本帖最后由 MindMotion 于 2023-8-31 10:59 编辑
1. TinyUSB基本介绍
TinyUSB是一个用于嵌入式系统的开源的跨平台USB协议栈，协议栈中包含了主机端及设备端的协议栈，由于不使用动态内存分配以及采用阻塞所有中断事件，在非ISR任务功能中处理中断事件的设计方式，所以此协议栈的内存安全性及线程安全性极高。
源码是托管在GitHub上面，地址是：https://github.com/hathach/tinyusb。
2. TinyUSB基本移植介绍
MM32已基于TinyUSB开发完成相应的参考例程，并可以给客户提供参考，本次我们介绍的移植将基于此基础上进行。将TinyUSB从GitHub上克隆到本地，可以得到如下内容：
图1 TinyUSB源码
移植TinyUSB到MM32F0160需要添加如下文件：
属于工程专用文件:
[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)][backcolor=rgba(29, 131, 255, 0.08)]usb_descriptors.c [color=rgba(0, 0, 0, 0.9)][backcolor=rgba(29, 131, 255, 0.08)]usb_dcd_port.c [color=rgba(0, 0, 0, 0.9)][backcolor=rgba(29, 131, 255, 0.08)]tusb_config.h [color=rgba(0, 0, 0, 0.9)][backcolor=rgba(29, 131, 255, 0.08)]usb_descriptors.h
属于库内文件:
[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)][backcolor=rgba(29, 131, 255, 0.08)]tusb.c [color=rgba(0, 0, 0, 0.9)][backcolor=rgba(29, 131, 255, 0.08)]usbd.c [color=rgba(0, 0, 0, 0.9)][backcolor=rgba(29, 131, 255, 0.08)]usbd_control.c [color=rgba(0, 0, 0, 0.9)][backcolor=rgba(29, 131, 255, 0.08)]*_device.c [color=rgba(0, 0, 0, 0.9)][backcolor=rgba(29, 131, 255, 0.08)]tusb_fifo.c
将src 整个文件夹copy替换到例程components目录下的src。
将tinyusb 目录下example下的对应文件，以device uac2_headset为例，将tinyusb\examples\device\uac2_headset\src 四个文件copy到例程user文件夹里面。
图2 源码的device文件
图3 用户工程文件
USB时钟频率是48MHz，HSE可以经过PLL倍频到48MHz或96MHz，然后经过分频到48MHz，注意需要使用外部晶振，如果使用内部时钟HSI，需要使能时钟回馈系统CRS功能。
在main.c 增加USB时钟配置函数void USB_DeviceClockInit(void)，同时将board_init();替换成usb时钟初始化函数，主频配置96MHz，USB选择PLL1输入二分频到USB。
有使用TU_LOG做串口输出，可以使能CFG_TUSB_DEBUG为需要的输出等级，同时将
[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)][backcolor=rgba(29, 131, 255, 0.08)]#define tu_printf printf
改到串口输出，Keil Options->Target 勾选Use MicroLIB，并实现重定向函数。
//------------- clock initial -------------//
void USB_DeviceClockInit(void) //HSE 96M
{
/* Select USBCLK source */
RCC->CFGR &= ~(1 << 19); //USB CLK SEL PLL1
RCC->CFGR &= ~(0x03 << 22);
RCC->CFGR |= 0x01 << 22;
RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBENR_USB, ENABLE);
}
//------------- MAIN -------------//
int main(void)
{
USB_DeviceClockInit(); //board_init();
CONSOLE_Init(460800); //enable printf debug
//init device stack on configured roothub port
tud_init(BOARD_TUD_RHPORT);
TU_LOG1("Headset running\r\n"); //CFG_TUSB_DEBUG for debugging #if CFG_TUSB_DEBUG
//0 : no debug
//1 : print error
//2 : print warning
//3 : print info
while (1)
{
tud_task(); //tinyusb device task
led_blinking_task();
audio_task();
}
}
添加tud_dcd_port.c 接口函数文件，Keil下Options C/C++勾选C99和GNU externsions（tud_dcd_port.c 文件可以参考现有例程或者联系灵动技术支持）。
图4 工程设置
移植修改其他设备基本流程和上述一致，将tinyusb 目录example\device\ 里面将想要修改的设备src文件夹里面四个文件copy到例程user文件夹里面替换。
3. 修改一个uac2_headset Device设备
在克隆下来的的文件夹examples\device里面找到需要修改的device设备，本次修改uac2_headset。将里面的文件都copy到工程USER目录里面，然后Keil工程按如下文件树添加对应文件。
图5 uac2_headset设备描述符文件
文件树：
