[资料分享] 悍马1788USB学习笔记

LPC1788—USB学习 第一章；开发板和PC实现连接 第一篇：了解硬件 本开发板是基于NXP的LPC1788FBD208基础上研发的一款开发板。LPC1788内部集成ARM Cortex-M3微控制器，是NXP 半导体针对各种高级通讯，高质量图像显示等应用场合而设计的一款具有高集成度的SOC。居然是针对各种高级通讯，那么学习USB那就是可以的。 USB电路图如下图
图（1—1—1）如果想要开发USB Device需要把J19和J20两个拨码开关的“1”和“2”接通，使USB的D2-和D2+连接到J16的USB Device接口。下面的J17是USB主机的，有人就会问现在学USB Device把USB Host电路图贴出来干嘛啊！不急等下我们就会说到，现在先不用管它。第二篇：USB基础知识当我们每次用到带有USB接口的设备感觉就是两个字“方便”。拿到USB数据线两头一插就OK。现在我们就从把数据线插入电脑的那一瞬间开始说起。那些什么同步啊拓扑结构啊啥的先抛开，嫩得我们费脑子胡思乱想，到后来想了半天不知道干嘛。有细心的朋友可能都看到图（1—1）电路图，USB Device和USB Host两个电路的不同，在USB Device电路中D2+的线上连接了一个1.5K电阻经过了一个三级管Q1道3.3V（高电平），而在USB Host电路中D2-和D2+上各经过了一个10K的电阻到地（低电平）。我们电脑上的USB接口就是USB Host，内部电路就和上图的USB Host类似。当我们把USB Device插入到电脑时，电脑上的USB接口就会有一个5V电压给我们的USB Device让USB Device内部硬件初始化，而内部的硬件就会从USB_CONNECT2输出一个信号给三极管Q1让三极管导通把USB Device上D2+拉为高电平，这时电脑上USB Host上D2+由原来的低电平也变为高电平。这时在电脑上就会检测到发现新硬件，而且是一个无法正常运行的设备，如图1—2—1。这设备管理器中的通用串行总线控制器会出现一个未知设备，如图1—2—2。图（1—2—1）图（1—2—2）这个过程当中主机检测到有设备插入就会向设备发送一些数据，而这些数据是设备刚插入主机时主机所要设备描述符的控制传输。现在我们的设备没有任何驱动程序来响应“组织的号召”，所以我们的“中央”就不知道如何来加载主机驱动来管理我们的设备，“中央”就会把它拉入黑名单说，硬件安装出现问题，设备不能正常运行，所以在设备管理器中就冒出了一个未知设备。在未知设备上点右键属性，在详细信息选项卡中会看到VID和PID都是0。如图2—3a，图2—3b是枚举成功的大容量存储设备。                          图（1—2—3a）                                                                                                  图（1—2—3b）第三篇：软件配置我们来看一下程序在悍马1788是如何实现连接的。工程创建不讲述。/**********************************************************************函数功能；主函数函 数 名；main函数参数；无函数返回；无***********************************************************************/int main (void){        debug_frmwrk_init();                /*串口调试初始化，用于打印调试信息和主机发给开发板的数据还有开发板发给主机的数据。*/        print_menu();                                        //打印字符串。        USB_Init();                              // 初始化USB        USB_SetDevCondition(DEV_CON);        // 链接USB                             while (1)        {                       ;        }}看起来好像很简单，main函数里面关于USB的代码就两行。现在我们就来看下USB_Init();/**********************************************************************函数功能；初始化USB函数函 数 名；USB_Init函数参数；无函数返回；无***********************************************************************/void USB_Init (void){               PINSEL_ConfigPin ( 0, 31, 1);                        //P0.31管脚设置为USB_D2+的功能        PINSEL_ConfigPin ( 0, 14, 3);                        //P0.14管脚设置为USB_CONNECT2功能        CLKPWR_ConfigPPWR (CLKPWR_PCONP_PCUSB, ENABLE);        //配置USB时钟/电源          LPC_USB->USBClkCtrl = 0x1A;        /*USB时钟控制寄存器，它控制了AHB、端口选择寄存器、设备时钟，这些时钟的使能和失能。*/          while ((LPC_USB->USBClkSt & 0x1A) != 0x1A);                /*USBClkSt 寄存器是时钟状态寄存器，检查是否设置为0x1A。*/          LPC_USB->StCtrl = 0x3;                             //端口选择寄存器我们用的USB2所以是就是0x3}在初始化函数里面就只有USB_D2+和USB_CONNECT2引脚被配置了，而USB_D2-和VBUS没有配置。我们来看下LPC1788Data Sheet里对USB Device的管脚描述。VBUS引脚描述的大概意思是，VBUS是一个输入状态，在没有IOCON寄存器，它的内部是上拉的。反正大概意思就是这样。如果是上拉那么它就可以触发内部的硬件。为了程序的简单我们就不对它进行配置。VBUS可以不管那USB_D2-咋不配置呢？现在来看一下原理图，如图2—4。图（1—2—4）这个管脚是默认为USB_D2-，可以不用配置。LED管脚也不用配置，应为我们没有用到LED灯。