ _帧起始包的格式：
, \3 `8 F* P# B( m  y
; B& {8 s0 }4 K5 Y, HSYNC+PID+11位FRAM+CRC5（五位的校验码）

! e! l8 h: z9 d' ~7 J, s2、数据包：分为DATA0包和DATA1包，当USB发送数据的时候，当一次发送的数据长度大于相应端点的容量时，就需要把数据包分为好几个包，分批发送，DATA0包和DATA1包交替发送，即如果第一个数据包是 DATA0，那第二个数据包就是DATA1。但也有例外情况，在同步传输中（四类传输类型中之一），所有的数据包都是为DATA0，格式如下：

) p( T7 s" [* g' XSYNC+PID+0~1023字节+CRC16
8 e& Y3 L3 y) E) J3 Z  Y! d" n
) f# ?# c0 |) ?4 F6 q2 S3、握手包：结构最为简单的包，格式如下
+ I/ Y- i! H( i) z+ ~7 ^( ?( g
% J' f; V6 [* w  J7 Q# gSYNC+PID

2 G9 w  d  ?7 K3 |' w' d* |（注上面每种包都有不同类型的，USB1.1共定义了十种包，具体请见问题五）

（三）事务：分别有IN事务、OUT事务和SETUP事务三大事务，每一种事务都由令牌包、数据包、握手包三个阶段构成，这里用阶段的意思是因为这些包的发送是有一定的时间先后顺序的，事务的三个阶段如下：

1、令牌包阶段：启动一个输入、输出或设置的事务

2、数据包阶段：按输入、输出发送相应的数据
7 O' y  F7 A9 _% v
* I0 y, c3 u0 C2 k( @8 k* H! K3、握手包阶段：返回数据接收情况，在同步传输的IN和OUT事务中没有这个阶段，这是比较特殊的。

事务的三种类型如下（以下按三个阶段来说明一个事务）：

1、 IN事务：
! V" d' A; h% K2 ^8 o+ j' X, s) v0 K
令牌包阶段——主机发送一个PID为IN的输入包给设备，通知设备要往主机发送数据；

数据包阶段——设备根据情况会作出三种反应（要注意：数据包阶段也不总是传送数据的，根据传输情况还会提前进入握手包阶段）

! Y/ j- a( e7 H$ t$ T, d# B1） 设备端点正常，设备往入主机里面发出数据包（DATA0与DATA1交替）；

+ v% S3 j1 I3 y  Y) C0 f# P2） 设备正在忙，无法往主机发出数据包就发送NAK无效包，IN事务提前结束，到了下一个IN事务才继续；

3） 相应设备端点被禁止，发送错误包STALL包，事务也就提前结束了，总线进入空闲状态。
6 ]: z& b" r0 Y6 n* G4 d) A: Y
握手包阶段——主机正确接收到数据之后就会向设备发送ACK包。
5 `" `% C: g$ U
3 _3 `  V) M+ q# X; M2、 OUT事务：

令牌包阶段——主机发送一个PID为OUT的输出包给设备，通知设备要接收数据；
1 I6 _6 ~+ K6 z
数据包阶段——比较简单，就是主机会设备送数据，DATA0与DATA1交替
$ f$ N( o7 v1 U; r0 F. F* G2 M, G- D% X
% u3 X8 p. Z, X9 X握手包阶段——设备根据情况会作出三种反应

1）设备端点接收正确，设备往入主机返回ACK，通知主机可以发送新的数据，如果数据包发生了CRC校验错误，将不返回任何握手信息；

2） 设备正在忙，无法往主机发出数据包就发送NAK无效包，通知主机再次发送数据；

3） 相应设备端点被禁止，发送错误包STALL包，事务提前结束，总线直接进入空闲状态。
& t. z1 @1 ?2 v) K8 O' O
3、SETUT事务：
' t' y; J9 i- P/ z- z
' k5 C' k* ~$ W; y% J令牌包阶段——主机发送一个PID为SETUP的输出包给设备，通知设备要接收数据；

数据包阶段——比较简单，就是主机会设备送数据，注意，这里只有一个固定为8个字节的DATA0包，这8个字节的内容就是标准的USB设备请求命令（共有11条，具体请看问题七）
5 w# }! J$ G  ]% K5 b5 o, J- c
握手包阶段——设备接收到主机的命令信息后，返回ACK，此后总线进入空闲状态，并准备下一个传输（在SETUP事务后通常是一个IN或OUT事务构成的传输）

