USB的“JoyStickMouse”例程分析——学习笔记(3)__初始化过程

来源：互联网发布：如何她推做淘宝客编辑：程序博客网时间：2024/05/17 22:52

三、USB的“JoyStickMouse”工作过程详细分析（1）

1、初始化过程叙述

从main()函数开始

1）Set_System(void)的工作过程；

由于这些代码都是采用库代码，所以主要分析每个代码具体做了什么工作。有些常用、类似的代码这里不列出了。

//* Function Name  : Set_System
//* Description    : Configures Main system clocks & power.* Function Name  : Set_SYSTEM
* Description    : Configures Main system clocks & power.
* Input          : None.
* Return         : None.
*******************************************************************************/
void Set_SYSTEM()
{
  /* Setup the microcontroller system. Initialize the Embedded Flash Interface,  
     initialize the PLL and update the SystemFrequency variable. */
  /*!< RCC system reset(for debug purpose) */
  /*!< Set HSION bit */
  RCC->CR |= (uint32_t)0x00000001;
  /*!< Reset SW[1:0], HPRE[3:0], PPRE1[2:0], PPRE2[2:0], ADCPRE[1:0] and MCO[2:0] bits */
  RCC->CFGR &= (uint32_t)0xF8FF0000;  
  /*!< Reset HSEON, CSSON and PLLON bits */
  RCC->CR &= (uint32_t)0xFEF6FFFF;
  /*!< Reset HSEBYP bit */
  RCC->CR &= (uint32_t)0xFFFBFFFF;
  /*!< Reset PLLSRC, PLLXTPRE, PLLMUL[3:0] and USBPRE bits */
  RCC->CFGR &= (uint32_t)0xFF80FFFF;
  /*!< Disable all interrupts */
  RCC->CIR = 0x00000000;
    
  /*!< Configure the System clock frequency, HCLK, PCLK2 and PCLK1 prescalers */
  /*!< Configure the Flash Latency cycles and enable prefetch buffer */
  SetSysClock();
  RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);
}

先将RCC部分复位，系统使用内部振荡HSI，8MHz-RCC_DeInit();

使能HSE——RCC_HESConfig(RCC_HSE_ON);

设置HCLK = SYSCLK———RCC_HCLKConfig(RCC_SYSCLK_Div1);

设置PCLK2，PCLK1——RCC_PCLK2Config(RCC_HCLK_Div1);

设置PLL，使能PLL——PLL采用HSE，输出=HSEx9;

RCC_PLLConfig(RCC_PLL_Source_HSE_Div1, RCC_PLLMu1_9);

系统时钟采用PLL输出——RCC_SYSCLKConfig(RCC_SYSCLKSource_PLLCLK);

使能PWR控制，目的是为了控制CPU的低功耗模式；

将所有输入口初始化为模拟输入——GPIO_AINConfig();

使能USB上拉控制GPIO端口的时钟，这个端口设置为低电平时，USB外设会被集线器检测到，并报告给主机，这也是设备枚举的开始；

将这个端口的模式设置为开漏输出；

初始化上下左右四个按键为上下拉输入；

配置GPIOG8为EXTI8中断输入引脚，这个是在外部按键输入引起中断。

配置EXTI18中断。这个是发生在USB唤醒事件时用。

2）USB_Interrupt_Config(void)的工作过程；

//* Function Name  : USB_Interrupts_Config.
//* Description    : Configures the USB interrupts.
void USB_Interrupts_Config(void)
{
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
 
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USB_LP_CAN1_RX0_IRQn;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
}

设置向量表位置在FLASH起始位置：NVIC_SetVectorTable(NVIC_VectTab_FLASH, 0x00);

设置优先级分组，1位用于抢占优先级，其余用于子优先级：NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1);

