LPC1788—USB學(xué)習(xí) 第一章；開發(fā)板和PC實現(xiàn)連接 第一篇：了解硬件 本開發(fā)板是基于NXP的LPC1788FBD208基礎(chǔ)上研發(fā)的一款開發(fā)板。LPC1788內(nèi)部集成ARM Cortex-M3微控制器，是NXP 半導(dǎo)體針對各種高級通訊，高質(zhì)量圖像顯示等應(yīng)用場合而設(shè)計的一款具有高集成度的SOC。居然是針對各種高級通訊，那么學(xué)習(xí)USB那就是可以的。 USB電路圖如下圖
圖（1—1—1） 如果想要開發(fā)USB Device需要把J19和J20兩個撥碼開關(guān)的“1”和“2”接通，使USB的D2-和D2+連接到J16的USB Device接口。下面的J17是USB主機的，有人就會問現(xiàn)在學(xué)USB Device把USB Host電路圖貼出來干嘛啊！不急等下我們就會說到，現(xiàn)在先不用管它。 第二篇：USB基礎(chǔ)知識 當(dāng)我們每次用到帶有USB接口的設(shè)備感覺就是兩個字“方便”。拿到USB數(shù)據(jù)線兩頭一插就OK。現(xiàn)在我們就從把數(shù)據(jù)線插入電腦的那一瞬間開始說起。那些什么同步啊拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)啊啥的先拋開，嫩得我們費腦子胡思亂想，到后來想了半天不知道干嘛。 有細(xì)心的朋友可能都看到圖（1—1）電路圖，USB Device和USB Host兩個電路的不同，在USB Device電路中D2+的線上連接了一個1.5K電阻經(jīng)過了一個三級管Q1道3.3V（高電平），而在USB Host電路中D2-和D2+上各經(jīng)過了一個10K的電阻到地（低電平）。我們電腦上的USB接口就是USB Host，內(nèi)部電路就和上圖的USB Host類似。當(dāng)我們把USB Device插入到電腦時，電腦上的USB接口就會有一個5V電壓給我們的USB Device讓USB Device內(nèi)部硬件初始化，而內(nèi)部的硬件就會從USB_CONNECT2輸出一個信號給三極管Q1讓三極管導(dǎo)通把USB Device上D2+拉為高電平，這時電腦上USB Host上D2+由原來的低電平也變?yōu)楦唠娖健＿@時在電腦上就會檢測到發(fā)現(xiàn)新硬件，而且是一個無法正常運行的設(shè)備，如圖1—2—1。這設(shè)備管理器中的通用串行總線控制器會出現(xiàn)一個未知設(shè)備，如圖1—2—2。
圖（1—2—1）
圖（1—2—2） 這個過程當(dāng)中主機檢測到有設(shè)備插入就會向設(shè)備發(fā)送一些數(shù)據(jù)，而這些數(shù)據(jù)是設(shè)備剛插入主機時主機所要設(shè)備描述符的控制傳輸。現(xiàn)在我們的設(shè)備沒有任何驅(qū)動程序來響應(yīng)“組織的號召”，所以我們的“中央”就不知道如何來加載主機驅(qū)動來管理我們的設(shè)備，“中央”就會把它拉入黑名單說，硬件安裝出現(xiàn)問題，設(shè)備不能正常運行，所以在設(shè)備管理器中就冒出了一個未知設(shè)備。在未知設(shè)備上點右鍵屬性，在詳細(xì)信息選項卡中會看到VID和PID都是0。如圖2—3a，圖2—3b是枚舉成功的大容量存儲設(shè)備。
圖（1—2—3a） 圖（1—2—3b） 第三篇：軟件配置 我們來看一下程序在悍馬1788是如何實現(xiàn)連接的。工程創(chuàng)建不講述。 /********************************************************************** 函數(shù)功能；主函數(shù) 函 數(shù) 名；main 函數(shù)參數(shù)；無 函數(shù)返回；無 ***********************************************************************/ int main (void) { debug_frmwrk_init(); /*串口調(diào)試初始化， 用于打印調(diào)試信息 和主機發(fā)給開發(fā)板 的數(shù)據(jù)還有開發(fā)板 發(fā)給主機的數(shù)據(jù)。*/ print_menu(); //打印字符串。 USB_Init(); // 初始化USB USB_SetDevCondition(DEV_CON); // 鏈接USB while (1) { ; } } 看起來好像很簡單，main函數(shù)里面關(guān)于USB的代碼就兩行。