AT32 USB設備協議庫

這部分主要介紹AT32 USB設備庫的結構和庫的使用方法，AT32 USB是基于USB2.0全速設備，不支持USB2.0高速設備。這里庫的作用是用來管理USB外設和實現USB的基本協議，使開發者能夠更快的上手開發。USB Deivce庫包含以下幾個模塊如圖1：

用戶應用程序

此部分為開發者根據應用具體需求開發應用程序。

USB Core Driver和USB設備類

USB Core Driver：此部分實現USB設備標準協議棧，標準請求等接口。

USB設備類：此部分實現一個具體USB設備的描述和設備請求。

USB硬件底層接口

此部分實現硬件寄存器抽象接口

USB/OTG外設

圖1. USB庫結構

AT32 USB庫文件

如下是AT32 USB應用工程結構圖：圖2. AT32工程結構Core Driver庫路徑：OTGFS-->middlewares\usb_driversUSBFS-->middlewares\usbd_driversDevice Class庫路徑：middlewares\usbd_class如下是USB庫文件列表：表1. USB庫文件列表表2. USB設備類型文件列表

USB設備庫文件說明

USB庫實現USB設備標準請求，同時實現USB規格里面的4種傳輸類型（control，interrupt，bulk，isochronous）的函數接口。圖3.USB庫文件結構

USB設備文件函數接口

usbd_int.c函數接口usbd_int.c主要處理底層中斷，不同USB外設，此部分會根據外設不同而有所改變。AT32系列芯片USB外設存在USBFS和OTGFS兩種外設，此部分函數接口基本相同。表3.usbd_int函數接口usbd_core.c函數接口usbd_core.c此文件封裝不同的usb接口用于不同的地方調用，包括一些接收，發送函數等。表4.usbd_core函數接口usbd_sdr.c函數接口usbd_sdr.c此文件處理USB一些標準請求。表5.usbd_sdr函數接口支持的標志設備請求如下表：表6. 標準設備請求usbd_xx_class.c函數接口usbd_xx_class.c 此文件為具體設備類型的數據處理，通過結構體函數來實現不同設備類型數據的處理。開發者根據不同的設備類型，來實現下面函數結構體中的函數，達到不同應用結果。函數結構體如下：表7.設備class函數結構體表8.設備class函數接口usbd_xx_desc.c函數接口usbd_xx_desc.c此文件為設備描述文件，設備描述信息都通過此文件的函數接口返回給主機。表9.設備描述函數結構體表10.設備描述接口函數其它參數函數的參數結構體如下，USB設備庫中參數傳遞使用結構體usbd_core_type，如下圖：圖4.全局結構體USB設備的連接狀態如下圖：連接狀態包含：

默認狀態

地址狀態

配置狀態

掛起狀態

可使用usbd_connect_state_get函數查詢當前USB設備的連接狀態。圖5.USB設備連接狀態USB設備返回值，USB函數接口使用如下函數返回值。圖6.函數返回值

端點FIFO分配

USB要正常收發數據，在初始化時需要為每個端點分配發送/接收的FIFO，FIFO的大小可以根據端點上傳輸的最大包長度確認。注意，分配給所有端點FIFO大小的和不能超過系統分配給USB緩沖區的最大長度，具體USB的緩沖區大小參考RM上的描述。開發者可以參考例程usb_conf.h為每個端點自定義分配FIFO。另外使用USBFS和OTGFS兩種不同的外設時，usb_conf.h中對端點FIFO分配稍有不同。USBFS外設端點FIFO分配USBFS外設端點分配實現了兩種分配方式，一種自動分配，一種是用戶自定義分配。

• 自動分配：

1. 通過打開usb_conf.h中USB_EPT_AUTO_MALLOC_BUFFER宏開啟自動分配功能

2. 在調用打開端點函數（usbd_ept_open）時自動根據傳入的最大包長度自動分配FIFO

3. 如果使用雙緩沖模式（同步端點，雙緩沖Bulk）時，在打開端點前先調用（usbd_ept_dbuffer_enable）表示使用雙緩沖模式，可參考audio例程。

4. 自動分配audio例程配置如下：

usb_conf.h

audio_class.c:端點打開

• 自定義分配：

1. 關閉usb_conf.h中USB_EPT_AUTO_MALLOC_BUFFER宏開啟自定義分配

2. 在調用打開端點函數（usbd_ept_open）時調用usbd_ept_buf_custom_define函數自定義為端點分配FIFO，參考vcp_loopback例程。

3. vcp_loopback例程自定義分配配置

usb_conf.h:

cdc_class.c端點打開：

OTGFS外設端點FIFO分配OTGFS對于端點的接收緩沖是共享的，因此對于所有的OUT端點，只需要分配一個接收FIFO。對發送緩沖區則需要為每個發送端點分配一塊自己專用的FIFO。支持的端點個數請參考對應型號的RM。OTGFS的端點分配都需要開發者根據端點支持的最大包長度進行分配，注意usb_conf.h中對端點分配的FIFO大小單位為word（Byte）。以vcp_loopback例程為例：