接下来配置、使能了三个中断，包括USB低优先级中断、USB唤醒中断、按键控制中断。

3）Set_USBClock()的工作过程；

* Function Name  : Set_USBClock
* Description    : Configures USB Clock input (48MHz).
* Input          : None.
* Output         : None.
* Return         : None.
*******************************************************************************/
void Set_USBClock(void)
{
/* Select USBCLK source */
RCC_USBCLKConfig(RCC_USBCLKSource_PLLCLK_1Div5);
/* Enable USB clock */
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USB, ENABLE);
}

设置并使能USB时钟，从RCC输出可以看到，USB时钟是48MHz。

4）USB_Init()的工作过程；

//* Function Name  : USB_Init
//* Description    : USB system initialization
void USB_Init(void)
{
pInformation = &Device_Info;
pInformation->ControlState = 2;
pProperty = &Device_Property;                        //设备本身支持的属性和方法
pUser_Standard_Requests = &User_Standard_Requests;   //主机请求的实现方法
/* Initialize devices one by one */
pProperty->Init();                                   //回调设备的初始化例程
}
//* Function Name  : Joystick_init.
//* Description    : Joystick_init init routine.
void Joystick_init(void)
{
/* Update the serial number string descriptor with the data from the unique ID*/
Get_SerialNum();
    
pInformation->Current_Configuration = 0;
/* Connect the device */
PowerOn();
/* USB interrupts initialization */
_SetISTR(0);               /* clear pending interrupts */
wInterrupt_Mask = IMR_MSK;
_SetCNTR(wInterrupt_Mask); /* set interrupts mask */
bDeviceState = UNCONNECTED;
}

这里主要初始化了三个全局结构体指针：

pInformation表明当前连续的状态和信息；

pProerity表明设备支持的方法；

pUser_Standard_Requests主机请求实现的函数指针数组。

最后调用pProperty->Init()，实质就是调用Joystick_init(void);

这个函数首先获取设备版本号，并转换为Unicode存入版本号字符串——Get_SerialNum();

设备当前配置为0；

然后调用PowerOn()，将D+上拉，此时USB设备就能被集线器检测到了，因此进入下一流程。

2、进入设备检测状态

1）在PowerOn()中执行的情况

* Function Name  : PowerOn
* Description    :
* Input          : None.
* Output         : None.
* Return         : USB_SUCCESS.
*******************************************************************************/
RESULT PowerOn(void)
{
uint16_t wRegVal;
/*** cable plugged-in ? ***/
USB_Cable_Config(ENABLE);
/*** CNTR_PWDN = 0 ***/
wRegVal = CNTR_FRES;
_SetCNTR(wRegVal);
/*** CNTR_FRES = 0 ***/
wInterrupt_Mask = 0;
_SetCNTR(wInterrupt_Mask);
/*** Clear pending interrupts ***/
_SetISTR(0);
/*** Set interrupt mask ***/
wInterrupt_Mask = CNTR_RESETM | CNTR_SUSPM | CNTR_WKUPM;
_SetCNTR(wInterrupt_Mask);
return USB_SUCCESS;
}

在上面的USB_init()中调用PowerOn()，而它先调用 USB_Cable_Config(ENABLE)，这个函数实质上

将USB连接控制线设置为低电平，然后主机就可以检测到设备了。

当集线器报告设备连接状态，并收到指令后，会复位USB总线，这需要一定的时间(这段时间内设备应该

准备好处理复位指令)。但是现在设备初始化程序将继续向下进行，因为它还没有使能复位中断。

 wRegVal = CNTR_FRES;
_SetCNTR(wRegVal);   //这句话实际上使能了USB模块的电源，因为上电复位时，CNTR寄存器的中断电控制位：PDWN是1，模块是断电的。

这句话虽然将强制复位USB模块，但由于复位中断允许位没有使能，不会引起复位中断，而间接上又使

PDWN = 0，模块开始工作。

_SetCNTR是一个宏，将wRegVal赋值给CNTR寄存器，此时所有的中断被屏蔽。

再接下来两句指令又将清除复位信号：

wInterrupt_Mask = 0;
_SetCNTR(wInterrupt_Mask);

