CH32V203的USB1 HID库调试经验分享

只看该作者 · 2022-12-7 13:36

本帖最后由 lilijin1995 于 2022-12-9 16:39 编辑

背景：

今天要水的帖子是关于使用CH32V203替代旧STM32F103实现USB霍尔摇杆的项目。关于调试经验啥的，主要分享CH32V203的USB使用。这个项目最开始是使用迈来芯的方案，但是价格30RMB/PCS，也是芯片涨价时候涨上去的，后来替换了同厂不同方案，这个方案芯片对磁场灵敏度很高，高得离谱，迫不得已更换了磁铁，后来总算满足了，2021年时候发现了国产替代方案，矽睿科技的QMC磁力计方案，本来想推给老板更换的，然而老板觉得不成熟，时至今日，老板实在用不起国外的方案了，机会来了，我对WCH的CH32V RISC-V系列MCU比较熟悉，今天我们就开始国产化替代过程吧！

关于硬件
由于需要兼容STM32的USB，所以这里使用了PA11（DM）和PA12（DP），对应CH32V203的USB1，我看USB Device 的实现跟STM32 的HAL库居然有点一致了，之前一致是在中断回调函数中枚举的。其实我更喜欢第二种方式，可能效率会更高。不过USB2好像还是原来的方式。

软件设计

我是在懒得新建工程，移植USB Library了，干脆直接在官方工程上改，我用的是EXAM\USB\USBD\CompositeKM，USBD目录的工程用的USB1口对应PA11（DM）和PA12（DP），大家不要搞错了，我就搞错过，还寄了芯片给WCH的FAE调试，后来发现我自己用错IO了。

1.时钟初始化配置，
初始化需要配置RCC_USBCLKConfig，以及RCC_APB1PeriphClockCmd，而在例程中是使用Set_USBConfig调用实现的，如下代码：

复制

void Set_USBConfig( )

{

        RCC_USBCLKConfig(RCC_USBCLKSource_PLLCLK_Div3);

        RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USB, ENABLE);                          

}

大家都知道，USB 设备一般都是使用48MHz的时钟，而例程的PLLCLK是144Mhz,所以这里是3分频，另外需要使能一下APB1的外设时钟。

2.USB端点配置、描述符配置标准请求的实现等。

端点地址、大小，描述符，各类请求的实现是通过以下函数实现：

复制

void USB_Init(void)

{

  pInformation = &Device_Info;

  pInformation->ControlState = 2;

  pProperty = &Device_Property;

  pUser_Standard_Requests = &User_Standard_Requests;

  pProperty->Init();

}

如果你定位到pInformation，pProperty，以及pUser_Standard_Requests的定义，可以发现，
pInformation的定义其实是DEVICE_INFO这样子的，这其实是一些USB请求事务信息。

复制

typedef struct _DEVICE_INFO

{

  uint8_t USBbmRequestType;       /* bmRequestType */

  uint8_t USBbRequest;            /* bRequest */

  uint16_t_uint8_t USBwValues;         /* wValue */

  uint16_t_uint8_t USBwIndexs;         /* wIndex */

  uint16_t_uint8_t USBwLengths;        /* wLength */



  uint8_t ControlState;           /* of type CONTROL_STATE */

  uint8_t Current_Feature;

  uint8_t Current_Configuration;   /* Selected configuration */

  uint8_t Current_Interface;       /* Selected interface of current configuration */

  uint8_t Current_AlternateSetting;/* Selected Alternate Setting of current

                                     interface*/



  ENDPOINT_INFO Ctrl_Info;

}DEVICE_INFO;

而pProperty的定义更复杂以下，DEVICE_PROP定义如下，如果说DEVICE_INFO是数据结构的话，我觉得DEVICE_PROP更像是实现，因为里面都是一些函数指针，和一些必要的指针和变量，囊括了USB 设备的枚举过程：端点的配置，各种请求类，相关描述符的获取。

复制

typedef struct _DEVICE_PROP

{

  void (*Init)(void);        /* Initialize the device */

  void (*Reset)(void);       /* Reset routine of this device */

  void (*Process_Status_IN)(void);

  void (*Process_Status_OUT)(void);



  RESULT (*Class_Data_Setup)(uint8_t RequestNo);



  RESULT (*Class_NoData_Setup)(uint8_t RequestNo);



  RESULT  (*Class_Get_Interface_Setting)(uint8_t Interface, uint8_t AlternateSetting);



  uint8_t* (*GetDeviceDescriptor)(uint16_t Length);

  uint8_t* (*GetConfigDescriptor)(uint16_t Length);

  uint8_t* (*GetStringDescriptor)(uint16_t Length);



  void* RxEP_buffer;

   

  uint8_t MaxPacketSize;



}DEVICE_PROP;

在这里我们先来改描述符的获取吧，

复制

  uint8_t* (*GetDeviceDescriptor)(uint16_t Length);

  uint8_t* (*GetConfigDescriptor)(uint16_t Length);

  uint8_t* (*GetStringDescriptor)(uint16_t Length);