USB設備初始化

在使用USB時，需要對USB的寄存器做一些基本的初始化，通過調用USB的初始化函數完成這部分的操作，對于外設USBFS和OTGFS在初始化時所調用的函數一定的區別。USBFS外設初始化USBFS初始化函數usbd_core_init包含5個參數：例程vcp_loopback的初始化如下：usbd_core_init(&usb_core_dev, USB, &class_handler, &desc_handler, 0);OTGFS外設初始化OTGFS初始化函數usbd_init包含5個參數：例程vcp_loopback的初始化如下：

USB設備中斷處理

USB中斷入口函數usbd_irq_handler處理所有USB中斷，包括Reset，端點收發數據，SOF，掛起，喚醒等中斷，下面介紹一些典型的中斷處理。圖7.USB中斷處理函數Reset中斷處理當USB設備在總線上檢測到Reset信號時，將產生Reset中斷。軟件在收到Reset中斷時，需要做基本的初始化，用于后面的枚舉處理。Reset中斷處理函數usbd_reset_handler：

端點FIFO初始化

設備地址設置為0

端點0初始化

調用設備類的事件函數

udev->class_handler->event_handler(udev, USBD_RESET_EVENT);

端點中斷處理當USB端點收發數據完成時，將產生對應的端點完成中斷，端點完成中斷處理發送和接收的數據。中斷處理函數：usbd_xeptx_handlerSOF中斷處理打開SOF中斷之后，USB設備在每收到一個主機發送的SOF就會產生SOF中斷。中斷處理函數：usbd_sof_handler

中斷處理函數會調用設備類的SOF處理函數

udev->class_handler->sof_handler(udev);

Suspend中斷處理當總線滿足掛起條件時，USB設備會產生一個掛起中斷，開發者可根據此中斷判斷是否需要進入低功耗模式。中斷處理函數：usbd_suspend_handler

連接狀態設置為掛起狀態

設置設備進入掛起狀態

調用設備類的事件處理函數

udev->class_handler->event_handler(udev, USBD_SUSPEND_EVENT);

Wakeup中斷處理當設備在掛起狀態時，如果總線上有wakeup信號，USB設備將產生wakeup中斷。中斷處理函數：usbd_wakeup_handler

設備退出掛起狀態

連接狀態設置為進入掛起之前的狀態

調用設備類事件處理函數

udev->class_handler->event_handler(udev, USBD_WAKEUP_EVENT);

USB設備端點數據處理流程

USB設備在收到主機發送的數據包之后，對應端點0的數據（IN/OUT/SETUP）會做單獨處理，其它端點的數據會調用設備類的IN/OUT handler進行數據處理。如下圖所示數據的處理過程：圖8.端點數據處理流程圖9. Setup處理流程USB控制端點枚舉流程當設備接到主機之后，通過控制端點（端點0）進行枚舉動作，典型的枚舉流程圖如下：圖10.USB枚舉流程USB控制傳輸過程包含SETUP-DATA-STATUS三個階段，如下是一個主機獲取設備信息的傳輸過程GET_DESCRIPTOR：圖11 Get Descriptor如下是USB庫處理上圖Get Descriptor的流程：圖12. USB庫處理Get Descriptor調用流程USB設備請求格式（Setup請求）圖13.Setup請求格式USB應用端點處理流程應用端點指客戶實際應用使用到的非0端點，包括Bulk，interrupt，ISO等端點類型，這些端點的數據通回調函數in_handler和out_handler進行處理。開發者只需要在xxx_class.c中class_in_handler和class_out_handler里面實現具體端點的數據處理即可。IN端點數據處理：圖14.IN端點數據處理OUT端點數據處理:圖15.OUT端點數據處理

USB設備類型例程

本章將說明使用AT32 USB設備庫實現不同的設備類型的例程。目前實現的設備例程如下：

Audio

custom_hid

keyboard

mouse

msc（mass strorage）

printer

vcp_loopback

virtual_msc_iap

composite_vcp_keyboard

hid_iap

Audio例程

Audio例程使用audio V1.0的協議實現一個Speaker和Microphone，傳輸Audio數據使用同步傳輸，Speaker使用同步OUT傳輸，Microphone使用同步IN傳輸。Audio的例程運行在AT-START評估板上，Audio Speaker和Mircophone是基于Audio Arduino Demo Board進行實現，實驗過程中需要連接AT-START和Audio Arduino Board，更多開發板信息請參考《UM_Audio Arduino Daughter Board_V1.0/V2.0》,Audio協議請參數《Universal Serial Bus Device Class Define for Audio Device V1.0》。實現功能實現一個Speaker和Microphone的Audio復合設備，可以同時進行音頻播放和錄音。Speaker功能：

