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

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。

//*FunctionName:Set_System

//*Description:ConfiguresMainsystemclocks&power.*FunctionName:Set_SYSTEM

*Description:ConfiguresMainsystemclocks&power.

*Input:None.

*Return:None.

*******************************************************************************/

voidSet_SYSTEM()

{

/*Setupthemicrocontrollersystem.InitializetheEmbeddedFlashInterface,

initializethePLLandupdatetheSystemFrequencyvariable.*/

/*!<RCCsystemreset(fordebugpurpose)*/

/*!<SetHSIONbit*/

RCC->CR|=(uint32_t)0x00000001;

/*!<ResetSW[1:0],HPRE[3:0],PPRE1[2:0],PPRE2[2:0],ADCPRE[1:0]andMCO[2:0]bits*/

RCC->CFGR&=(uint32_t)0xF8FF0000;

/*!<ResetHSEON,CSSONandPLLONbits*/

RCC->CR&=(uint32_t)0xFEF6FFFF;

/*!<ResetHSEBYPbit*/

RCC->CR&=(uint32_t)0xFFFBFFFF;

/*!<ResetPLLSRC,PLLXTPRE,PLLMUL[3:0]andUSBPREbits*/

RCC->CFGR&=(uint32_t)0xFF80FFFF;

/*!<Disableallinterrupts*/

RCC->CIR=0x00000000;

/*!<ConfiguretheSystemclockfrequency,HCLK,PCLK2andPCLK1prescalers*/

/*!<ConfiguretheFlashLatencycyclesandenableprefetchbuffer*/

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；

//*FunctionName:USB_Interrupts_Config.

//*Description:ConfigurestheUSBinterrupts.

voidUSB_Interrupts_Config(void)

{

NVIC_InitTypeDefNVIC_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；

*FunctionName:Set_USBClock

*Description:ConfiguresUSBClockinput(48MHz).

*Input:None.

*Output:None.

*Return:None.

*******************************************************************************/

voidSet_USBClock(void)

{

/*SelectUSBCLKsource*/

RCC_USBCLKConfig(RCC_USBCLKSource_PLLCLK_1Div5);

/*EnableUSBclock*/

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；

//*FunctionName:USB_Init

//*Description:USBsysteminitialization

voidUSB_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

/*Initializedevicesonebyone*/

pProperty->Init();                          //回调设备的初始化例程

}

//*FunctionName:Joystick_init.

//*Description:Joystick_initinitroutine.

voidJoystick_init(void)

{

/*UpdatetheserialnumberstringdescriptorwiththedatafromtheuniqueID*/

Get_SerialNum();

pInformation->Current_Configuration=0;

/*Connectthedevice*/

PowerOn();

/*USBinterruptsinitialization*/

_SetISTR(0);/*clearpendinginterrupts*/

wInterrupt_Mask=IMR_MSK;

_SetCNTR(wInterrupt_Mask);/*setinterruptsmask*/

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

*FunctionName:PowerOn

*Description:

*Input:None.

*Output:None.

*Return:USB_SUCCESS.

*******************************************************************************/

RESULTPowerOn(void)

{

uint16_twRegVal;

/***cableplugged-in?***/

USB_Cable_Config(ENABLE);

/***CNTR_PWDN=0***/

wRegVal=CNTR_FRES;

_SetCNTR(wRegVal);

/***CNTR_FRES=0***/

wInterrupt_Mask=0;

_SetCNTR(wInterrupt_Mask);

/***Clearpendinginterrupts***/

_SetISTR(0);

/***Setinterruptmask***/

wInterrupt_Mask=CNTR_RESETM|CNTR_SUSPM|CNTR_WKUPM;

_SetCNTR(wInterrupt_Mask);

returnUSB_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

//*FunctionName:USB_LP_CAN1_RX0_IRQHandler

//*Description:ThisfunctionhandlesUSBLowPriorityorCANRX0interrupts

requests.

voidUSB_LP_CAN1_RX0_IRQHandler(void)

{

USB_Istr();

}

//*FunctionName:USB_Istr

//*Description:STReventsinterruptserviceroutine

voidUSB_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

//*FunctionName:Joystick_Reset.

//*Description:JoystickMouseresetroutine.

voidJoystick_Reset(void)

{

/*SetJoystick_DEVICEasnotconfigured*/

pInformation->Current_Configuration=0;      //当前配置为0

/*thedefaultInterface*/

pInformation->Current_Interface=0;         //当前接口为0

/*CurrentFeatureinitialization*/

pInformation->Current_Feature=Joystick_ConfigDescriptor[7];   //需要总线供电

SetBTABLE(BTABLE_ADDRESS);                //设置包缓冲区地址

/*InitializeEndpoint0*/ 

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);

/*InitializeEndpoint1*/

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

/*Setthisdevicetoresponseondefaultaddress*/

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。