接下来就是USB基本配置用库函数的CLKPWR_ConfigPPWR (CLKPWR_PCONP_PCUSB, ENABLE);来使能时钟和电源，下一行是USBClkCtrl寄存器配置，这个寄存器是USB时钟控制寄存器，它控制了AHB、端口选择寄存器、设备时钟，这些时钟的使能和失能，下面就是USBClkSt寄存器，这个寄存器是时钟状态寄存器，只是用来检测USBClkCtrl寄存器是否成功配置，还有一个是StCtrl寄存器，它是用来选择是用那一个USB端口，我们用的USB2看下数据手册，从寄存器里看设置为3是对的。实现简单的连接功能，初始化这些就可以搞定。现在分析USB_SetDevCondition(DEV_CON)函数；/**********************************************************************函数功能；设置USB设备状态函 数 名；USB_SetDevCondition函数参数；con；DEV_CON      0x01连接位表示设备的当前连接状态。用于CONNECT输出DEV_CON_CH  0x02连接发生改变  DEV_SUS      0x04挂起位表示当前的挂起状态                          DEV_SUS_CH  0x08挂起位（DEV_SUS）的变化指示，                                                                  设备进入挂起状态、设备断开连接、                                                                                                  设备在其上行端口上接收到恢复信号，                                                                                                  会发生翻转                           DEV_RST      0x10总线复位位函数返回；无***********************************************************************/void USB_SetDevCondition(uint32_t con){  WrCmdDat(CMD_SET_DEV_STAT, DAT_WR_BYTE(con));}我们看到USB_SetDevCondition(DEV_CON);函数里面还调用了WrCmdDat(CMD_SET_DEV_STAT, DAT_WR_BYTE(con));函数这个函数是一个写命令数据函数。/**********************************************************************函数功能；写命令数据函数函 数 名；WrCmdDat函数参数；cmd；命令                  val: 数据函数返回；无***********************************************************************/void WrCmdDat (uint32_t cmd, uint32_t val){  LPC_USB->DevIntClr = 1<<4;                /*DevIntClr寄存器是设备中断清除寄存器                                                                        写相应的位就会清除DevIntSt设备中断状态                                                                寄存器相应位，应为我们要写命令，所以我                                                                们要把命令代码寄存器为空中断标志位清除*/
  LPC_USB->CmdCode = cmd;                /*写入命令*/
  while ((LPC_USB->DevIntSt & 1<<4) == 0);        /*等待命令代码寄存器为空中断标志位置位*/
  LPC_USB->DevIntClr = 1<<4;                                /*清除中断*/                                                 LPC_USB->CmdCode = val;                                /*写入数据*/         while ((LPC_USB->DevIntSt & 1<<4) == 0);        /*清除中断*/}在写命令数据函数里DevIntClr 寄存器有很详细的注释，关键要看的就是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代表读、0x01代表写、0x05代表命令。16--23位是多用途字段，当命令阶段为0x05命令或0x02读时，该域包含着命令代码，当命令阶段为0x01写状态时，该域包含着命令写数据。*/
现在来看第一次给CmdCode寄存器赋值，后面的注释是说，/*写入命令*/而我们的命令是这样定义的，如下代码。
#define CMD_SET_DEV_STAT  0x00FE0500        //FE设置设备状态，05命令
按照上面的命令格式分析。8—15位是命令段值是0x05说明代表的是命令，16—23位是就是命令代码了值是0xFE。现在看手册上说FE命令代表的是啥。
再看描述的时候一定要注意，上面写的Command: 0xFE, Data: write 1 byte意思是，命令0xFE，数据写入一个字节，而写入的一个字节是下一次向CmdCode寄存器执行写数据时就可以操作0xFE命令所提供的功能，注释/*写入数据*/的那一行代码。就是我们要实现的连接功能，现在来看下定义的数据是多少！
#define DAT_WR_BYTE(x)   (0x00000100 | ((x) << 16))        //x为要写入的数据，01写。
用前面说的命令格式分析就知道这条命令是写命令。在main函数中调用的USB_SetDevCondition(DEV_CON);函数的参数DEV_CON的定义是；
#define DEV_CON  0x01        //连接位表示设备的当前连接状态。用于CONNECT输出
这说明写入0xFE命令所提供功能的数据是0x01,对照前面0xFE提供的功能可以知道这就是让CONNECT输出低电平。这样就实现了D2+拉高了。
到此第一章的知识讲完。结合代码和数据手册可以更好的理解。不足之处还请多多指点。此帖会不断更新，以实现一个USB HID的整个过程。附件有实现本章的代码！
开发环境：集成开发环境μVision4 IDE版本4.60.0.0。主机系统：Microsoft Windows XP。开发平台：旺宝悍马1788开发板。161361