USB设备编程

5v电源\GND地\差分信号线；
一共4条线；
中间两条差分信号来传输信号；

问题

1、为什么一接入 USB 设备， PC 机就能发现它？

PC 的 USB 口内部， D-和 D+接有 15K 的下拉电阻，未接 USB 设备时为低电平。 USB设备的 USB 口内部， D-或 D+接有 1.5K 的上拉电阻；它一接入 PC，就会把 PC USB 口的 D-或D+拉高，从硬件的角度通知 PC 有新设备接入 ；
如图画出的这个引脚的电压就被拉高了，就有信号的跳变；

2、PC 机上接有非常多的 USB 设备，怎么分辨它们？
每一个 USB 设备接入 PC 时， USB 总线驱动程序都会给它分配一个编号。 PC 机想访问某个 USB 设备时，发出的命令都含有对应的编号(地址) ；

USB 设备刚接入 PC 时，还没有编号；那么 PC 怎么把"分配的编号"告诉它？

新接入的 USB 设备的默认编号是 0，在未分配新编号前， PC 使用 0 编号和它通信。

硬件框架

hub表示可以接扩展的usb接口，func就是接具体的功能的usb接口；
最多接到tiger7之后只能是func了；
1、USB Host：它跟处理器相连，处理器通过 USB Host 跟各类 USB 设备通信。 USB Host 中集成有一个 root hub ；
2、USB Device：
这分为两类设备
a. Hub：用来扩展 USB 接口
b. Function：就是普通的 USB 设备，比如 U 盘、声卡等

2、软件框架

APP可以通过usb设备驱动程序访问usb设备，也可以绕过设备驱动直接使用host程序来访问usb设备

高速模式
先打开全速模式；
设备给hub发送高速模式的信号；
hub收到信号后发出高速模式的信号后，device收到就行了；
hub port是下拉电阻；
device是下拉电阻；

设备端是上拉电阻，hub是下拉电阻

usb发信号

usb信号

对比I2c和spi通信，这两个是两条线，时钟线SCK和数据线SDA
这种是同步信号

usb是一条通道，先发一段信号，接收方收到信号时能计算出周期，从而按照这个周期来接收

位填充+反向不归零编码

反向不归零编码：如下，到下一个波形发生变化就是0，不变就是1；
位填充：连续发送 6 个 1 后面会插入 1 个 0 ；

发送/接收数据的过程

包的格式

1.SOP：用来表示包的起始
2.SYNC：用来同步时钟
3.PID：表示包的类型
4.地址：在 USB 硬件体系中，一个 Host 对应多个 Logical Device，那么 Host 发出的包，如何确定发给谁？a. 发给所有设备：包里不含有设备地址b. 发给某个设备：包里含有设备地址、端点号
5.帧号、数据等跟 PID 相关的内容
6.CRC 校验码
7.EOP:用来表示包的结束

pid名

host发送命令包、数据包
device的握手包

接收：
host发命令包
device发送数据包
host发送握手包

事务的组成：

事务由包组成、包由域组成（域就是上图的sop域、sync域等等）、域由bit组成
事务分三个阶段：命令、数据、握手

有哪些 USB 包？

根据包数据里的 PID 的 bit1, bit0 可以分为 4 类：
令牌包(Token)： 01B
数据包(Data)： 11B
握手包(Handshake)： 10B
特殊包(Special)： 00B

传输：

批量传输，就是批量事务传输
中断传输，用中断事务，必须周期性的发起这些传输
实施传输，没有握手阶段，只用命令和数据阶段

控制传输：
set up；set up 三个事务:token \data\ hand shake

data stage：一个或者多个批量传输，每个批量传输里面都有token \data\ hand shake，这三个阶段

status stage：一个批量事务

具体例子：
批量传输

控制传输
第二阶段是批量传输

第三阶段是状态阶段

设备描述符

是什么

使用设备描述符来描述设备、配置、接口、端点；
有设备描述符、配置描述符、接口描述符、端点描述符；
所谓描述符，就是一些格式化的数据，用来描述信息；
在linux里面看是这样的

例如usb手册中端点描述符，各个数据的含义如下

具体例子

0x80是bit7置位1
1000 0000
从bit0开始算的，所以是bit7，第8个数字是1；

流程
1、获取设备描述符

2、设置地址；host把地址发个设备，这个只用setup阶段和data阶段前两个阶段

3、获取设备描述符；使用新地址，重新读取设备描述符，设备描述符长度是 18

4、获取配置描述符；它传入的长度是 255，想一次性把当前配置描述符、它下面的接口描述符、端点描述符全部读出来

5、设置配置

移植usb

没有thread，需要自己移植过来配置；
移植过程不详细展开；
需要添加宏开关： UX_INCLUDE_USER_DEFINE_FILE ；
表示去用用户定义的那些头文件；

4层对应四个group文件

看一下描述符的厂商id

usb有接收和输出两个端点
assignEp

移植过程中出现的问题

(6): warning: ISO C99 requires whitespace after the macro name [-Wc99-extensions]#define STM32H563xx.UX_INCLUDE_USER_DEFINE_FILE 1

解决办法：

这边应该是空格，我敲了一个.所以报错了

使用freertos来改造收发函数

这函数只是启动传输，他会立刻返回；

用到信号量，二进制信号量

SemaphoreHandle_t xBinarySemaphore;
发送：
1、先定义出来

2、创建

3、等待give后就take

用到队列来放入数据后，从对列中读数据

1、定义队列

2、创建队列
（200，1）200个数据，一个数据1个字节

3、写入数据

4、从队列中读数据，单独写一个函数

当pc把数据发给开发板子后

read就会被调用

如何使用

定义出来，直接用getchar

注意：

读队列和写队列都要有保护机制:
就是if(队列)，队列不为空才去读，为空则返回-1表示错误信息；不然就无法识别usb设备
函数添加保护机制，如果队列为空就要报错