（四）传输：传输由OUT、IN、SETUP事务其中的事务构成，传输有四种类型，中断传输、批量传输、同步传输、控制传输，其中中断传输和批量转输的结构一样，同步传输有最简单的结构，而控制传输是最重要的也是最复杂的传输。
1 R3 I2 G- ^/ P0 ~
1、中断传输：由OUT事务和IN事务构成，用于键盘、鼠标等HID设备的数据传输中
" e* q( a/ n& T/ M4 Z
2、批量传输：由OUT事务和IN事务构成，用于大容量数据传输，没有固定的传输速率，也不占用带宽，当总线忙时，USB会优先进行其他类型的数据传输，而暂时停止批量转输。
! P$ n. c+ Q, G# e" A0 D
3、同步传输：由OUT事务和IN事务构成，有两个特殊地方，第一，在同步传输的IN和OUT事务中是没有返回包阶段的；第二，在数据包阶段所有的数据包都为DATA0
6 Q" ~; p3 w+ b% a
4、控制传输：最重要的也是最复杂的传输，控制传输由三个阶段构成（初始设置阶段、可选数据阶段、状态信息步骤），每一个阶段可以看成一个的传输，也就是说控制传输其实是由三个传输构成的，用来于USB设备初次加接到主机之后，主机通过控制传输来交换信息，设备地址和读取设备的描述符，使得主机识别设备，并安装相应的驱动程序，这是每一个USB开发者都要关心的问题。
; u6 ?( Y' K$ E
& ]6 [% q; H" P* c# g6 @1、初始设置步骤：就是一个由SET事务构成的传输
  i3 {" z; b4 W! i) |# P
2、可选数据步骤：就是一个由IN或OUT事务构成的传输，这个步骤是可选的，要看初始设置步骤有没有要求读/写数据（由SET事务的数据包阶段发送的标准请求命令决定）

1 P, h, ~4 x; T3 x3、 状态信息步骤：顾名思义，这个步骤就是要获取状态信息，由IN或OUT事务构成构成的传输，但是要注意这里的IN和OUT事务和之前的INT和OUT事务有两点不同：

1） 传输方向相反，通常IN表示设备往主机送数据，OUT表示主机往设备送数据；在这里，IN表示主机往设备送数据，而OUT表示设备往主机送数据，这是为了和可选数据步骤相结合；

2 L- Z2 S( `* S' h. J* j2 S2） 在这个步骤里，数据包阶段的数据包都是0长度的，即SYNC+PID+CRC16

除了以上两点有区别外，其他的一样，这里就不多说
8 P" L0 k5 H5 J8 z: g
4 `7 _. a6 E3 R（思考：这些传输模式在实际***作中应如何通过什么方式去设置？）

: Y5 t; y* n9 M5 P3 a9 R$ f问题五：标识码有哪些？

答案五：如同前面所说的标识码由四位数据组成，因此可以表示十六种标识码，在USB1.1规范里面，只用了十种标识码，USB2.0使用了十六种标识码，标识码的作用是用来说明包的属性的，标识码是和包联系在一起的，首先简单介绍一下数据包的类型，数据包分为令牌包、数据、握手包和特殊包四种（具体分类请看问题七），标识码分别有以下十六种：

7 z  A" ^7 z8 ~5 e& p令牌包 :
2 a, t( G5 r2 u6 G7 X
! h4 r! @4 E$ ]' q5 @# m0x01 输出(OUT）启动一个方向为主机到设备的传输，并包含了设备地址和标号

0x09 输入 (IN) 启动一个方向为设备到主机的传输，并包含了设备地址和标号

" T. Y! i( y& D6 Z0x05 帧起始（SOF）表示一个帧的开始，并且包含了相应的帧号
- I) Y9 P% ]( w; s9 i6 \
0x0d 设置（SETUP）启动一个控制传输，用于主机对设备的初始化

数据包 :

7 B2 U  i1 A& |' _0x03 偶数据包（DATA0），

0 i4 N- b' y3 g; `7 q, G! |0x0b 奇数据包（DATA1）

; @! ~& V' X& b7 ~5 J% K- Z) b握手包:

0x02 确认接收到无误的数据包（ACK）

% t, _) ~. D( w. P5 I$ R0x0a 无效，接收（发送）端正在忙而无法接收（发送）信息
" A2 o7 U+ {9 q  ~; ]' |* h6 h
6 b7 B$ V6 K3 O5 }  z/ e, e0x0e 错误，端点被禁止或不支持控制管道请求

特殊包 0x0C 前导，用于启动下行端口的低速设备的数据传输

问题六：USB主机是如何识别USB设备的？
* m5 B" S9 q+ Z% j8 n
答案六：当USB设备插上主机时，主机就通过一系列的动作来对设备进行枚举配置（配置是属于枚举的一个态，态表示暂时的状态），这这些态如下：