支持16K，48K采樣率

支持采樣率切換

支持16bit采樣

支持靜音

支持音量調節

支持feedback功能

支持雙通道

Microphone功能：

支持16K，48K采樣率

支持采樣率切換

支持16bit采樣

支持靜音

支持音量調節

支持雙通道

外設資源使用USB外設：

端點0 IN/OUT：用于USB枚舉以及Audio部分控制。

端點1 IN：用于Microphone錄音數據

端點1 OUT：用于Speaker播放數據

端點2 IN：用于Feedback數據

I2C：

使用I2C發送控制信息到音頻Board

I2S：

使用I2S1發送數據到音頻board（speaker）

使用I2S2從音頻board接收數據（microphone）

DMA：

使用DMA1通道3傳輸I2S1的數據

使用DMA1通道4傳輸I2S2的數據

TIMER：

使用TIMER產生Codec所需要的時鐘

Audio設備實現USB Audio設備類實現源文件在audio_class.c和audio_desc.c中，外部codec的控制以及音頻數據的處理都在audio_codec.c中實現，根據主機的請求設置會調用到audio_codec.c中具體的設置函數。另外需要特別注意關于USB設備端點FIFO大小的分配在usb_conf.h中配置，此部分根據具體端點傳輸的最大包長度進行分配。1. 設備描述：（audio_desc.c/h）

Audio設備的描述（g_usbd_descriptor）

Audio設備的配置描述信息（g_usbd_configuration）

AC interface

Mricrophone Streaming interface

Microphone Terminal INPUT/OUTPUT

Microphone Feature Unit

Microphone Endpoint

Speaker Streaming interface

Speaker Terminal INPUT/OUTPUT

Speaker Feature Unit

Speaker Endpoint

Feedback Endpoint

Lang id （g_string_lang_id）

序列號（g_string_serial）

廠商產品ID（audio_desc.h）

制造商、產品名、配置描述、接口描述（audio_desc.h）

2. 數據處理部分（audio_class.c/h audio_codec.c/h）

端點初始化（class_init_handler）

端點清除（class_clear_handler）

Audio控制請求（class_setup_handler）

實現如下audio控制請求：

Audio音量、靜音、采樣率設置（class_ept0_rx_handler）

此函數用于接收完主機發送的設置數據之后進行處理，包括設置音量，靜音，以及采樣率的設置。

Microphone和Feedback數據傳輸（class_in_handler）

Speaker數據接收（class_out_handler）

audio_codec.c中實現codec具體的控制以及數據處理，需要實現如下函數：

以上函數可根據例程里的方式進行實現，也可以根據開發者實際使用的codec來進行修改，對于codec的初始化部分，在這里將不再講述。

audio例程功能配置

audio_conf.h中可以對當前audio例程進行配置，例如：是否需要speaker功能，支持采樣率等，有如下選項配置：

如何根據Audio例程進行開發本章將簡單描述如何修改audio例程的代碼來進行開發，根據應用具體的需求來修改代碼。

根據功能需求修改audio配置（audio_conf.h）

根據功能需求修改設備描述信息（audio_desc.c, audio_desc.h）

設備描述信息（g_usbd_descriptor）

設備配置描述信息（g_usbd_configuration）

其它描述

根據功能修改要使用端點(audio_class.c, audio_class.h)

端點定義（audio_class.h）

端點初始化（class_init_handler，class_clear_handler）

修改使用的Audio控制請求

控制請求修改（class_setup_handler）

控制請求設置處理（class_ept0_rx_handler）

Audio數據處理修改

IN數據處理（class_in_handler）

OUT數據處理（class_out_handler）

根據需求修改端點FIFO大小分配（usb_conf.h）

根據具體需求實現codec函數接口（audio_codec.c）

custom_hid例程

custom_hid實現一個HID（human interface device）功能，與上位機（Artery_UsbHid_Demo）通信完成一些簡單的交互操作，HID使用中斷傳輸與上位機通信，例程在AT-START開發板上運行，上位機可在官網下載，關于HID協議參考《Human Interface Devices (HID) V1.11》。實現功能

上位機顯示按鍵狀態

通過上位機控制開發板LED等開關狀態

HID數據回環功能

外設資源使用USB外設：

端點0 IN/OUT：用于USB枚舉

端點1 IN：用于數據發送

端點1 OUT：用于數據接收

custom_hid設備實現custom_hid設備類實現源代碼主要在custom_hid_class.c和custom_hid_desc.c中，這兩個源文件實現了對設備的描述和設備的處理。1. 設備描述：（custom_hid_desc.c/h）

custom hid設備描述（g_usbd_descriptor）

custom hid設備配置描述（g_usbd_configuration）

HID interface

HID Endpoint

custom hid report描述（g_usbd_hid_report）

HID_REPORT_ID_2(LED2)

