LPC1114/LPC11U14和LPC1343對(duì)比學(xué)習(xí)（八）USB

LPC1114沒有USB功能，所以這里只能針對(duì)LPC1343和LPC11U14進(jìn)行說明。對(duì)于這兩種有USB功能的芯片其還是區(qū) 別，LPC1343內(nèi)部集成了USB驅(qū)動(dòng)，而LPC11U14沒有此功能，所以LPC1343USB開發(fā)比較簡(jiǎn)單一點(diǎn)，價(jià)格也要貴一點(diǎn)。為了編寫出通用的 USB驅(qū)動(dòng)代碼，這里將先對(duì)LPC11U14 USB進(jìn)行學(xué)習(xí)，之后在移植到LPC1343。

鑒于USB開發(fā)難度，這里將不會(huì)從零開始開發(fā)USB驅(qū)動(dòng)，我們將對(duì)NXP設(shè)計(jì)的USB驅(qū)動(dòng)進(jìn)行學(xué)習(xí)，并改進(jìn)成一個(gè)自定義的HID，應(yīng)用在自己的項(xiàng)目中。

USB HID(NXP原廠代碼).rar

對(duì)于USB的硬件設(shè)計(jì)非常簡(jiǎn)單，具體設(shè)計(jì)如下圖所示：

1. 除了連接好USB的兩路差分信號(hào)線外，還必須連接好電源，對(duì)于P0_3是非常重要，不管是否使用USB電源供電，此管腳必須接高電平，否則無法設(shè)別USB設(shè)備。而且，如果要應(yīng)用USB ISP功能，此管腳也必須接高電平。

2. P0_6管腳為軟件連接端口，可以通過此管腳連接或斷開USB設(shè)備。

3. 全速和高速設(shè)備的上拉電阻接在D+端，而低速設(shè)備是接在D-端的。

4. USB設(shè)備取電：在設(shè)備沒有配置之前最多只能從Vbus上獲取100mA電流，電流的大小是由設(shè)備配置的，配置后最多可獲取500mA電流。

USB基礎(chǔ)知識(shí)：

1. 在USB1.0和USB1.1中只支持1.5M/s的低速模式和12M/s的全速模式，在USB2.0中又加入了480M/b的高速模式，而在USB3.0中速度到達(dá)5GB/s。

2. USB集成器只能擴(kuò)展USB接口，而能擴(kuò)展帶寬，一個(gè)主控制器的帶寬是固定的。

3. 在USB1.1中集成器最多4層，USB2.0中最多6層。

4. 低速和全速模式下采用電壓差分傳輸信號(hào)，在高速模式下，采用電流傳輸。

5. USB采用NRZI編碼方式，0數(shù)據(jù)電平翻轉(zhuǎn)，1數(shù)據(jù)電平不翻轉(zhuǎn)。

USB的描述符應(yīng)該是USB開發(fā)主重要的部分，如果能夠正確的配置好描述符，USB開發(fā)就完成了一半了。

描述符：

對(duì)于HID設(shè)備的描述除了5個(gè)USB的標(biāo)準(zhǔn)描述：設(shè)備描述符、配置描述符、接口描述符、端點(diǎn)描述符、字符串描述符。

HID設(shè)備還有3個(gè)特點(diǎn)描述符：HID描述符、報(bào)告描述符、實(shí)體描述符。

在5個(gè)標(biāo)準(zhǔn)描述符中與HID設(shè)備有關(guān)的部分有：

1. 設(shè)備描述符中bDeviceClass、bDeviceSubClass、bDeviceProtocol三個(gè)字段的值必須為零。

2. 接口描述符中bInterfaceClass的值必須為0x03，bInterfaceSubClass的值為1時(shí)表示Boot Device，即表示HID是一個(gè)啟動(dòng)設(shè)備。

面的描述符之間有一定的關(guān)系，一個(gè)設(shè)備只有一個(gè)設(shè)備描述符，而一個(gè)設(shè)備描述符可以包含多個(gè)配置描述符，而一個(gè)配置描述符可以包含多個(gè)接口描述符，一個(gè)接口使用了幾個(gè)端點(diǎn)，就有幾個(gè)端點(diǎn)描述符。這間描述符是用一定的字段構(gòu)成的，分別如下說明：

報(bào)表描述符

報(bào)表描述符定義了執(zhí)行設(shè)備功能的數(shù)據(jù)格式和使用方法。

報(bào)表描述符和USB的其他描述符是不一樣的，它不是一個(gè)簡(jiǎn)單的表格，報(bào)表描述符是USB所有描述符中最復(fù)雜的。報(bào)表描述符非常復(fù)雜而有彈性，因?yàn)樗枰幚砀鞣N用途的設(shè)備。報(bào)表的數(shù)據(jù)必須以簡(jiǎn)潔的格式來儲(chǔ)存，這樣才不會(huì)浪費(fèi)設(shè)備內(nèi)的儲(chǔ)存空間以及數(shù)據(jù)傳輸時(shí)的總線時(shí)間。

實(shí)際上可以這樣理解，報(bào)表內(nèi)容的簡(jiǎn)潔，是通過報(bào)表描述符全面的、復(fù)雜的數(shù)據(jù)描述實(shí)現(xiàn)的。

報(bào)表描述符必須先描述數(shù)據(jù)的大小與內(nèi)容。報(bào)表描述符的內(nèi)容與大小因設(shè)備的不同而不同，在進(jìn)行報(bào)表傳輸之前，主機(jī)必須先請(qǐng)求設(shè)備的報(bào)表描述符，只有得到了報(bào)表描述符才可正確解析報(bào)表的數(shù)據(jù)。

報(bào)表描述符是報(bào)表描述項(xiàng)目（Item）的集合，每一個(gè)描述項(xiàng)目都有相對(duì)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，項(xiàng)目很多，通過編碼實(shí)現(xiàn)。