1 I: S+ F& b3 Z' E1 U6 ?1 ]5 x1、接入态（Attached）：设备接入主机后，主机通过检测信号线上的电平变化来发现设备的接入；

2、供电态（Powered）：就是给设备供电，分为设备接入时的默认供电值，配置阶段后的供电值（按数据中要求的最大值，可通过编程设置）
" a% h' n* s. N
) |4 H: `5 }7 L( {/ P3、缺省态（Default）：USB在被配置之前，通过缺省地址0与主机进行通信；

1 o8 P& ?' [  Z. V4、地址态（Address）：经过了配置，USB设备被复位后，就可以按主机分配给它的唯一地址来与主机通信，这种状态就是地址态；
, ^1 O7 H% C. j& a3 J' f! h8 E
5、配置态（Configured）：通过各种标准的USB请求命令来获取设备的各种信息，并对设备的某此信息进行改变或设置。

, i6 i+ x- ^% _1 {8 D6 t; [. Y; T6、挂起态（Suspended）：总线供电设备在3ms内没有总线***作，即USB总线处于空闲状态的话，该设备就要自动进入挂起状态，在进入挂起状态后，总的电流功耗不超过280UA。
9 V" ]( y+ P+ b9 I
, L+ S9 Y. m0 t2 C2 M/ I4 i" C问题七：刚才在答案四提到的标准的USB设备请求命令究竟是什么？
0 }! u7 _) k3 W8 B
4 _9 W& i2 ~% B) N' P1 ~7 {, `答案七：标准的USB设备请求命令是用在控制传输中的“初始设置步骤”里的数据包阶段（即DATA0，由八个字节构成），请看回问答四的内容。标准USB设备请求命令共有11个，大小都是8个字节，具有相同的结构，由5 个字段构成（字段是标准请求命令的数据部分），结构如下（括号中的数字表示字节数，首字母bm,b,w分别表示位图、字节，双字节）：
& t' K/ _! B" K# S3 d) s
bmRequestType(1)+bRequest（1）+wvalue（2）+wIndex（2）+wLength（2）
, ^& }8 g4 g1 V" H% M7 V1 o
各字段的意义如下：

( X; g1 @3 O2 o0 W6 t" b1、bmRequestType：D7D6D5D4D3D2D1D0

D7=0主机到设备

' v0 K* l+ ^+ I8 j7 }. e=1设备到主机；

) i& X& x# w1 h0 s3 m+ \D6D5=00标准请求命令

9 Y' z) \: L% f9 M# x=01 类请求命令

0 P. K( u  ?# _=10用户定义的命令
8 N) l+ w& W; o0 N, b1 f  N  b
0 T& l0 P5 m+ i  C+ ?$ ~4 [=11保留值
. G6 s& z7 p2 M/ A8 h4 X# t
D4D3D2D1D0=00000 接收者为设备

9 f, n, a% G7 S6 w1 j2 b4 ~=00001 接收者为设备
) z, O+ C9 g  [) n: }2 J* ?2 b
8 R- |2 Z1 |( W6 l" U" b8 b; Z=00010 接收者为端点

1 ~, x* x) s, _; P6 V( H. t- n7 }3 t=00011 接收者为其他接收者

# A1 ?) U& c: K=其他 其他值保留

% @' G1 }0 i6 r, O% e) ]/ B2、bRequest：请求命令代码，在标准的USB命令中，每一个命令都定义了编号，编号的值就为字段的值，编号与命令名称如下（要注意这里的命令代码要与其他字段结合使用，可以说命令代码是标准请求命令代码的核心，正是因为这些命令代码而决定了11个USB标准请求命令）：
, h+ z8 x  \5 Z5 W+ r* q
0） 0 GET_STATUS：用来返回特定接收者的状态
. g! E) C0 R/ C
1） 1 CLEAR_FEATURE：用来清除或禁止接收者的某些特性
2 q2 A: T) c2 v0 ?# v/ b) U
9 }) z5 i- l! d2） 3 SET_FEATURE：用来启用或激活命令接收者的某些特性
$ A$ A% c8 [2 c; C. A7 p& d* h
; C% t5 {) |2 i3） 5 SET_ADDRESS：用来给设备分配地址

4） 6 GET_DEs criptOR：用于主机获取设备的特定描述符
/ v2 Y' w6 C4 g1 d0 j
& O& e5 s/ K4 L" f+ Z5） 7 SET_DEs criptOR：修改设备中有关的描述符，或者增加新的描述符

6） 8 GET_CONFIGURATION：用于主机获取设备当前设备的配置值（注同上面的不同）

7） 9 SET_CONFIGURATION：用于主机指示设备采用的要求的配置
! f: l2 W  g) k) H
8） 10 GET_INTERFACE：用于获取当前某个接口描述符编号