HID_REPORT_ID_3(LED3)

HID_REPORT_ID_4(LED4)

HID_REPORT_ID_5(BUTTON)

HID_REPORT_ID_6(LOOPBACK DATA)

Lang id（g_string_lang_id）

序列號（g_string_serial）

廠商產品ID（custom_hid_desc.h

制造商、產品名、配置描述、接口描述（custom_hid_desc.h）

2. 數據處理部分（custom_hid_class.c/h）

端點初始化（class_init_handler）

端點清除（class_clear_handler）

HID設備類請求（class_setup_handler）

實現如下請求：

SET_PROTOCOL

GET_PROTOCOL

SET_IDLE

GET_IDLE

SET_REPORT

代碼如下：

Custom_HID發送數據

Custom_HID接收數據

數據處理

如何根據custom hid例程進行開發本章將簡單描述如何修改custom_hid例程的代碼來進行開發，根據應用具體的需求來修改代碼。

根據功能需求修改設備描述信息（custom_hid_desc.c, custom_hid_desc.h）

設備描述信息（g_usbd_descriptor）

設備配置描述信息（g_usbd_configuration）

設備報告描述符（g_usbd_hid_report）

其它描述

根據功能修改要使用端點(custom_hid_class.c, custom_hid_class.h)

端點定義（custom_hid_class.h）

端點初始化（class_init_handler，class_clear_handler）

修改使用的custom_hid控制請求

控制請求修改（class_setup_handler）

控制請求設置處理（class_ept0_rx_handler）

custom_hid發送接收數據處理修改

IN數據處理（class_in_handler）

OUT數據處理（class_out_handler）

根據需求修改端點FIFO大小分配（usb_conf.h）

修改數據處理部分

keyboard例程

keyboard實現一個鍵盤功能，使用中斷傳輸與上位機通信，例程在AT-START開發板上運行，通過按鍵發送字符串到主機。實現功能

通過按鍵發送字符串（”Keyboard Demo”）到主機

外設資源使用USB外設：

端點0 IN/OUT：用于USB枚舉

端點1 IN：用于數據發送

keyboard設備實現keyboard設備類實現源代碼主要在keyboard_class.c和keyboard_desc.c中，這兩個源文件實現了對設備的描述和設備的處理。1. 設備描述：（keyboard_desc.c/h）

keyboard設備描述（g_usbd_descriptor）

keyboard設備配置描述（g_usbd_configuration）

keyboard interface

keyboard endpoint

keyboard report描述（g_usbd_hid_report）

Lang id（g_string_lang_id）

序列號（g_string_serial）

廠商產品ID（keyboard_desc.h）

制造商、產品名、配置描述、接口描述（keyboard_desc.h）

2. 數據處理部分（keyboard_class.c/h）

端點初始化（class_init_handler）

端點清除（class_clear_handler）

HID設備類請求（class_setup_handler）

實現如下請求：

SET_PROTOCOL

GET_PROTOCOL

SET_IDLE

GET_IDLE

SET_REPORT

keyboard發送數據

keyboard字符數據處理

如何根據keyboard例程進行開發本章將簡單描述如何修改keyboard例程的代碼來進行開發，根據應用具體的需求來修改代碼。

根據功能需求修改設備描述信息（keyboard_desc.c, keyboard_desc.h）

設備描述信息（g_usbd_descriptor）

設備配置描述信息（g_usbd_configuration）

設備報告描述符（g_usbd_hid_report）

其它描述

根據功能修改要使用端點(keyboard_class.c, keyboard_class.h)

端點定義（keyboard_class.h）

端點初始化（class_init_handler，class_clear_handler）

修改使用的keyboard控制請求

控制請求修改（class_setup_handler）

控制請求設置處理（class_ept0_rx_handler）

keyboard發送接收數據處理修改

IN數據處理（class_in_handler）

OUT數據處理（class_out_handler）

根據需求修改端點FIFO大小分配（usb_conf.h）

修改數據處理部分

Mouse例程

實現功能mouse實現一個簡單的鼠標功能，使用中斷傳輸與上位機通信，例程在AT-START開發板上運行，通過開發板上的按鍵發送鼠標右鍵功能。圖16.鼠標傳輸格式鼠標d通常是通過設置X和Y值來控制PC鼠標移動。外設資源使用USB外設：

