/script>一直想在論壇寫(xiě)個(gè)帖子，介紹Holtek USB MCU單片機(jī)的實(shí)際應(yīng)用。無(wú)奈時(shí)間緣故，
上班忙公司的事，下班忙著在各個(gè)論壇灌水。忽然想通了，何不把自己的摸索經(jīng)歷寫(xiě)
下來(lái)與大家分享。于人，幫助初學(xué)者，于我，知識(shí)的總結(jié)與提升。
我將在這個(gè)帖子里面把我用Holtek 82K系列MCU開(kāi)發(fā)USB Device的經(jīng)驗(yàn)跟大家
分享，包括固件（也叫做韌件、單片機(jī)軟件）、PC軟件。主要局限在Low Speed
和HID，這樣我們就不用開(kāi)發(fā)Driver了，而是直接是有能夠M$的HID Driver。至于
硬件，如果你跟我一樣懶，直接抄Datasheet好了，保證可以跑。
雖然說(shuō)包括Firmware和Software，但是以Firmware為主。因?yàn)镕irmware最能
體現(xiàn)USB spec的內(nèi)容，Driver也在很大程度上體現(xiàn)USB spec，但是不是這個(gè)帖子
討論的主題。
我首先做個(gè)假設(shè)，參與討論的朋友都可以：
1、熟練使用Holtek MCU的匯編指令集
2、熟練使用IDE3000來(lái)開(kāi)發(fā)單片機(jī)應(yīng)用
3、對(duì)USB有一定的了解，曾經(jīng)瀏覽過(guò)USB spec，哪個(gè)版本都算數(shù)
4、對(duì)C＋＋和Windows API有一定的了解（如果你不寫(xiě)Software就可不要求這個(gè)學(xué)分啦）
做USB Device，一定要對(duì)USB spec的chapter9熟悉�？纯疵质恰癈HAPTER 9 USB
DEVICE FRAMEWORK”就知道這章是我們寫(xiě)Firmware的參考重點(diǎn)了。這里我們先來(lái)
溫習(xí)一下Chapter9的內(nèi)容。
先來(lái)看看USB Device的state machine，這個(gè)狀態(tài)機(jī)使USB設(shè)備知道自己處于何種狀態(tài)。
我的USB spec是V1.1版本的，在176頁(yè)。USB Device所處的幾個(gè)狀態(tài)分別是：
attached（連接）、Powered（上電）、Default（缺省狀態(tài)）、Address（可尋址）、
configured（已配置），在外加一個(gè)suspend狀態(tài)。
Attached狀態(tài)，就是我們手工把Device和Host連接的過(guò)程，Plug而已，用Firmwre的角
度說(shuō)就是“不關(guān)我的事”。
Powered這個(gè)狀態(tài)的命名來(lái)自于總線(xiàn)供電的設(shè)備。但是也有設(shè)備是自供電的，這就設(shè)計(jì)一
些對(duì)我們討論Firmware關(guān)系不大的細(xì)節(jié)，我們先跳過(guò)不談（我是不是太懶惰了）。
Default缺省狀態(tài)，USB Device在加電后并不立刻對(duì)總線(xiàn)發(fā)出響應(yīng)，而是在USB的總線(xiàn)
Reset后才進(jìn)入Default狀態(tài)，可以在缺省地址相應(yīng)USB的token。至于Default狀態(tài)都會(huì)
發(fā)生什么USB request，我也說(shuō)不清楚，但是有一點(diǎn)是明確的，Set Address是這個(gè)階段
的很重要的任務(wù)。
Address狀態(tài)就是在Default狀態(tài)響應(yīng)Set Address后進(jìn)入的。按說(shuō)，現(xiàn)在就可以工作了吧，
為什么還要再安排個(gè)Configured狀態(tài)呢。這是因?yàn)閁SB的設(shè)計(jì)者想U(xiǎn)SB Device可以support
N個(gè)設(shè)置，到時(shí)候可以根據(jù)需要N選一（皇帝臨幸妃子不都如此嗎）。
Configured就是最終的工作狀態(tài)了（不要再想上面的話(huà)了�。�，這時(shí)候大量數(shù)據(jù)傳輸，所
有的USB Device都是在這個(gè)狀態(tài)工作的。
至于那個(gè)suspend狀態(tài)，把它當(dāng)成休假好了，省電了。
說(shuō)完了狀態(tài)機(jī)，就該說(shuō)枚舉過(guò)程了。Enumerate過(guò)程，我有個(gè)朋友一直翻譯為總線(xiàn)標(biāo)示過(guò)程，
如果你也如此，肯定是看那份翻譯的還算不錯(cuò)但是又很蹩腳的中文USB spec了。
我們先看看USB Device被Plug到Host的socket后發(fā)生了什么：
1、那個(gè)口對(duì)應(yīng)的HUB會(huì)報(bào)告主機(jī)，此時(shí)你只是見(jiàn)到了媒婆而已，相親還得等會(huì)
2、HUB這個(gè)媒婆就跟HOST竊竊私語(yǔ)，討論你長(zhǎng)得帥不帥之類(lèi)的，而且故意搞些delay保證
你不會(huì)立馬拍屁股走人。
3、HUB會(huì)Reset Device個(gè)10ms，然后Device總算到了Default狀態(tài)了，可以對(duì)0地址相應(yīng)了。