) N# v0 `2 s5 S- k- ]9） 11 SET_INTERFACE：用于主机要求设备用某个描述符来描述接口

10） 12 SYNCH_FRAME：用于设备设置和报告一个端点的同步帧

5 ^' \' l9 e; N! [* A. ]以上的11个命令要说得明白真的有一匹布那么长，请各位去看书吧，这里就不多说了，控制传输是USB的重心，而这11个命令是控制传输的重心，所以这11个命令是重中之重，这个搞明白了，USB就算是入门了。
' n* g1 l& z( z0 d% |
问题八：在标准的USB请求命令中，经常会看到Des criptor，这是什么来的呢？

, W( G' [0 J8 O" E回答八：Des criptor即描述符，是一个完整的数据结构，可以通过C语言等编程实现，并存储在USB设备中，用于描述一个USB设备的所有属性，USB主机是通过一系列命令来要求设备发送这些信息的。它的作用就是通过如问答节中的命令***作来给主机传递信息，从而让主机知道设备具有什么功能、属于哪一类设备、要占用多少带宽、使用哪类传输方式及数据量的大小，只有主机确定了这些信息之后，设备才能真正开始工作，所以描述符也是十分重要的部分，要好好掌握。标准的描述符有5种，USB为这些描述符定义了编号：
4 d4 j, D. D' V) D6 S8 Y1 u
( d4 T( A* m* C1——设备描述符
3 Y+ e+ i; C; G
2——配置描述符

0 E7 x* U" q* W2 n) S) P; f3——字符描述符

4——接口描述符

5——端点描述符

上面的描述符之间有一定的关系，一个设备只有一个设备描述符，而一个设备描述符可以包含多个配置描述符，而一个配置描述符可以包含多个接口描述符，一个接口使用了几个端点，就有几个端点描述符。这间描述符是用一定的字段构成的，分别如下说明：

1、设备描述符

$ x) K. g3 ~! i1 estruct _DEVICE_DEs criptOR_STRUCT
; G, B+ O& X, G
{
* C) o! m- t' u
BYTE bLength; //设备描述符的字节数大小，为0x12

9 q! f& G) Q# B" t9 M# @, i6 B$ ]BYTE bDes criptorType; //描述符类型编号，为0x01

( s6 Y( N' z  R- w& jWORD bcdUSB; //USB版本号
+ _$ _- Y8 g4 l0 B& q, E
0 y) Y, [) q3 f1 f2 O* i& Z& xBYTE bDeviceClass; //USB分配的设备类代码，0x01~0xfe为标准设备类，0xff为厂商自定义类型

! ~. r4 g6 J+ r) }0 r1 X- f8 H//0x00不是在设备描述符中定义的，如HID
* o+ ?2 \4 }" F8 U  P7 h# k5 A: f
# x0 M. T  y9 b8 Z- q7 t  o# n8 rBYTE bDeviceSubClass; //usb分配的子类代码，同上，值由USB规定和分配的

BYTE bDeviceProtocl; //USB分配的设备协议代码，同上

' b/ F- m% {! r9 i5 `BYTE bMaxPacketSize0; //端点0的最大包的大小
- h! v6 B2 |  h, h
0 w4 V; W2 K% }" N) LWORD idVendor; //厂商编号
6 w6 v. b- p" N# ?
3 B8 I! {8 Q2 e: r/ o- p& {WORD idProduct; //产品编号
) ]4 ?& J2 E8 O6 r/ y" k8 ], [
WORD bcdDevice; //设备出厂编号
7 E+ U( A, g8 p: `7 d6 i
5 c9 z! `# S! M# F% P0 @/ R3 eBYTE iManufacturer; //描述厂商字符串的索引

BYTE iProduct; //描述产品字符串的索引
( b* u% V1 Y1 N1 ?& ~
BYTE iSerialNumber; //描述设备序列号字符串的索引
$ k: C# j3 _! ~2 h- c
BYTE bNumConfiguration; //可能的配置数量
" f7 a% g+ X4 `3 p" ^* u& r7 n
}

0 e' j! f( w3 v; Z+ [2、配置描述符
4 y4 T1 ~' C, z' V/ @
. W& y5 b; u9 x- s& N6 |3 hstruct _CONFIGURATION_DEs criptOR_STRUCT
9 V4 l1 i1 t  R
{

BYTE bLength; //设备描述符的字节数大小，为0x12
  f7 M: S$ _' D+ G* a$ p
BYTE bDes criptorType; //描述符类型编号，为0x01