端點0 IN/OUT：用于USB枚舉

端點1 IN：用于數據發送

mouse設備實現mouse設備實現源代碼主要在mouse_class.c和mouse_desc.c中，這兩個源文件實現了對設備的描述和設備的處理。1. 設備描述：（mouse_desc.c/h）

mouse設備描述（g_usbd_descriptor）

mouse設備配置描述（g_usbd_configuration）

mouseinterface

mouseendpoint

mouse report描述（g_usbd_hid_report）

Lang id（g_string_lang_id）

序列號（g_string_serial）

廠商產品ID（mouse_desc.h）

制造商、產品名、配置描述、接口描述（keyboard_desc.h）

2. 數據處理部分（mouse_class.c/h）

端點初始化（class_init_handler）

端點清除（class_clear_handler）

HID設備類請求（class_setup_handler）

實現如下請求：

SET_PROTOCOL

GET_PROTOCOL

SET_IDLE

GET_IDLE

SET_REPORT

keyboard發送數據

mouse數據處理

如何根據mouse例程進行開發本章將簡單描述如何修改mouse例程的代碼來進行開發，根據應用具體的需求來修改代碼。

根據功能需求修改設備描述信息（mouse_desc.c, mouse_desc.h）

設備描述信息（g_usbd_descriptor）

設備配置描述信息（g_usbd_configuration）

設備報告描述符（g_usbd_hid_report）

其它描述

根據功能修改要使用端點(mouse_class.c, mouse_class.h)

端點定義（mouse_class.h）

端點初始化（class_init_handler，class_clear_handler）

修改使用的mouse控制請求

控制請求修改（class_setup_handler）

控制請求設置處理（class_ept0_rx_handler）

mouse發送接收數據處理修改

IN數據處理（class_in_handler）

OUT數據處理（class_out_handler）

根據需求修改端點FIFO大小分配（usb_conf.h）

修改數據處理部分

msc例程

msc（mass storage）例程展示如何通過USB BULK傳輸，進行PC主機和AT-START通信，該例程支持BOT(Bulk only transfer)協議和SCSI（small computer system interface）指令。圖17. BOT 命令/數據/狀態 流程圖18.BOT命令格式圖19.BOT狀態格式實現功能

將內部FLASH虛擬成一個磁盤

實現bulk-only傳輸協議

實現subclass SCSI傳輸命令

MSC_CMD_INQUIRY

MSC_CMD_START_STOP

MSC_CMD_MODE_SENSE6

MSC_CMD_MODE_SENSE10

MSC_CMD_ALLOW_MEDIUM_REMOVAL

MSC_CMD_READ_10

MSC_CMD_READ_CAPACITY

MSC_CMD_REQUEST_SENSE

MSC_CMD_TEST_UNIT

MSC_CMD_VERIFY

MSC_CMD_WRITE_10

MSC_CMD_READ_FORMAT_CAPACITY

外設資源使用USB外設：

端點0 IN/OUT：用于USB枚舉

端點1 IN：用于數據發送

端點1 OUT：用于數據接收

msc設備實現1. 設備描述：（msc_desc.c/h）

msc設備描述（g_usbd_descriptor）

msc設備配置描述（g_usbd_configuration）

msc interface

msc endpoint

Lang id（g_string_lang_id）

序列號（g_string_serial）

廠商產品ID（custom_hid_desc.h）

制造商、產品名、配置描述、接口描述（msc_desc.h）

2. 數據處理部分（msc_class.c/h）

端點初始化（class_init_handler）

端點清除（class_clear_handler）

MSC設備請求（class_setup_handler）

GET_MAX_LUN

BO_RESET

代碼如下：

IN傳輸處理

OUT傳輸處理（接收數據）

3. BOT和SCSI命令處理Bulk-only transfer和SCSI的命令處理在庫文件msc_bot_scsi.c/h中。表11.msc_bot_scsi函數列表4. diskio處理此部分主要處理與存儲設備間接口，例程里面以內部flash的存儲控制作為說明，msc_diskio.c/h根據開發者使用存儲不同，只需要實現對應存儲的讀寫函數即可。表12.inquiry描述表13 diskio操作函數如何根據msc例程進行開發本章將簡單描述如何修改msc例程的代碼來進行開發，根據應用具體的需求來修改代碼。

根據功能需求修改設備描述信息（msc_desc.c, msc_desc.h）

設備描述信息（g_usbd_descriptor）

設備配置描述信息（g_usbd_configuration）

其它描述

根據功能修改要使用端點(msc_class.c, msc_class.h)

端點定義（msc_class.h）

端點初始化（class_init_handler，class_clear_handler）

修改使用的msc控制請求

控制請求修改（class_setup_handler）

控制請求設置處理（class_ept0_rx_handler）

msc發送接收數據處理修改

IN數據處理（class_in_handler）

OUT數據處理（class_out_handler）

根據需求修改端點FIFO大小分配（usb_conf.h）

修改diskio部分,實現表13里面的函數（msc_diskio.c/h）

printer例程

Printer例程展示了使用USB Device作為打印機設備，此demo可在PC端識別到一個打印機設備并且可應答PC端發送的關于printer類的狀態請求命令（例如打印機的有紙/無紙狀態）
實現功能