4、HOST跟Device見(jiàn)面后，通過(guò)一系列的USB request，吧Device從幾個(gè)狀態(tài)轉(zhuǎn)來(lái)轉(zhuǎn)去，最
終目標(biāo)是Configured。Default狀態(tài)就只能用0地址，configured之前只能用Default pipe，也
只能使用control傳輸。 打字有點(diǎn)累了，USB Requeset的回顧放到下次吧。
GET_STATUS－－－－－－問(wèn)你話(huà)呢，忙什么呢？HOST就是這樣去了解DEVICE的
CLEAR_FEATURE－－－－那個(gè)不用的功能暫時(shí)關(guān)閉吧。
SET_FEATURE－－－－－－打開(kāi)某個(gè)功能，現(xiàn)在需要。
SET_ADDRESS－－－－－－你轉(zhuǎn)正了，你的正式地址是N（1～127）
GET_DESCRIPTOR－－－－想知道你的自我描述，
SET_DESCRIPTOR－－－－試試能否改變你
GET_CONFIGURATION－－你用的是哪個(gè)配置啊
SET_CONFIGURATION－－你用我告訴你的這個(gè)配置，號(hào)碼
GET_INTERFACE－－－－－你用的是哪個(gè)接口啊
SET_INTERFACE－－－－－用這個(gè)配置吧
SYNCH_FRAME－－－－－－這個(gè)是同步傳輸用的 關(guān)于這幾個(gè)Request的細(xì)節(jié)，我們會(huì)在討論Firmware的時(shí)候，再細(xì)細(xì)敘來(lái)。
HOLTEK單片機(jī)的USB SIE承擔(dān)USB通訊的很多協(xié)議層及其以下層次()的細(xì)節(jié)，
也就是說(shuō)電氣和協(xié)議層等USB spec的內(nèi)容，只需粗略讀一下即可。
而Firmware處理的多是Device Frame(spec ch9)的內(nèi)容。 詳細(xì)如下(其實(shí)很費(fèi)話(huà)，因?yàn)閹缀跛械腢SB MCU都如此，或者很類(lèi)似) USB SIE處理下面的工作：
1、轉(zhuǎn)換接受到的編碼數(shù)據(jù)，編碼準(zhǔn)備在USB總線(xiàn)上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。
2、硬件CRC檢查和CRC產(chǎn)生。如果CRC錯(cuò)誤，硬件不會(huì)ACK給HOST，并且設(shè)置FLAG
3、硬件自動(dòng)更新、發(fā)送數(shù)據(jù)反轉(zhuǎn)位，(Data1/0)
4、自動(dòng)發(fā)送ACK或者NAK
5、SETUP/IN/OUT的Token自動(dòng)識(shí)別，并設(shè)置對(duì)應(yīng)的寄存器
6、把收到的數(shù)據(jù)保存到對(duì)應(yīng)的FIFO
7、位填充、去填充
8、地址檢查，只有與自己Address對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)才接受
9、端點(diǎn)檢查，根據(jù)HOST的要求，設(shè)置對(duì)應(yīng)的寄存器 Firmware需要做余下的工作：
1、通過(guò)響應(yīng)來(lái)自的HOST的USB Request完成枚舉
2、填充或者清空FIFO，完成數(shù)據(jù)的讀寫(xiě)
3、掛起/恢復(fù) USB Device 狀態(tài)，通過(guò)USB SIE控制器存取
4、完成Remote wake up，如果需要的話(huà)
5、透過(guò)USB中斷，依據(jù)各個(gè)Register的狀態(tài)，branch到各個(gè)不同的處理路徑 下面會(huì)介紹HOLTEK單片機(jī)的USB所對(duì)應(yīng)的寄存器
以HT82K96為例，介紹USB相關(guān)的Register
這些Register主要分布在BANK0和BANK1
BANK0: USC, USR, SCC
BANK1: AWR, STALL, PIPE, SIES, MISC, FIFO0~FIFO3 1、USC只有bit0－bit3是跟USB相關(guān)的。
SUSP和RESUME，是USB總線(xiàn)狀態(tài)表現(xiàn)的地方
RMWK，通知HOST進(jìn)行WakeUp的，相當(dāng)于Device這個(gè)秘書(shū)喚醒HOST
URST：USB Reset標(biāo)示 2、SCC中跟USB相關(guān)的只有2個(gè)bit
SYSCLK：說(shuō)明現(xiàn)在用的是6M還是12M，千萬(wàn)別添錯(cuò)，否則HOST不理你
USBCKEN：USB時(shí)鐘允許，正常用的時(shí)候一定置1，置0的相當(dāng)于USB關(guān)了，不給發(fā)薪怎么干活呢 3、USR跟USB相關(guān)的bit多了
EP0IF-EP3IF: Endpoint Interrupt flag，就是引起USB中斷的來(lái)頭，F(xiàn)irmware看這幾個(gè)bit，
用完了還要記得清除，去大號(hào)當(dāng)然要自己擦屁股了
SPS2：PS2使能，當(dāng)然置0了，對(duì)待敵人要象秋風(fēng)掃落葉一樣.....