現(xiàn)在我們就來看下USB_Init(); /********************************************************************** 函數(shù)功能；初始化USB函數(shù) 函 數(shù) 名；USB_Init 函數(shù)參數(shù)；無 函數(shù)返回；無 ***********************************************************************/ void USB_Init (void) { PINSEL_ConfigPin ( 0, 31, 1); //P0.31管腳設(shè)置為USB_D2+的功能 PINSEL_ConfigPin ( 0, 14, 3); //P0.14管腳設(shè)置為USB_CONNECT2功能 CLKPWR_ConfigPPWR (CLKPWR_PCONP_PCUSB, ENABLE); //配置USB時鐘/電源 LPC_USB->USBClkCtrl = 0x1A; /*USB時鐘控制寄存器， 它控制了AHB、端口選 擇寄存器、設(shè)備時鐘， 這些時鐘的使能和失能。*/ while ((LPC_USB->USBClkSt & 0x1A) != 0x1A); /*USBClkSt 寄存器是 時鐘狀態(tài)寄存器，檢查 是否設(shè)置為0x1A。*/ LPC_USB->StCtrl = 0x3; //端口選擇寄存器我們用的USB2所以是就是0x3 } 在初始化函數(shù)里面就只有USB_D2+和USB_CONNECT2引腳被配置了，而USB_D2-和VBUS沒有配置。我們來看下LPC1788Data Sheet里對USB Device的管腳描述。
VBUS引腳描述的大概意思是，VBUS是一個輸入狀態(tài)，在沒有IOCON寄存器，它的內(nèi)部是上拉的。反正大概意思就是這樣。如果是上拉那么它就可以觸發(fā)內(nèi)部的硬件。為了程序的簡單我們就不對它進(jìn)行配置。VBUS可以不管那USB_D2-咋不配置呢？現(xiàn)在來看一下原理圖，如圖2—4。
圖（1—2—4） 這個管腳是默認(rèn)為USB_D2-，可以不用配置。LED管腳也不用配置，應(yīng)為我們沒有用到LED燈。 接下來就是USB基本配置用庫函數(shù)的CLKPWR_ConfigPPWR (CLKPWR_PCONP_PCUSB, ENABLE);來使能時鐘和電源，下一行是USBClkCtrl寄存器配置，這個寄存器是USB時鐘控制寄存器，它控制了AHB、端口選擇寄存器、設(shè)備時鐘，這些時鐘的使能和失能，下面就是USBClkSt寄存器，這個寄存器是時鐘狀態(tài)寄存器，只是用來檢測USBClkCtrl寄存器是否成功配置，還有一個是StCtrl寄存器，它是用來選擇是用那一個USB端口，我們用的USB2看下數(shù)據(jù)手冊，從寄存器里看設(shè)置為3是對的。
實現(xiàn)簡單的連接功能，初始化這些就可以搞定。現(xiàn)在分析USB_SetDevCondition(DEV_CON)函數(shù)； /********************************************************************** 函數(shù)功能；設(shè)置USB設(shè)備狀態(tài) 函 數(shù) 名；USB_SetDevCondition 函數(shù)參數(shù)；con；DEV_CON 0x01連接位表示設(shè)備的當(dāng)前連接狀態(tài)。用于CONNECT輸出 DEV_CON_CH 0x02連接發(fā)生改變 DEV_SUS 0x04掛起位表示當(dāng)前的掛起狀態(tài) DEV_SUS_CH 0x08掛起位（DEV_SUS）的變化指示， 設(shè)備進(jìn)入掛起狀態(tài)、設(shè)備斷開連接、 設(shè)備在其上行端口上接收到恢復(fù)信號， 會發(fā)生翻轉(zhuǎn) DEV_RST 0x10總線復(fù)位位 函數(shù)返回；無 ***********************************************************************/ void USB_SetDevCondition(uint32_t con) { WrCmdDat(CMD_SET_DEV_STAT, DAT_WR_BYTE(con)); } 我們看到USB_SetDevCondition(DEV_CON);函數(shù)里面還調(diào)用了WrCmdDat(CMD_SET_DEV_STAT, DAT_WR_BYTE(con));函數(shù)這個函數(shù)是一個寫命令數(shù)據(jù)函數(shù)。 /********************************************************************** 函數(shù)功能；寫命令數(shù)據(jù)函數(shù) 函 數(shù) 名；WrCmdDat 函數(shù)參數(shù)；cmd；命令 val: 數(shù)據(jù) 函數(shù)返回；無 ***********************************************************************/ void WrCmdDat (uint32_t cmd, uint32_t val) { LPC_USB->DevIntClr = 1<<4; /*DevIntClr寄存器是設(shè)備中斷清除寄存器 寫相應(yīng)的位就會清除DevIntSt設(shè)備中斷狀態(tài) 寄存器相應(yīng)位，應(yīng)為我們要寫命令，所以我 們要把命令代碼寄存器為空中斷標(biāo)志位清除*/ LPC_USB->CmdCode = cmd; /*寫入命令*/ while ((LPC_USB->DevIntSt & 1<<4) == 0); /*等待命令代碼寄存器 為空中斷標(biāo)志位置位*/ LPC_USB->DevIntClr = 1<<4; /*清除中斷*/ LPC_USB->CmdCode = val; /*寫入數(shù)據(jù)*/ while ((LPC_USB->DevIntSt & 1<<4) == 0); /*清除中斷*/ } 在寫命令數(shù)據(jù)函數(shù)里DevIntClr 寄存器有很詳細(xì)的注釋，關(guān)鍵要看的就是CmdCode寄存器，下面就是CmdCode寄存器的描述。
/*命令格式 低八位保留。 8--15位是命令段， 0x02代表讀、0x01代表寫、0x05代表命令。 16--23位是多用途字段， 當(dāng)命令階段為0x05命令或0x02讀時，該域包含著命令代碼， 當(dāng)命令階段為0x01寫狀態(tài)時，該域包含著命令寫數(shù)據(jù)。*/ 現(xiàn)在來看第一次給CmdCode寄存器賦值，后面的注釋是說，/*寫入命令*/而我們的命令是這樣定義的，如下代碼。 #define CMD_SET_DEV_STAT 0x00FE0500 //FE設(shè)置設(shè)備狀態(tài)，05命令 按照上面的命令格式分析。8—15位是命令段值是0x05說明代表的是命令，16—23位是就是命令代碼了值是0xFE。現(xiàn)在看手冊上說FE命令代表的是啥。
再看描述的時候一定要注意，上面寫的Command: 0xFE, Data: write 1 byte 意思是，命令0xFE，數(shù)據(jù)寫入一個字節(jié)，而寫入的一個字節(jié)是下一次向CmdCode寄存器執(zhí)行寫數(shù)據(jù)時就可以操作0xFE命令所提供的功能，注釋/*寫入數(shù)據(jù)*/的那一行代碼。就是我們要實現(xiàn)的連接功能，現(xiàn)在來看下定義的數(shù)據(jù)是多少！ #define DAT_WR_BYTE(x) (0x00000100 | ((x) << 16)) //x為要寫入的數(shù)據(jù)，01寫。 用前面說的命令格式分析就知道這條命令是寫命令。在main函數(shù)中調(diào)用的USB_SetDevCondition(DEV_CON);函數(shù)的參數(shù)DEV_CON的定義是； #define DEV_CON 0x01 //連接位表示設(shè)備的當(dāng)前連接狀態(tài)。用于CONNECT輸出 這說明寫入0xFE命令所提供功能的數(shù)據(jù)是0x01,對照前面0xFE提供的功能可以知道這就是讓CONNECT輸出低電平。這樣就實現(xiàn)了D2+拉高了。 到此第一章的知識講完。結(jié)合代碼和數(shù)據(jù)手冊可以更好的理解。不足之處還請多多指點。此帖會不斷更新，以實現(xiàn)一個USB HID的整個過程。附件有實現(xiàn)本章的代碼！ 開發(fā)環(huán)境：集成開發(fā)環(huán)境μVision4 IDE版本4.60.0.0。 主機系統(tǒng)：Microsoft Windows XP。 開發(fā)平臺：旺寶悍馬1788開發(fā)板。 
USB例程.rar
(6.4 MB)
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