( W& A+ |1 R' V( `3 |WORD wTotalLength; //配置所返回的所有数量的大小

2 S/ @* u2 t; d: w: C$ b: qBYTE bNumInterface; //此配置所支持的接口数量
3 M2 x7 f) U7 R7 ~5 t' g/ z
, J( S' s7 I% B/ wBYTE bConfigurationVale; //Set_Configuration命令需要的参数值
* |# i+ F6 o+ b- L' s2 ?/ \5 ^; }
# v3 [; D' M8 p1 wBYTE iConfiguration; //描述该配置的字符串的索引值
# V% S! x* e  `+ w/ u$ A) e
BYTE bmAttribute; //供电模式的选择

- w! i7 e' y  {; y- I- C7 y" V$ |: hBYTE MaxPower; //设备从总线提取的最大电流

, U# i. r. M. ~. v}

3、字符描述符
( W5 A( A" i0 E+ w& q% q
( N; x" j/ g+ @  \/ t& Ustruct _STRING_DEs criptOR_STRUCT

{

BYTE bLength; //设备描述符的字节数大小，为0x12

* o# L. W# Z% l$ c3 c4 p( `' JBYTE bDes criptorType; //描述符类型编号，为0x01

BYTE SomeDes criptor[36]; //UNICODE编码的字符串

- a2 I: T8 M; T}

- E  m4 G+ l1 _7 f3 U! G7 c4、接口描述符

& P% d) c& j8 Q: r. A% p, k1 bstruct _INTERFACE_DEs criptOR_STRUCT

+ J6 M7 p6 V6 i; ?! M{

BYTE bLength; //设备描述符的字节数大小，为0x12
, f0 ]/ K$ x; y
0 X8 Z1 \8 Q, ^BYTE bDes criptorType; //描述符类型编号，为0x01
7 r( S. T( S- W4 D' i( H# Y
/ u9 \4 R/ t: X0 s- h( pBYTE bInterfaceNunber; //接口的编号
, O5 a, U. }* j/ S, F, b" N4 l
6 [! b/ S6 P5 c% W4 h2 oBYTE bAlternateSetting;//备用的接口描述符编号
/ I' Q' l# }4 V0 _9 J  ?9 D; V; g
BYTE bNumEndpoints; //该接口使用端点数，不包括端点0
, s/ X6 S' T9 O: f/ a. ^
$ L; U/ |9 F6 ^- IBYTE bInterfaceClass; //接口类型

6 ]1 T8 Z2 o) q  CBYTE bInterfaceSubClass;//接口子类型

BYTE bInterfaceProtocol;//接口所遵循的协议

- K2 P% ~0 N( K7 d: P4 ^! WBYTE iInterface; //描述该接口的字符串索引值

}
# ?8 i+ T; F" O& h: X. S
5、端点描述符
! V8 L& U5 j# C
struct _ENDPOIN_DEs criptOR_STRUCT
2 e5 M+ C5 K2 N, t. P; g& w
! M* m  g) ]% }+ l: G1 O{

% G, h/ Z, I3 o8 bBYTE bLength; //设备描述符的字节数大小，为0x12

: H$ d6 F( C' z' d4 \+ CBYTE bDes criptorType; //描述符类型编号，为0x01
4 n  i/ u* Q  x7 [
BYTE bEndpointAddress; //端点地址及输入输出属性
" `4 B* S! O$ `3 q4 n2 N  m, n6 M
6 X. D# y0 V6 l" z( e* CBYTE bmAttribute; //端点的传输类型属性

WORD wMaxPacketSize; //端点收、发的最大包的大小

BYTE bInterval; //主机查询端点的时间间隔
$ Z6 @; R' d3 O9 R! H4 L% I/ a
}

; S% K$ T/ S5 s/ g: q* ?: G( f/ k了解了上述这些知识，会对于USB的学习提供一个较好的帮助。

先把使用的例程工程文件传上来
【1】金龙107_DEVICE_HID.rar (626.71 KB, 下载次数: 40)