这三个指针函数是获取设备描述符，配置描述符集合，字符串描述符。

设备描述符：以下是我雷蛇鼠标的：

配置描述符集合包含了配置描述符，接口描述符，HID描述符（如果是HID），端点描述符：

上图只是接口0的，共有三个接口，其实都是同理可得。
HID每个接口几乎都有自己的报表描述符。

在代码中如何实现的呢？
Device_Property中的USBD_Data_Setup里面有个USBD_GetReportDescriptor请求，这是获取报表描述符的。

复制

uint8_t *USBD_GetReportDescriptor(uint16_t Length)

{

  uint8_t wIndex0 = pInformation->USBwIndexs.bw.bb0;

  if (wIndex0 > 2)

  {

    return NULL;

  }

  else

  {

    return Standard_GetDescriptorData(Length, &Report_Descriptor[wIndex0]);

  }

}

复制

ONE_DESCRIPTOR Report_Descriptor[3] =

{

        {(uint8_t*)USBD_JoystickRepDesc, USBD_SIZE_REPORT_DESC_JS},

        {(uint8_t*)USBD_MouseRepDesc, USBD_SIZE_REPORT_DESC_MS},

        {(uint8_t*)USBD_VendorRepDesc, USBD_SIZE_REPORT_DESC_VD},

};

如果设备描述符、配置描述符、接口描述符、HID描述符、端点描述符、报表描述符没有问题的话，是不是就一定可以枚举成功了呢，是不是就可以高枕无忧了呢，然而事实并非如此。还需要注意一下端点地址和大小的配置。
端点地址和缓存大小其实也是在Device_Property中的USBD_Reset复位中的，

复制

void USBD_Reset(void)

{

  pInformation->Current_Configuration = 0;

  pInformation->Current_Feature = USBD_ConfigDescriptor[7];

  pInformation->Current_Interface = 0;



  SetBTABLE(BTABLE_ADDRESS);



    SetEPType(ENDP0, EP_CONTROL);

    SetEPTxStatus(ENDP0, EP_TX_STALL);

    SetEPRxAddr(ENDP0, ENDP0_RXADDR);

    SetEPTxAddr(ENDP0, ENDP0_TXADDR);

    Clear_Status_Out(ENDP0);

    SetEPRxCount(ENDP0, Device_Property.MaxPacketSize);

    SetEPRxValid(ENDP0);

    _ClearDTOG_RX(ENDP0);

    _ClearDTOG_TX(ENDP0);



      SetEPType(ENDP1, EP_INTERRUPT);

      SetEPRxAddr(ENDP1, ENDP1_RXADDR);

      SetEPTxAddr(ENDP1, ENDP1_TXADDR);

      SetEPTxStatus(ENDP1, EP_TX_NAK);

      Clear_Status_Out(ENDP1);

      SetEPRxCount(ENDP1, Device_Property.MaxPacketSize);

      SetEPRxValid(ENDP1);

      _ClearDTOG_TX(ENDP1);

      _ClearDTOG_RX(ENDP1);



      SetEPType(ENDP2, EP_INTERRUPT);

      SetEPTxAddr(ENDP2, ENDP2_TXADDR);

      SetEPTxStatus(ENDP2, EP_TX_NAK);

      _ClearDTOG_TX(ENDP2);

      _ClearDTOG_RX(ENDP2);



      SetEPType(ENDP3, EP_INTERRUPT);

      SetEPTxAddr(ENDP3, ENDP3_TXADDR);

      SetEPTxStatus(ENDP3, EP_TX_NAK);

      _ClearDTOG_TX(ENDP3);

      _ClearDTOG_RX(ENDP3);





    SetDeviceAddress(0);



    bDeviceState = ATTACHED;

}

地址是偏移地址，需要根据端点描述符中的最大Size来配置并偏移。

如果你的设备成功枚举，这时候HID还不能动的，需要实现端点数据的上报，如下：

复制

uint8_t USBD_ENDPx_DataUp( uint8_t endp, uint8_t *pbuf, uint16_t len )

{

        if( endp == ENDP1 )

        {

                if (USBD_Endp1_Busy)

                {

                        return USB_ERROR;

                }

                USB_SIL_Write( EP1_IN, pbuf, len );

                USBD_Endp1_Busy = 1;

                SetEPTxStatus( ENDP1, EP_TX_VALID );

                

        }

    else if( endp == ENDP2 )

        {

                if (USBD_Endp2_Busy)

                {

                        return USB_ERROR;

                }

                USB_SIL_Write( EP2_IN, pbuf, len );

                USBD_Endp2_Busy = 1;

                SetEPTxStatus( ENDP2, EP_TX_VALID );

        }

    else if( endp == ENDP3 )

    {

        if (USBD_Endp3_Busy)

        {

            return USB_ERROR;

        }

        USB_SIL_Write( EP3_IN, pbuf, len );

        USBD_Endp3_Busy = 1;

        SetEPTxStatus( ENDP3, EP_TX_VALID );

    }

        else

        {

                return USB_ERROR;

        }

        return USB_SUCCESS;

}

依葫芦画瓢，根据端点不同改一下即可实现不同的端点数据上报。
最后，希望大家样机调试成功！！

只看该作者 · 2022-12-11 19:33

希望下次能中个开发板

只看该作者 · 2022-12-12 14:20

学习了，谢谢

CH32V203的USB1 HID库调试经验分享

打赏榜单