實現一個打印機設備

外設資源使用USB外設：

端點0 IN/OUT：用于USB枚舉

端點1 IN：用于數據發送

端點1 OUT：用于數據接收

printer設備實現1. 設備描述（printer_desc.c/h）

printer設備描述（g_usbd_descriptor）

printer設備配置描述（g_usbd_configuration）

printer interface

printer endpoint

Lang id（g_string_lang_id）

序列號（g_string_serial）

廠商產品ID（custom_hid_desc.h）

制造商、產品名、配置描述、接口描述（msc_desc.h）

2. 數據處理（printer_class.c/h）

端點初始化（class_init_handler）

端點清除（class_clear_handler）

printer設備請求（class_setup_handler）

GET_DEVICE_ID

PORT_STATUS

SOFT_RESET

代碼如下：

IN傳輸處理

OUT傳輸處理（接收數據）

如何根據printer例程進行開發本章將簡單描述如何修改printer例程的代碼來進行開發，根據應用具體的需求來修改代碼。

根據功能需求修改設備描述信息（printer_desc.c, printer_desc.h）

設備描述信息（g_usbd_descriptor）

設備配置描述信息（g_usbd_configuration）

其它描述

根據功能修改要使用端點(printer_class.c, printer_class.h)

端點定義（printer_class.h）

端點初始化（class_init_handler，class_clear_handler）

修改使用的printer控制請求

控制請求修改（class_setup_handler）

控制請求設置處理（class_ept0_rx_handler）

printer發送接收數據處理修改

IN數據處理（class_in_handler）

OUT數據處理（class_out_handler）

根據需求修改端點FIFO大小分配（usb_conf.h）

vcp loopback例程

在現代PC中，USB是和絕大部分外設通信的標準接口。盡管如此，大部分的工業軟件依舊使用COM接口（UART）通信。vcp_loopback例程提供使用USB設備模擬COM接口方法，解決了該問題, vcp_loopback例程展示了如何通過CDC協議進行USB數據收發。改例程需要使用虛擬串口驅動，可在官網下載。實現功能

實現一個虛擬串口

外設資源使用USB外設：

端點0 IN/OUT：用于USB枚舉

端點1 IN：用于數據發送

端點1 OUT：用于數據接收

端點2 IN：監控中斷傳輸

vcp_loopback設備實現1. 設備描述（cdc_desc.c/h）

cdc設備描述（g_usbd_descriptor）

cdc設備配置描述（g_usbd_configuration）

cdc interface

cdc endpoint

Lang id（g_string_lang_id）

序列號（g_string_serial）

廠商產品ID（custom_hid_desc.h）

制造商、產品名、配置描述、接口描述（msc_desc.h）

2. 數據處理（cdc_class.c/h）

端點初始化（class_init_handler）

端點清除（class_clear_handler）

cdc設備請求（class_setup_handler）

SET_LINE_CODING

GET_LINE_CODING

代碼如下：

IN傳輸處理

OUT傳輸處理（接收數據）

如何根據vcp_loopback例程進行開發本章將簡單描述如何修改cdc例程的代碼來進行開發，根據應用具體的需求來修改代碼。

根據功能需求修改設備描述信息（cdc_desc.c, cdc_desc.h）

設備描述信息（g_usbd_descriptor）

設備配置描述信息（g_usbd_configuration）

其它描述

根據功能修改要使用端點(cdc_class.c, cdc_class.h)

端點定義（cdc_class.h）

端點初始化（class_init_handler，class_clear_handler）

修改使用的cdc控制請求

控制請求修改（class_setup_handler）

控制請求設置處理（class_ept0_rx_handler）

cdc發送接收數據處理修改

IN數據處理（class_in_handler）

OUT數據處理（class_out_handler）

根據需求修改端點FIFO大小分配（usb_conf.h）

virtual_msc_iap例程

virtual msc iap實現一個升級功能的設備，不依賴上位機，當接入PC之后，通過將固件拷貝到磁盤以達到升級目的。實現功能

將flash虛擬成磁盤進行升級

Iap保留使用20K byte空間

升級完成之后reset usb設備返回升級狀態

支持下載地址設置

支持升級完成之后跳轉到APP運行

支持bin文件升級

外設資源使用USB外設：

端點0 IN/OUT：用于USB枚舉

端點1 IN：用于數據發送

端點1 OUT：用于數據接收

virtual_msc_iap設備實現1. 設備描述（msc_desc.c/h）參考3.5.3.12. 數據處理部分（msc_class.c/h）參考3.5.3.23. BOT和SCSI命令處理參考3.5.3.34. diskio處理參考3.5.3.45. flash升級部分（flash_fat16.c/h）