2017-1-10 13:50 上传

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首先我们从主函数开始分析，主函数中就这一个USB的初始化函数。该函数的第一个参数是关于USB的配置以及寄存器的结构体地址，USB_OTG_FS_CORE_ID说明是全速的USB模式，然后USR_desc是描述符的结构体地址，USBD_HID_cb是关于HID的函数结构体地址，USR_cb是关于USB的一些用户函数的结构体地址。
USBD_Init(&USB_OTG_dev,
+ {) }# J% Q. x7 @# W7 |. N#ifdef USE_USB_OTG_HS
            USB_OTG_HS_CORE_ID,
2 {1 T0 ~8 ?7 U$ W#else            
            USB_OTG_FS_CORE_ID,
#endif
  A0 F7 u1 a) V6 S% z4 x! O- J$ y            &USR_desc,
            &USBD_HID_cb,
) U+ g: X- K; `! T/ _0 z            &USR_cb);
* a( v+ @4 }, Q在这个初始化函数中，USB_OTG_BSP_Init（）；函数使能USB的时钟，第二个函数没作用，下面的函数是对USB的寄存器进行配置，以及使能USB的中断。
7 W  t: `, ?4 W* F+ i0 ^void USBD_Init(USB_OTG_CORE_HANDLE *pdev,
. f; V. X8 e: Q. l) L( w               USB_OTG_CORE_ID_TypeDef coreID,
" Y- I5 k# m0 \! p6 @) P2 n               USBD_DEVICE *pDevice,                  
               USBD_Class_cb_TypeDef *class_cb,
               USBD_Usr_cb_TypeDef *usr_cb)
' q3 P; ?( \/ s$ v{
: H# p5 _9 w5 V* K  P6 D  /* Hardware Init */
  USB_OTG_BSP_Init(pdev);  

! e6 |: t" R: ?! F' o" C* Z& P- x4 s  USBD_DeInit(pdev);
& K; |( ]1 `, o" H
  /*Register class and user callbacks */
  G& J% t' n3 J0 f6 G8 a  pdev->dev.class_cb = class_cb;
  pdev->dev.usr_cb = usr_cb;  
- A) S* W& ?; y7 Z) E( H! V% K1 j  pdev->dev.usr_device = pDevice;   
9 |! U) N, h# u; @' f+ J7 f; |: {* B
5 y) Z- H$ v& K! B( V* a& ?4 Q  /* set USB OTG core params */
) v: r9 |' m& M8 q  DCD_Init(pdev , coreID);

9 B/ f3 F$ o! p2 Q, x  /* Upon Init call usr callback */
  pdev->dev.usr_cb->Init();

9 i$ k" r3 @4 J+ P7 z' g) x% ~  /* Enable Interrupts */
9 M6 \8 Q% e. T; E, Q& l' w  USB_OTG_BSP_EnableInterrupt(pdev);
: i; ]  [9 R* Y7 H) q% |# |( E}

不好意思，最近有点事耽误了。没有继续更新。
在对USB的寄存器初始化之后，就是对USB的枚举过程，枚举过程都是通过USB中断完成的，下面可以看USB的中断函数，在stm32fxxx_it.c中，找到USB中断的入口，其中断的原函数是在usb_dcd_int.c中。
' Y* W" |8 O- h3 |) huint32_t USBD_OTG_ISR_Handler (USB_OTG_CORE_HANDLE *pdev)
{
9 J# \% {5 Q& k% g  USB_OTG_GINTSTS_TypeDef  gintr_status;
" ^: a  ?! d% ^$ C/ p  uint32_t retval = 0;

  y/ t  m* A/ Q* z& j2 O' [  if (USB_OTG_IsDeviceMode(pdev)) /* ensure that we are in device mode */
  {
    gintr_status.d32 = USB_OTG_ReadCoreItr(pdev);
' O8 }) j2 Z2 c: W0 v+ S! J* ?8 w    if (!gintr_status.d32) /* avoid spurious interrupt */
    {
$ |. X0 k, v8 x4 n$ G, Y3 l, d      return 0;
# U6 T& @& y- R" D$ a; S    }

' B* s" G+ u$ Z    if (gintr_status.b.outepintr)
    {
      retval |= DCD_HandleOutEP_ISR(pdev);
  V! _( m% m6 ]0 B4 M( v    }   
: Q1 M5 c  I7 G7 k$ i
    if (gintr_status.b.inepint)
    {
      retval |= DCD_HandleInEP_ISR(pdev);
$ D6 J3 H' [" d& a5 n1 b: h" ~    }
# U0 A/ v' ^7 \2 U4 I+ G. m# L
    if (gintr_status.b.modemismatch)
    {
. x2 w5 Q# D0 J) O2 U- i      USB_OTG_GINTSTS_TypeDef  gintsts;

0 r5 `9 ]7 ?3 `% K" n3 Z  `* G, c      /* Clear interrupt */
      gintsts.d32 = 0;
# t$ Z* f2 [, U      gintsts.b.modemismatch = 1;
$ R! P0 r  l1 m" a0 B  c      USB_OTG_WRITE_REG32(&pdev->regs.GREGS->GINTSTS, gintsts.d32);
    }
) h1 ^9 c; Y! Z$ T# Z& b
    if (gintr_status.b.wkupintr)
1 y; w' B  ?  k1 p( _    {
3 I( D' k/ i- o. ]      retval |= DCD_HandleResume_ISR(pdev);
    }
+ B# w7 k& a1 X! r/ Q; G# I, o
    if (gintr_status.b.usbsuspend)
    {
      retval |= DCD_HandleUSBSuspend_ISR(pdev);
$ {% B4 y, S/ Z    }
; d' W0 K! ~" g# q3 k: T: Z8 \) p! B    if (gintr_status.b.sofintr)
4 N* i1 d9 \# G9 M2 E    {
( ^& `( u' _* ]$ e      retval |= DCD_HandleSof_ISR(pdev);
# R2 p3 l& f" ^, }5 h% y
# W' ^, y) Z6 l7 R8 X    }