[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)][backcolor=rgba(29, 131, 255, 0.08)]1.TinyUSB_UAC [color=rgba(0, 0, 0, 0.9)][backcolor=rgba(29, 131, 255, 0.08)]2. │ [color=rgba(0, 0, 0, 0.9)][backcolor=rgba(29, 131, 255, 0.08)]3. ├─USER [color=rgba(0, 0, 0, 0.9)][backcolor=rgba(29, 131, 255, 0.08)]4. │ main.c [color=rgba(0, 0, 0, 0.9)][backcolor=rgba(29, 131, 255, 0.08)]5. │ usb_descriptors.c [color=rgba(0, 0, 0, 0.9)][backcolor=rgba(29, 131, 255, 0.08)]6. │ usb_dcd_port.c [color=rgba(0, 0, 0, 0.9)][backcolor=rgba(29, 131, 255, 0.08)]7. │ [color=rgba(0, 0, 0, 0.9)][backcolor=rgba(29, 131, 255, 0.08)]8. └─TinyUSB [color=rgba(0, 0, 0, 0.9)][backcolor=rgba(29, 131, 255, 0.08)]9. tusb.c [color=rgba(0, 0, 0, 0.9)][backcolor=rgba(29, 131, 255, 0.08)]10. audio_device.c [color=rgba(0, 0, 0, 0.9)][backcolor=rgba(29, 131, 255, 0.08)]11. tud_fifo.c [color=rgba(0, 0, 0, 0.9)][backcolor=rgba(29, 131, 255, 0.08)]12. usbd.c [color=rgba(0, 0, 0, 0.9)][backcolor=rgba(29, 131, 255, 0.08)]13. usb_control.c
在tusb_config.h文件里面CLASS将对应的设备define改成1 ( #define CFG_TUD_AUDIO 1 ) ，使能AUDIO设备。
//------------- CLASS -------------//
#define CFG_TUD_CDC 0
#define CFG_TUD_MSC 0
#define CFG_TUD_HID 0
#define CFG_TUD_MIDI 0
#define CFG_TUD_AUDIO 1
#define CFG_TUD_VENDOR 0
按照前面的移植步骤，只需要修改main.c 里面的时钟初始化部分即可，其他的device设备修改流程一致。
4. 新增一个设备变成复合设备
USB设备主要四个描述符，分别是设备描述符(Device Descriptors)，配置描述符(Configuration Descriptor)，报告描述符(Configuration Descriptor)和字符描述符(String Descriptors)。
添加复合设备device文件，本例程在上述3（修改一个uac2_headset Device设备）例程的基础上增加一个HID设备变成复合设备，首先将工程目录下的components\tinyusb\src\class\hid\hid_device.c文件添加到工程。
图6 源码HID设备参考文件
图7 添加device文件
在tusb_config.h 文件里面 CLASS 使能HID宏，本例程是复合设备(Audio+HID)所以两个宏都为1。
//------------- CLASS -------------//
#define CFG_TUD_CDC 0
#define CFG_TUD_MSC 0
#define CFG_TUD_HID 1
#define CFG_TUD_MIDI 0
#define CFG_TUD_AUDIO 1
#define CFG_TUD_VENDOR 0
在usb_descriptors.c 文件里面添加HID的描述符，增加HID Report Descriptor相关函数。
//--------------------------------------------------------------------+
//HID Report Descriptor
//--------------------------------------------------------------------+
uint8_t const desc_hid_report[] =
{
TUD_HID_REPORT_DESC_GENERIC_INOUT(CFG_TUD_HID_EP_BUFSIZE)
};
//Invoked when received GET HID REPORT DESCRIPTOR
//Application return pointer to descriptor
//Descriptor contents must exist long enough for transfer to complete
uint8_t const *tud_hid_descriptor_report_cb(uint8_t itf)
{
(void)itf;
return (desc_hid_report);
}
在usb_descriptors.c 文件里面添加HID Descriptor length(注意：长度一定要和下面DESCRIPTOR对应，否则枚举会失败)。
#define CONFIG_TOTAL_LEN (TUD_CONFIG_DESC_LEN + CFG_TUD_AUDIO * TUD_AUDIO_HEADSET_STEREO_DESC_LEN + TUD_HID_INOUT_DESC_LEN)
在usb_descriptors.c 文件里面添加HID描述符文件，例程使用的是TUD_HID_INOUT_DESCRIPTOR，和上述CONFIG_TOTAL_LEN里面的TUD_HID_INOUT_DESC_LEN对应，然后配置HID IN OUT通讯选择哪个端点。
#define EPNUM_HID 0x03
uint8_t const desc_configuration[] =
{
