【GD32F427开发板试用】USB FS 键盘

发表于 2023-5-27 12:02

作者：Charles

一，试用介绍

GD32F427RK支持USBFS和USBHS。我试用的是USBFS功能，所以在此只关注FS相关特性。

GD32F427RK USBFS不仅提供了主机模式和设备模式，也提供了遵循HNP（主机协商协议）和SRP（会话请求协议）的OTG模式。 USBFS包含了一个内部的全速USB PHY，并且不再需要外部PHY芯片。 USBFS可提供USB2.0协议所定义的所有四种传输方式（控制传输、批量传输、中断传输和同步传输）。结构框图如下所示：

发表于 2023-5-27 12:03

二，试用过程

USB设备模式，相关寄存器操作流程如下：
全局寄存器初始化顺序：
1、根据应用的需求，如Tx FIFO的空阈值等，设置寄存器USBFS\_GAHBCS，此时， GINTEN位需要保持清零状态。
2、根据应用的需求，如操作模式（主机、设备或OTG）、某些OTG参数、 USB协议，设置寄存器USBFS\_GUSBCS。
3、根据应用的需求，设置寄存器USBFS\_GCCFG。
4、根据应用的需求，设置寄存器USBFS\\_GRFLEN、USBFS\\_HNPTFLEN\\_DIEP0TFLEN、USBFS\\_HPTFLEN，配置数据FIFO。
5、通过设置寄存器USBFS\\_GINTEN使能模式错误、挂起、 SOF、枚举完成和USB复位中断，置位USBFS\\_GAHBCS寄存器的GINTEN位使能全局中断。
6、根据应用的需求，如设备的地址和设备的速度等，设置寄存USBFS\_DCFG。
7、在设备连接上主机上后，主机在USB总线上执行端口复位，触发寄存器USBFS\_GINTF的RST中断。
8、等待寄存器USBFS\_GINTF的ENUMF中断。

发表于 2023-5-27 12:03

端点初始化和使能顺序：
1、根据预期的传输类型、包大小等信息，设置寄存器 USBFS\\_DIEPnCTL 或USBFS\\_DOEPxCTL。
2、设定寄存器 USBFS\\_DIEPINTEN 或 USBFS\\_DOEPINTEN，置位相应中断使能位。
3、设定寄存器USBFS\\_DIEPxLEN或USBFS\\_DOEPxLEN， PCNT表示一次传输中的包数，TLEN 表示一次传输中发送或接收的数据包的总字节数。
4、对于 IN 端点，如果 PCNT 等于 1，单数据包的大小等于 TLEN。如果 PCNT 大于 1，前PCNT-1 个包被认定为最大包长度的包，其大小是由寄存器 USBFS\_DIEPxCTL 的位 MPL所定义。最后一包的大小可通过 PCNT、 TLEN 和 MPL 计算得到。如果程序想要发出一个零长度的包，应该设定 TLEN 为 0， PCNT 位 1。
5、对于 OUT 端点，因为在 IN 事务结束之前，程序不知道实际接收的数据大小，程序可将TLEN 设定为 Rx FIFO 所支持的最大值。
6、置位 USBFS\\_DIEPxCTL 或 USBFS\\_DOEPxCTL 寄存器 EPEN 位使能端点。

发表于 2023-5-27 12:03

端点除能顺序：
当USBFS\\_DIEPnCTL或USBFS\\_DOEPnCTL寄存器的EPEN位被清除时，程序可以在任何时候除能端点。

发表于 2023-5-27 12:04

IN传输操作顺序：
1、初始化USBFS全局寄存器。
2、初始化和使能IN端点。
3、将数据包写入端点的Tx FIFO，每当包数据写入FIFO， USBFS减少USBFS\_DIEPxLEN寄存器的TLEN域的数值，其减少的数值等于已写的包数据大小。
4、当IN令牌接收后， USBFS发送数据包，在USB总线上的事务完成后， USBFS\_DIEPxLEN寄存器的PCNT值减1。如果事务成功完成（接收到ACK握手包）， ACK标志被触发，或者，其他状态标志表示事务的结果。
5、在一次传输的所有数据包都被成功发送， USBFS生成一个TF标志位表明传输成功结束，除能相应IN端点。

发表于 2023-5-27 12:04

OUT传输操作顺序：
1、初始化USBFS全局寄存器。
2、初始化和使能端点。
3、当OUT令牌接收后， USBFS接收包数据或基于Rx FIFO状态和寄存器配置回复NAK握手包。如果事务成功完成（USBFS接收并保存数据到Rx FIFO,发送ACK握手包），USBFS_DOEPxLEN寄存器的PCNT值减1。如果事务成功完成（接收到ACK握手包），ACK标志被触发，或者，其他状态标志表示事务的结果。
4、在一次传输的所有数据包都被成功接收， USBFS将TF状态条目压入Rx FIFO的最后的数据包的顶部，这样，软件在读取所有接收的包数据后，再读取TF状态条目。 USBFS生成TF标志来指示传输成功结束。 USBFS生成一个TF标志位表明传输成功结束，除能相应OUT端点。

发表于 2023-5-27 12:04

打开GD32F4xx_Firmware_Library_V3.0.2路径\Examples\USB\USB_Device\standard_hid_keyboard\EWARM的工程，将device改为gd32f427rk。然后代码如下：

USB相关初始化操作：

发表于 2023-5-27 12:05

hid——keyboard相关设置更改如下：

发表于 2023-5-27 12:05

hid——keyboard的检测按键发送的代码做如下修改：

发表于 2023-5-27 12:05

屏蔽掉427板子上没有的按键。

然后将代码编译烧录进开发板。

发表于 2023-5-27 12:05

三，试用展示

PC端将记事本打开，然后按K1按键，可以看到，记事本上面有输入b。（相当于键盘的b键）

发表于 2023-6-6 12:24

gd32usb是双向传输。双向传输数据量通常较小，主要用来进行查询、配置和给USB设备发送通用的命令。

发表于 2023-6-6 12:56

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发表于 2023-6-6 17:23

可以使用官方提供的USB库或第三方开源库进行开发

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