; L( j, }( S2 A% `0 r3 M    if (gintr_status.b.rxstsqlvl)
( m5 R- V; ]  l9 @" J4 X' B4 f    {
9 W) x( g' a# K. d      retval |= DCD_HandleRxStatusQueueLevel_ISR(pdev);

    }
' K6 V6 u/ _. N$ X' o  K- H
    if (gintr_status.b.usbreset)
    {
      retval |= DCD_HandleUsbReset_ISR(pdev);
/ Q) S: l  M! k. M
    }
: h9 G; C) V/ d6 h1 G: C7 S7 s& F    if (gintr_status.b.enumdone)
    {
: n# G5 @3 z9 N/ l7 S' m      retval |= DCD_HandleEnumDone_ISR(pdev);
    }

2 q. h- e; E& H; k# v0 Y+ Z    if (gintr_status.b.incomplisoin)
    {
6 I7 f8 f6 ?, p! c      retval |= DCD_IsoINIncomplete_ISR(pdev);
    }
. ~0 ^1 f1 u+ P1 T
    if (gintr_status.b.incomplisoout)
    {
( Z% _* s9 y! a; L2 U      retval |= DCD_IsoOUTIncomplete_ISR(pdev);
    }   
5 l- a7 R% p+ N( N, Y#ifdef VBUS_SENSING_ENABLED
    if (gintr_status.b.sessreqintr)
. v) a" U6 a! e) @0 N) E    {
      retval |= DCD_SessionRequest_ISR(pdev);
/ Q; l* P: L" e* E) M1 d: {0 ^7 z8 [    }
/ I) p) o9 ?2 g) Z4 u& h  S
# `9 j. Y9 i& N. ?+ c    if (gintr_status.b.otgintr)
+ n( f" K* m9 u0 U6 V    {
$ w9 |3 i5 [$ I; b. J, T; V      retval |= DCD_OTG_ISR(pdev);
    }   
#endif   
  }
% [9 Q; i/ u$ ?/ i" @; a3 `# o  o/ G) F  return retval;
}

* ]# W$ _% S6 V5 r通过 gintr_status.d32 = USB_OTG_ReadCoreItr(pdev);这句话读取的是USB的中断标志位，来判断是什么引起的中断，这个我们可以查看USB的中断状态寄存器来了解这些中断源。
同时大家注意gintr_status这是一个共用体，其中两个参数是b和d32，并且其中b的还是一个结构体，里面的变量分别对应了USB中断状态寄存器的对应位。
这里面主要的是注意上面两个中断，一个是USB的输出数据的函数DCD_HandleOutEP_ISR，一个是写入数据的函数DCD_HandleInEP_ISR。