升級狀態

當連接Host之后，在響應磁盤上通過TXT文檔顯示當前狀態

準備升級狀態（Ready.TXT）

升級成功（Success.TXT）

升級失?。‵ailed.TXT）

未知文件或錯誤（Unkonwn.TXT）

升級文件大于FLASH大小（Large.TXT）

FAT16分區表描述

• 
• 升級接口函數

如何根據virtual_msc_iap例程進行開發本章將簡單描述如何修改virtual_msc_iap例程的代碼來進行開發，根據應用具體的需求來修改代碼。

• 根據功能需求修改設備描述信息（msc_desc.c, msc_desc.h）設備描述信息（g_usbd_descriptor）設備配置描述信息（g_usbd_configuration）其它描述
• 根據功能修改要使用端點(msc_class.c, msc_class.h)端點定義（msc_class.h）端點初始化（class_init_handler，class_clear_handler）
• 修改使用的msc控制請求控制請求修改（class_setup_handler）控制請求設置處理（class_ept0_rx_handler）
• msc發送接收數據處理修改IN數據處理（class_in_handler）OUT數據處理（class_out_handler）
• 根據需求修改端點FIFO大小分配（usb_conf.h）
• 修改diskio部分,實現表13里面的函數（msc_diskio.c/h）
• 修改flash_fat16.c/h升級參數，包括APP起始地址，IAP占用空間等，要保證IAP和APP地址不重合。

composive_vcp_keyboard例程

復合設備定義如下：擁有多個相互獨立接口的設備被稱為復合設備。當使用該設備時，該設備上擁有多個組合的功能。例如，Composite vcp keyboard demo 提供的復合設備包含HID和CDC功能（鍵盤和串口通信）實現功能

• 實現一個USB虛擬串口（參考3.7）
• 實現一個USB鍵盤設備（參考3.3）

外設資源使用USB外設：

• 端點0 IN/OUT：用于USB枚舉
• 端點1 IN：用于數據發送
• 端點1 OUT：用于數據接收
• 端點2 IN：CDC命令中斷傳輸
• 端點3 IN：Keyboard發送數據

composite_vcp_keyboard設備實現1. 設備描述（cdc_keyboard_desc.c/h）

• cdc_keyboard設備描述（g_usbd_descriptor）
• cdc_keyboard設備配置描述（g_usbd_configuration）cdc interfacecdc endpointkeyboard interfacekeyboard endpoint
• Lang id（g_string_lang_id）
• 序列號（g_string_serial）
• 廠商產品ID（custom_hid_desc.h）
• 制造商、產品名、配置描述、接口描述（msc_desc.h）

2. 數據處理（cdc_keyboard_class.c/h）

• 端點初始化（class_init_handler）
• 端點清除（class_clear_handler）
• 設備請求（class_setup_handler）cdc設備類請求:SET_LINE_CODINGGET_LINE_CODIN

Keyboard hid設備類請求:

• SET_PROTOCOLGET_PROTOCOLSET_IDLEGET_IDLESET_REPORT

代碼如下：

• 
• IN傳輸處理
• OUT傳輸處理（接收數據）

如何根據composite_vcp_keyboard例程進行開發本章將簡單描述如何修改composite_vcp_keyboard例程的代碼來進行復合設備開發，根據應用具體的需求來修改代碼。

• 根據功能需求修改設備描述信息（cdc_keyboard_desc.c, cdc_keyboard_desc.h）設備描述信息（g_usbd_descriptor）設備配置描述信息（g_usbd_configuration）其它描述
• 根據功能修改要使用端點(cdc_keyboard_class.c, cdc_keyboard_class.h)端點定義（cdc_class.h）端點初始化（class_init_handler，class_clear_handler）
• 修改使用的cdc控制請求控制請求修改（class_setup_handler）控制請求設置處理（class_ept0_rx_handler）
• cdc_keyboard發送接收數據處理修改IN數據處理（class_in_handler）OUT數據處理（class_out_handler）
• 根據需求修改端點FIFO大小分配（usb_conf.h）

hid_iap例程

hid_iap例程使用usb hid實現IAP升級功能，需要搭配上位機使用，上位機可在官網下載IAP_Programmer。hid iap的例程代碼位于BSP固件庫utilities\at32f435_437_usb_iap_demo中，使用方法可參考《AN0007_AT32_IAP_using_the_USB_HID_ZH_V2.x.x.pdf》1. 實現功能

• 實現使用HID進行設備升級

2. 外設資源使用USB 外設：

• 端點0 IN/OUT：用于USB枚舉
• 端點1 IN：用于數據發送
• 端點1 OUT：用于數據接收

hid_iap設備實現1. 設備描述（hid_iap_desc.c/h）

• hid iap設備描述（g_usbd_descriptor）
• hid iap設備配置描述（g_usbd_configuration）HID interfaceHID Endpoint
• hid iap report描述（g_usbd_hid_report）
• Lang id（g_string_lang_id）
• 序列號（g_string_serial）
• 廠商產品ID（hid_iap_desc.h）
• 制造商、產品名、配置描述、接口描述（hid_iap_desc.h）

