一，概述

現(xiàn)在很多的主控上都帶有USB的功能，但是對于初學(xué)者來說，這方面應(yīng)用還是比較棘手，因為usb的不但固件程序需要編寫，PC端的驅(qū)動也要編寫，而且驅(qū)動寫好了還要寫個上位機才能看出效果。這樣調(diào)試起來十分困難，建議從USB的鍵盤，鼠標(biāo)開始做，了解清楚了，再做自己的協(xié)議就比較簡單了。

USB的概念歷史啥的這里就不說了。我們先不管具體的數(shù)據(jù)包格式，這一節(jié)先從整個包的層面上簡單的說，過程是這樣的，

---------------------------------------設(shè)備插入-------------------------------------------------------------

1） 主機會輪回查詢各個USB端口，主機檢測到D+與D-之間有電壓差，就認為有新的設(shè)置接入。主機等待100ms后發(fā)出復(fù)位請求。設(shè)備接到復(fù)位請求后將產(chǎn)生一個外部中斷信號。

---------------------------------------枚舉過程------------------------------------------------------------

2） 主機這時候只是知道有新的設(shè)備插入了，但是不知道插進來個什么東西，所以就開始詢問它是什么設(shè)備，怎么用，負荷能力怎么樣。這個時侯就進入了枚舉過程。因為剛剛插入的設(shè)備沒有分配地址，就用默認地址0，首先發(fā)送一個Get_deor（獲取設(shè)備描述符）指令包，設(shè)備接到包后就開始解析包（其實就是你在固件程序里判斷處理），然后按固定格式返回自己設(shè)備的設(shè)備描述符，這一步主要是主機知道你的USB設(shè)備的基礎(chǔ)屬性，比如支持的傳輸數(shù)據(jù)長度，電流負荷多少，支持那個USB版本，以及以后方便電腦找驅(qū)動的PID，VID。

3） 這時候主機知道你（你做的設(shè)備，簡稱你吧）的數(shù)據(jù)長度還有電流大小后，下一步就是給你分配一個屬于你的地址。

4） 給你一個地址后就開始詢問你的具體配置。首先發(fā)送一個試探性的設(shè)備配置請求Get_configuration（要求固定返回9個設(shè)備配置字），你接到后就開始發(fā)送9字節(jié)的設(shè)備配置字，其中包括你的配置字的總長度，這樣主機就知道你的配置到底有多長，然后再發(fā)一次設(shè)備配置請求，這時你就開始上傳所有的配置字。這個時侯主機就已經(jīng)很明白你的工作方式就各種特性，然后就可以正常工作了

5） 如果你在前面的某些配置（以后章節(jié)詳細說明）要求要說明自己的名字什么的，這里還要上傳字符串描述符。

6） 如果是鼠標(biāo)或者鍵盤還要上傳報告描述符

---------------------------------------正常數(shù)據(jù)階段------------------------------------------------------

7） 這個時侯你已經(jīng)被主機正式接受并且注冊了，你可以通過自己寫測驅(qū)動或通用驅(qū)動與電腦進行通訊了。

以上是簡單的描述，詳細的后面章節(jié)再做介紹，學(xué)習(xí)一個東西關(guān)鍵是首先要知道這個東西是什么，簡單的工作原理。對于USB的工作我這里做個比方，

主機好比一個公司，你就是USB設(shè)備，要進入公司首先要面試（枚舉），你到了面試現(xiàn)場（第一次插入設(shè)備），面試官首先了解到你的外表，性別已經(jīng)你要應(yīng)聘的崗位（設(shè)備描述符），然后給你一個號，以后就開始按號叫人，當(dāng)你被叫到就開始問你的專業(yè)知識，性格等（配置描述符），如果你比較合適（通過了枚舉）你就會錄取了，并且注冊一個你的信息到公司（驅(qū)動安裝，并且寫入注冊表）。等你下次來公司，只要把工號（PID，VID）報上，就知道是你來了

