STM32官方USB例程JoyStick详解

一、USB 的“JoyStickMouse”例程结构分析
1、例程的结构
（1）底层结构
包括5 个文件：usb_core.c（USB 总线数据处理的核心文件），usb_init.c，
usb_int.c（用于端点数据输入输入中断处理），usb_mem.c（用于缓冲区操
作），usb_regs.c（用于寄存器操作）。它们都包含了头文件“usb_lib.h”。
在这个头文件中，又有以下定义：
#include "usb_type.h"
#include "usb_regs.h"
#include "usb_def.h"
#include "usb_core.h"
#include "usb_init.h"
#include "usb_mem.h"
#include "usb_int.h"
usb_lib.h 中又包含了七个头文件，其中usb_type.h 中主要是用typedef
为stm32 支持的数据类型取一些新的名称。usb_def.h 中主要是定义一些相
关的结构体。
还有一个未包含在usb_lib.h 中的头文件，usb_conf.h 用于USB 设备的配
置。
（2）上层结构
上层结构总共5 个文件：hw_config.c（用于USB 硬件配置）、usb_pwr.c
（用于USB 连接、断开操作）、usb_istr.c（直接处理USB 中断）、usb_prop.c
（用于上层协议处理，比如HID 协议，大容量存储设备协议）、usb_desc.c
（具体设备的相关描述符定义和处理）。
USB 实例讲解
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可见，ST 的USB 操作库结构十分清晰明了，我先不准备直接阅读源代码。而是
先利用MDK 的软件模拟器仿真执行，先了解一下设备初始化的流程。
2、设备初始化所做的工作
（1）Set_System(void)
这个是main 函数中首先调用的函数，它位于hw_config.c 文件中。它的主
要功能是初始化时钟系统、使能相关的外围设备电源。
配置了JoyStickMouse 所用到的5 个按键，并且配置了两个EXTI 中断，一
个是用于把USB 从挂起模式唤醒，还有一个用途未知。
（2）USB_Interrupts_Config();
这个是main 函数中调用的第二个函数，它也位于hw_config.c 文件中。主
要功能是配置USB 所用到的中断。
跟踪到代码中，主要设配置了USB 低优先级中断和唤醒中断，又有一个EXTI
中断功能未知。
（3）Set_USBClock()
这个是main 函数中调用的第三个函数，它也位于hw_config.c 文件中。它
的功能是配置和使能USB 时钟。
（4）USB_Init(void)
这个是main 函数中调用的第四个函数，它也位于usb_init.c 文件中。它初
始化了三个全局指针，指向DEVICE_INFO、USER_STANDARD_REQUESTS 和
DEVICE_PROP 结构体。
后面两个是函数指针结构体，里面都是USB 请求实现、功能实现的函数指针。
void USB_Init(void)
{
pInformation = &Device_Info;
pInformation->ControlState = 2;
pProperty = &Device_Property;
pUser_Standard_Requests = &User_Standard_Requests;
/* Initialize devices one by one */
pProperty->Init();
}
USB 实例讲解
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这三个结构体都是与具体设备枚举和功能实现相关的，定义在usb_prop.c 和
usb_desc.c 文件中。
DEVICE_PROP Device_Property =
{
Joystick_init,
Joystick_Reset,
Joystick_Status_In,
Joystick_Status_Out,
Joystick_Data_Setup,
Joystick_NoData_Setup,
Joystick_Get_Interface_Setting,
Joystick_GetDeviceDescriptor,
Joystick_GetConfigDescriptor,
Joystick_GetStringDescriptor,
0,
0x40 /*MAX PACKET SIZE*/
};
USER_STANDARD_REQUESTS User_Standard_Requests =
{
Joystick_GetConfiguration,
Joystick_SetConfiguration,
Joystick_GetInterface,
Joystick_SetInterface,
Joystick_GetStatus,
Joystick_ClearFeature,
Joystick_SetEndPointFeature,
Joystick_SetDeviceFeature,
Joystick_SetDeviceAddress
};
Usb_init()函数调用pProperty->Init()（实质上就是Joystick_init）
完成设备的初始化。
USB 实例讲解
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上层程序调用下次函数是常规性的操作。而下层函数（usb_init 相对于
usb_prop 是输入底层操作文件）调用上层文件函数我们称之为回调。
回调函数的意义在于同一种操作模式、提供不同的回调函数则可以实现不同的
功能。Windows 中处理消息，好像也用到了这种模式。
回调函数的实现方法是函数指针数组。这是指针的高级应用。
这是函数的代码：
void Joystick_init(void)
{
/* Update the serial number string descriptor with the data
from the uniqueID*/
Get_SerialNum();
//获取设备序列号，转变为unicode 字符串
pInformation->Current_Configuration = 0;
/* Connect the device */
PowerOn();
//连接USB 设备，实质是能让主机检测到了。
/* USB interrupts initialization */
_SetISTR(0);
/* clear pending interrupts */
wInterrupt_Mask = IMR_MSK;
_SetCNTR(wInterrupt_Mask); /* set interrupts mask */
bDeviceState = UNCONNECTED;
}
实质上，代码执行到这里，开发板已经可以响应主机发来的数据了。但我还是
先把main（）函数的代码看完吧。
（5）SysTick_Config();
这个函数调用主要是为程序中用到的精确延时作配置。
3、进入主循环
进入主循环的工作就两个：
Joystick_Send(JoyState())。
JoyState()用来获取按键的状态。
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Joystick_Send(JoyState())用来把按键状态发到主机。当然这里真正的
发送工作并不是由该代码完成的。它的工作只是将数据写入IN 端点缓冲区，主
机的IN 令牌包来的时候，SIE 负责把它返回给主机。
主要代码如下：
UserToPMABufferCopy(Mouse_Buffer, GetEPTxAddr(ENDP1), 4);
//从用户复制四个字节到端点1 缓冲区，控制端点的输入缓冲区。
SetEPTxValid(ENDP1); /* enable endpoint for transmission */
4、中断处理过程大致理解
（1）usb_istr()函数中的中断处理简单分析
有用的代码大概以下几段，首先是处理复位的代码，调用设备结构中的复位处
理函数。
wIstr = _GetISTR();
if (wIstr & ISTR_RESET & wInterrupt_Mask)
{
_SetISTR((u16)CLR_RESET); //清复位中断
Device_Property.Reset();
}
处理唤醒的代码：
if (wIstr & ISTR_WKUP & wInterrupt_Mask)
{
_SetISTR((u16)CLR_WKUP);
Resume(RESUME_EXTERNAL);
}
处理总线挂起的代码：
if (wIstr & ISTR_SUSP & wInterrupt_Mask)
{
if (fSuspendEnabled) /* check if SUSPEND is possible *
{ Suspend(); }
else
{/* if not possible then resume after xx ms */
Resume(RESUME_LATER);
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}
/* clear of the ISTR bit must be done after setting of
CNTR_FSUSP */
_SetISTR((u16)CLR_SUSP);