USB的枚举过程，也就是描述符。在usbd_desc.c中，配置了USB的设备描述符。
__ALIGN_BEGIN uint8_t USBD_DeviceDesc[USB_SIZ_DEVICE_DESC] __ALIGN_END =
9 G7 {, V% g) x, j9 n  {
  k# g7 T" r4 U. ]) @0 |, @' Z3 V    0x12,                       /*bLength */
5 c; J) J. ^: f0 E* T& f    USB_DEVICE_DESCRIPTOR_TYPE, /*bDescriptorType*/
    0x00,                       /*bcdUSB */
    0x02,
    0x00,                       /*bDeviceClass*/
, x- T3 q' o! S/ K5 b    0x00,                       /*bDeviceSubClass*/
0 M3 O& \+ T+ n7 X$ N    0x00,                       /*bDeviceProtocol*/
    USB_OTG_MAX_EP0_SIZE,      /*bMaxPacketSize*/
    LOBYTE(USBD_VID),           /*idVendor*/
% y1 q/ v* F& W1 Y    HIBYTE(USBD_VID),           /*idVendor*/
    LOBYTE(USBD_PID),           /*idVendor*/
    HIBYTE(USBD_PID),           /*idVendor*/
( R, R4 Q6 `, X' Z( j( x    0x00,                       /*bcdDevice rel. 2.00*/
    0x02,
    USBD_IDX_MFC_STR,           /*Index of manufacturer  string*/
    USBD_IDX_PRODUCT_STR,       /*Index of product string*/
    USBD_IDX_SERIAL_STR,        /*Index of serial number string*/
    USBD_CFG_MAX_NUM            /*bNumConfigurations*/
; a! o( j6 x  ?% {$ n$ O  } ; /* USB_DeviceDescriptor */
* s6 a9 N$ ~; Q; w' M$ h
4 N* b  q" z/ n7 F; h  K0 j在usbd_hid_core.c中，配置了USB的配置描述符，接口描述符以及端点描述符，和HID报告描述符。
( [8 K3 |8 ~1 s6 u__ALIGN_BEGIN static uint8_t USBD_HID_CfgDesc[USB_HID_CONFIG_DESC_SIZ] __ALIGN_END =
9 C& x: j" O, k3 U{
  0x09, /* bLength: Configuration Descriptor size */
+ d  J" L8 T) v# L  USB_CONFIGURATION_DESCRIPTOR_TYPE, /* bDescriptorType: Configuration */
5 F& M: F" w9 G  USB_HID_CONFIG_DESC_SIZ,
! d' @  t! E5 w. P' q  /* wTotalLength: Bytes returned */
  0x00,
! W4 a( Y4 T3 N) o/ O  0x01,         /*bNumInterfaces: 1 interface*/
  0x01,         /*bConfigurationValue: Configuration value*/
- i; J' E, ^( }9 }5 c7 C9 @  0x00,         /*iConfiguration: Index of string descriptor describing
5 z- U! w0 R% o- A% h( t# c  the configuration*/
7 C6 z: S7 d( ^: ?) D3 N; A3 J5 P  0xE0,         /*bmAttributes: bus powered and Support Remote Wake-up */
. g- v9 j; p) O7 A" S) U1 y  0x32,         /*MaxPower 100 mA: this current is used for detecting Vbus*/

  /************** Descriptor of Joystick Mouse interface ****************/
  /* 09 */
  0x09,         /*bLength: Interface Descriptor size*/
5 \" c! d/ |) y" ~1 @1 _  USB_INTERFACE_DESCRIPTOR_TYPE,/*bDescriptorType: Interface descriptor type*/
  0x00,         /*bInterfaceNumber: Number of Interface*/
  0x00,         /*bAlternateSetting: Alternate setting*/
: T; Z$ C  ?* R4 ?$ y  0x01,         /*bNumEndpoints*/
0 {9 {# S' V/ {1 P) o/ O5 l  0x03,         /*bInterfaceClass: HID*/
3 R- k* Z$ h5 V9 q( U6 s  0x01,         /*bInterfaceSubClass : 1=BOOT, 0=no boot*/
  0x02,         /*nInterfaceProtocol : 0=none, 1=keyboard, 2=mouse*/
  0,            /*iInterface: Index of string descriptor*/
  /******************** Descriptor of Joystick Mouse HID ********************/
  /* 18 */
  0x09,         /*bLength: HID Descriptor size*/
4 c: b1 I( Q% `1 k+ T  HID_DESCRIPTOR_TYPE, /*bDescriptorType: HID*/
  0x11,         /*bcdHID: HID Class Spec release number*/
  0x01,
5 H1 z" w' s3 t4 e0 @  0x00,         /*bCountryCode: Hardware target country*/
  0x01,         /*bNumDescriptors: Number of HID class descriptors to follow*/
& k& M/ ~) h* z% ^/ N  0x22,         /*bDescriptorType*/
  HID_MOUSE_REPORT_DESC_SIZE,/*wItemLength: Total length of Report descriptor*/
! K' s; D  N7 E# v0 D  0x00,
& E4 \2 q6 E# L  /******************** Descriptor of Mouse endpoint ********************/
  /* 27 */
  0x07,          /*bLength: Endpoint Descriptor size*/
+ L8 s( H1 _. {+ E% B& p" h  USB_ENDPOINT_DESCRIPTOR_TYPE, /*bDescriptorType:*/

* P( \+ e2 ^" @' L: V+ }. V8 O+ S  HID_IN_EP,     /*bEndpointAddress: Endpoint Address (IN)*/
) x7 k: E, c& @0 c7 N  X1 S  0x03,          /*bmAttributes: Interrupt endpoint*/
& H1 y  k9 Z, `; x/ r0 P  `/ x8 }  HID_IN_PACKET, /*wMaxPacketSize: 4 Byte max */
  0x00,
: h0 }0 H$ X6 n: I- [  0x0A,          /*bInterval: Polling Interval (10 ms)*/
  /* 34 */
} ;
1 T2 T; L' ?5 ]+ X" b  |
大家可以对应一楼的看一下。

看看  内容好多啊
( C% t& a- P1 A0 F( I

谢谢分享,学习了

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