//Interface count, string index, total length, attribute, power in mA
TUD_CONFIG_DESCRIPTOR(1, ITF_NUM_TOTAL, 0, CONFIG_TOTAL_LEN, TUSB_DESC_CONFIG_ATT_REMOTE_WAKEUP, 100),
//Interface number, string index, EP Out & EP In address, EP size
TUD_AUDIO_HEADSET_STEREO_DESCRIPTOR(2, EPNUM_AUDIO_OUT, EPNUM_AUDIO_IN | 0x80),
//Interface number, string index, protocol, report descriptor len, EP Out & In address, size & polling interval
TUD_HID_INOUT_DESCRIPTOR(ITF_NUM_HID, 6, HID_ITF_PROTOCOL_NONE, sizeof(desc_hid_report), EPNUM_HID, 0x80 | EPNUM_HID,CFG_TUD_HID_EP_BUFSIZE, 10),
};
在usb_descriptors.c 文件里面添加 HID string字符串。
//array of pointer to string descriptors
char const *string_desc_arr[] =
{
(const char[]){ 0x09, 0x04 }, //0: is supported language is English (0x0409)
"TinyUSB", //1: Manufacturer
"TinyUSB headset", //2: Product
"000001", //3: Serials, should use chip ID
"TinyUSB Speakers", //4: Audio Interface
"TinyUSB Microphone", //5: Audio Interface
"TinyUSB HID", //6: HID Interface
};
在usb_descriptors.h 文件里面ITF_NUM_TOTAL 增加一个 ITF_NUM_HID。
enum
{
ITF_NUM_AUDIO_CONTROL = 0,
ITF_NUM_AUDIO_STREAMING_SPK,
ITF_NUM_AUDIO_STREAMING_MIC,
ITF_NUM_HID,
ITF_NUM_TOTAL
};
在main.c 里面增加hid_task(); 然后将HID的其他处理函数添加到main.c。
/*------------- MAIN -------------*/
int main(void)
{
USB_DeviceClockInit();//board_init();
CONSOLE_Init(460800); //enable printf debug
// init device stack on configured roothub port
tud_init(BOARD_TUD_RHPORT);
TU_LOG1("UAC2 Headset & HID running\r\n"); /// CFG_TUSB_DEBUG for debugging #if CFG_TUSB_DEBUG
// 0 : no debug
// 1 : print error
// 2 : print warning
// 3 : print info
while (1)
{
tud_task(); // TinyUSB device task
audio_task();
hid_task();
}
return 0;
}
在hid_task()函数中添加需要处理的用户程序。
//--------------------------------------------------------------------+
// USB HID
//--------------------------------------------------------------------+
uint8_t hid_report_data[64];
static void send_hid_report(uint8_t report_id, uint32_t btn)
{
// skip if hid is not ready yet
if ( !tud_hid_ready() ) return;
switch(report_id)
{
case REPORT_ID_MOUSE:
{
int8_t const delta = 5;
// no button, right + down, no scroll, no pan
if(btn)
{
tud_hid_mouse_report(REPORT_ID_MOUSE, 0x00, delta, delta, 0, 0);
}
}
break;
default: break;
}
}
// Every 10ms, we will sent 1 report for each HID profile (keyboard, mouse etc ..)
// tud_hid_report_complete_cb() is used to send the next report after previous one is complete
void hid_task(void)
{
uint32_t const btn = 1u;
// Remote wakeup
if ( tud_suspended() && btn )
{
// Wake up host if we are in suspend mode
// and REMOTE_WAKEUP feature is enabled by host
tud_remote_wakeup();
}else
{
// Send the 1st of report chain, the rest will be sent by tud_hid_report_complete_cb()
send_hid_report(REPORT_ID_MOUSE, btn);
}
}
5. 功能验证测试
完成上述移植，解决基本的编译问题后烧录测试能枚举正常。
图8 枚举过程
图9 枚举成功
|
楼主
标题置顶
标题高亮