然后清除所有的状态位：_SetISTR(0);

接下来是很关键的两句：

wInterrupt_Mask = CNTR_RESETM | CNTR_SUSPM | CNTR_WKUPM;
_SetCNTR(wInterrupt_Mask);

后面的一个语句执行后，复位中断已经被允许，而此时集线器多半已经开始复位端口了。或者说稍微有限

延迟，设备固件还能继续初始化一些部件，但已经不会影响整个工作流程了。

所以，接下来直接进入复位中断。

2）复位中断的处理

//* Function Name  : USB_LP_CAN1_RX0_IRQHandler
//* Description    : This function handles USB Low Priority or CAN RX0 interrupts requests.
void USB_LP_CAN1_RX0_IRQHandler(void)
{
    USB_Istr();
}//* Function Name  : USB_Istr
//* Description    : STR events interrupt service routine
void USB_Istr(void)
{
  wIstr = _GetISTR();
.........
  if (wIstr & ISTR_RESET & wInterrupt_Mask)       //对中断位进行判断
  {
    _SetISTR((uint16_t)CLR_RESET);                //先判断复位中断位
    Device_Property.Reset();                      //进入设备定义的复位过程。
                                                  //实际上是调用JoyStick_Reset()函数进行处理
.........
  }
.........
} /* USB_Istr */

当复位中断允许、且总线被集线器复位的时候，固件程序进入USB_LP中断。中断程序直接调用USB_Istr(void)程序。
3）JoyStick_Reset()函数的处理

//* Function Name  : Joystick_Reset.
//* Description    : Joystick Mouse reset routine.
void Joystick_Reset(void)
{
  /* Set Joystick_DEVICE as not configured */
  pInformation->Current_Configuration = 0;        //当前配置为0
  /*the default Interface*/
  pInformation->Current_Interface = 0;            //当前接口为0
  /* Current Feature initialization */
  pInformation->Current_Feature = Joystick_ConfigDescriptor[7];    //需要总线供电
  SetBTABLE(BTABLE_ADDRESS);                      //设置包缓冲区地址
  /* Initialize Endpoint 0 */                     
  SetEPType(ENDP0, EP_CONTROL);                   //端点0为控制端点
  SetEPTxStatus(ENDP0, EP_TX_STALL);              //端点状态为发送无效，即主机IN令牌包来的时候，会送一个STALL
  //设置端点0描述符表，包括接收缓冲区地址、最大允许接收的字节数、发送缓冲区地址三个变量
  SetEPRxAddr(ENDP0, ENDP0_RXADDR);               
  SetEPTxAddr(ENDP0, ENDP0_TXADDR);               //这是发送缓冲区地址
  
  //清除EP_KIND的STATUS_OUT位，如果该位被设置，在控制模式下只对0字节数据包响应。其它的都返回STALL。主要用于控制传输的状态过程。
  Clear_Status_Out(ENDP0);
  SetEPRxCount(ENDP0, Device_Property.MaxPacketSize);    //接收缓冲区支持64个字节
  SetEPRxValid(ENDP0);
  /* Initialize Endpoint 1 */
  SetEPType(ENDP1, EP_INTERRUPT);                  //端点1为中断端点
  SetEPTxAddr(ENDP1, ENDP1_TXADDR);                //设置发送缓冲区地址
  SetEPTxCount(ENDP1, 4);                          //每次发送四个字节
  SetEPRxStatus(ENDP1, EP_RX_DIS);                 //接收禁止，只发送Mouse信息，不从主机接收
  SetEPTxStatus(ENDP1, EP_TX_NAK);                 //现在发送端点还不允许发送数据
  /* Set this device to response on default address */
  SetDeviceAddress(0);                             //连接状态改为已经连接，默认地址状态
  bDeviceState = ATTACHED;                         //地址默认为0
}

复位中断执行完后，开发板的USB接口能够以默认的地址对主机来的数据包进行响应了。这个阶段的分析结束，下面正式分析代码实现的枚举过程。

0 0