SUSB: USB使能，當(dāng)然置1了，對(duì)待.....
ADREF: AD轉(zhuǎn)換用的，跟我們的話(huà)題無(wú)關(guān)，自己看去
FIFO-cntl: 專(zhuān)門(mén)跟仿真器用的，操作FIFO時(shí)候，0讀1寫(xiě)，我想燒OTP也不礙事吧，就一直用吧 下面是住在BANK1的寄存器介紹，寫(xiě)Firmware的時(shí)候記著用間接尋址來(lái)訪(fǎng)問(wèn)喔 1、AWR
USB地址(7個(gè)bit)＋Remote Wake使能(1個(gè)bit)，注意這7個(gè)bit的地址，是bit1－bit7，所以經(jīng)常要shift 1個(gè)bit 2、STALL
STALL，死到死到，確實(shí)是負(fù)責(zé)各個(gè)端點(diǎn)死活的，不過(guò)不是死了拉到，1就死0就活，每個(gè)ENDPOINT一個(gè)bit 3、FIFO0~FIFO3
各個(gè)PIPE的FIFO了，各管各家，各養(yǎng)各媽 4、PIPE
這里就告訴你剛才哪個(gè)王妃(PIPE)被國(guó)王(HOST)臨幸過(guò)，仍然是各管各家，每個(gè)PIPE一個(gè)bit 5、MISC
終于輪到這個(gè)最雜貨的Register了，這可以PIPE訪(fǎng)問(wèn)的法官啊，它仲裁SIE和Firmware誰(shuí)可以訪(fǎng)問(wèn)FIFO
因?yàn)镕irmware是通過(guò)FIFO跟USB SIE聯(lián)絡(luò)的，于是FIFO就是臨界區(qū)(不明白概念者，去看OS課本)
SELP0＋SELP1：兩個(gè)bit表示4個(gè)FIFO，別告訴我你想不通
TX：發(fā)送還是接受，也就是你要讀還是寫(xiě)FIFO，1表示其中哪個(gè)，1當(dāng)然表示發(fā)送了，人家名字叫TX啊
REQ和READY：分別用來(lái)提交申請(qǐng)和查看申請(qǐng)是否通過(guò)，大家最討厭的羅嗦估計(jì)也跟它倆有關(guān)，不過(guò)人家也盡責(zé)了
剩下的幾個(gè)bit估計(jì)比較獨(dú)立了
Cleare：不管FIFO有沒(méi)有READY，強(qiáng)制清除FIFO，說(shuō)好聽(tīng)的叫做進(jìn)入特別狀態(tài)，不好聽(tīng)就叫做獨(dú)裁
SCMD：告訴Firmware說(shuō)FIFO里面的數(shù)據(jù)是Setup，它怎么有先見(jiàn)之明呢，人家SIE不是看過(guò)Token了嗎
LEN0：告訴Firmware說(shuō)HOST送來(lái)個(gè)長(zhǎng)度為0的數(shù)據(jù)包，有這樣送禮的嗎？USB spec確實(shí)定義了這種流氓做法，這是后話(huà) 6、SIES
這個(gè)寄存器啊，新版的IC才有(詳見(jiàn)官方datasheet)
Adr_set：這個(gè)有用啊，增加它Firmware可簡(jiǎn)化了不少，這是后話(huà)。
F0_Err: FIFO0專(zhuān)用的Error寄存器，作用呢，您仔細(xì)瞅吧，一出錯(cuò)標(biāo)志而已，無(wú)非想證明FIFO0最重要
|
66821730(技術(shù)支持)