2. 數據處理（hid_iap_class.c/h）

• 端點初始化（class_init_handler）
• 端點清除（class_clear_handler）
• HID設備類請求（class_setup_handler）實現如下請求：SET_PROTOCOLGET_PROTOCOLSET_IDLEGET_IDLESET_REPORT代碼如下：
• hid iap發送數據
  
• hid iap接收數據
• 升級命令數據處理

3. hid iap升級協議表14.hid iap升級命令

0x5AA0進入IAP模式

作為一個特定的命令，當用戶APP收到這個命令之后將進入IAP模式。實現方式為收到這個命令之后擦除flag然后reset

上位機：[0x5A, 0xA0]

IAP設備響應：[0x5A, 0XA0, ACK/NACK]

0x5AA1開始下載

上位機：[0x5A,0xA1]

IAP設備響應：[0x5A,0xA1,ACK/NACK]

0x5AA2設置下載地址

設置下載地址需按照1KB對齊，每下載1Kbyte數據之后，都需要重新設置下載地址。

上位機(命令+地址)：[0x5A, 0xA2, 0x08, 0x00, 0x40, 0x00]

IAP設備響應：[0x5A,0xA2, ACK/NACK]

0x5AA3下載數據命令(1KB 對齊多個包發送)

下載數據命令采用命令+長度+數據的格式進行發送，每包最大數據量為60Byte（64–命令–長度），當發送數據達到1KB時，上位機需要等待設備的ACK響應。此時設備需將1KB的數據寫到FLASH。

上位機（命令(2Byte)+長度(2 Byte)+數據(n byte)）:[0x5A,0xA3,LEN1,LEN0,DATA0….DATAn]

收完1KB數據后IAP設備響應：[0x5A, 0XA3, ACK/NACK]

0x5AA4下載結束

上位機：[0x5A, 0xA4]

IAP設備響應：[0x5A, 0xA4, ACK/NACK]

0x5AA5固件CRC校驗

上位機傳輸固件起始地址和固件大小/1KB（固件大小按1KB對齊，不足補0xFF），由IAP計算CRC之后返回給上位機。

上位機：[0x5A,0xA5, 0x08, 0x00, 0x40, 0x00, LEN1, LEN0]

IAP設備響應: [0x5A, 0xA5, ACK/NACK, CRC3, CRC2, CRC1, CRC0]

0x5AA6跳轉命令

跳轉命令將跳轉到用戶代碼進行運行

上位機：[0x5A,0xA6, 0x08, 0x00, 0x40, 0x00]

IAP設備響應：[0x5A,0xA6,ACK/NACK]

0x5AA7獲取IAP設置的app地址

返回IAP設置的app地址

上位機：[0x5A, 0xA7]

IAP設備響應：[0x5A, 0xA7, ACK/NACK, 0x08, 0x00, 0x40, 0x00]

如何根據hid_iap例程進行開發本章將簡單描述如何修改hid_iap例程的代碼來進行開發，根據應用具體的需求來修改代碼。

• 根據功能需求修改設備描述信息（hid_iap_desc.c, hid_iap_desc.h）設備描述信息（g_usbd_descriptor）設備配置描述信息（g_usbd_configuration）其它描述
• 根據功能修改要使用端點（hid_iap_class.c, hid_iap_class.h）端點定義（hid_iap_class.h）端點初始化（class_init_handler，class_clear_handler）
• 修改使用的hid控制請求控制請求修改（class_setup_handler）控制請求設置處理（class_ept0_rx_handler）
• hid_iap發送接收數據處理修改IN數據處理（class_in_handler）OUT數據處理（class_out_handler）
• 根據需求修改端點FIFO大小分配（usb_conf.h）
• 修改hid_iap_user.h中的升級參數，包括APP起始地址等，IAP占用空間等，保證APP地址和IAP的地址不要重合。

關于雅特力雅特力科技于2016年成立，是一家致力于推動全球市場32位微控制器(MCU)創新趨勢的芯片設計公司，專注于ARM Cortex-M4/M0+的32位微控制器研發與創新，全系列采用55nm先進工藝及ARM Cortex-M4高效能或M0+低功耗內核，締造M4業界最高主頻288MHz運算效能，并支持工業級別芯片工作溫度范圍（-40°~105°）。雅特力目前已累積相當多元的終端產品成功案例：如微型打印機、掃地機、光流無人機、熱成像儀、激光雷達、工業縫紉機、伺服驅控、電競周邊市場、斷路器、ADAS、T-BOX、數字電源、電動工具等終端設備應用，廣泛地覆蓋5G、物聯網、消費、商務及工控等領域。