USB初學(xué)2——數(shù)據(jù)包格式

對于USB傳輸大體有個概念，下一步就來看看到底USB上傳的什么東西，以什么格式傳數(shù)據(jù)，先不涉及端點的概念。
各種總線的數(shù)據(jù)傳輸都是以固定的層次協(xié)議進行的，USB當(dāng)然也不例外。所謂的層次也只是個抽象的概念罷了，就是表達一種依附關(guān)系，上層要依賴與底層，上層以底層為基礎(chǔ)，上層只需要關(guān)心自己的東西就行了，如果你還不明白，那就繼續(xù)看，學(xué)習(xí)一個東西不可能一兩句話說的明白一個點，需要全面了解后才能清楚各個點。
要實現(xiàn)兩個機器（機器的范圍比較廣，可以是電腦，交換機，單片機）的通信總是要有一個載體才可以，對于機器當(dāng)然是電平高低為載體，具體的說機器甲要告訴機器乙一件事情（比如說一條指令），那么機器甲可以通過一根線（串行數(shù)據(jù)總線）連到機器乙的一個IO口上，甲發(fā)送一個個的高低電平，乙固定時間檢測自己的這個 IO口，然后逐個記錄下放到自己的緩沖里，這樣乙就收到甲送的數(shù)據(jù)了。上述就是一個簡單的數(shù)據(jù)鏈路層（計算機網(wǎng)絡(luò)里這么叫）的描述，這一層要保證的就是甲發(fā)的每一位數(shù)據(jù)，乙都可以正確及時的接受，并且對在傳輸過程中出錯的數(shù)據(jù)做出反應(yīng)。其實比數(shù)據(jù)連路更底層的還有物理層，這就是真正的物理介質(zhì)，對于機器就是電線了，數(shù)據(jù)就是電線上傳輸?shù)碾妷?USB是用的四線，兩個電源，兩個數(shù)據(jù)線。
這里也打個比方，比如人與人進行交流，我們當(dāng)然是通過說話了，物理層就是空氣和傳輸?shù)穆暡?#xff0c;數(shù)據(jù)鏈路層就是我們說的每一個字，物理層就是空氣，負責(zé)把我們說的話轉(zhuǎn)換成聲波傳給對方，數(shù)據(jù)鏈路層負責(zé)讓對方能正確的聽到每個字，如果聽的不清可以告訴對方重新說一遍。
經(jīng)過上述的兩個底層，就可以保證每一位數(shù)據(jù)可以正確的傳到對方那里去。下一步的工作當(dāng)然是解析數(shù)據(jù)代表了什么，一般來說，數(shù)據(jù)都是以一串?dāng)?shù)為單位，一般稱為一個包，機器間傳輸都是以一個包為單位傳出，就像人們說話都是以一句話為單位輸出一樣。每一個包包含有許多位數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)又分段表示不同的意義，如圖一，這是一個USB令牌階段的包，Sync是同步數(shù)據(jù)（相當(dāng)于說話時先打個招呼，告訴對方要跟他說話了），PID是包標(biāo)示（告訴對方這個包是干什么用的），ADDR是對方的地址（叫對方的名字），ENDP是用端點幾通訊（先不介紹這個），CRC5是校驗位（判斷這個包是否在傳輸中出錯），EOP是包結(jié)束。
|--------------------------------------------------------|
| Sync | PID | ADDR | ENDP | CRC5 | EOP |
|________________________________________________________|

圖一
USB 的數(shù)據(jù)包又分為三種，一個是令牌包，一個是數(shù)據(jù)包，另一個是握手包。每一次的USB通訊事務(wù)處理都是以令牌包開頭，告訴對方要跟誰說話，這句話是用來干嘛的。如果要求有數(shù)據(jù)傳輸，則下一步就是數(shù)據(jù)包，另外如果要求對方要有反饋，則會發(fā)出握手包。令牌包又簡單的包括OUT，IN，STEP三種類型，OUT是用于主機告訴設(shè)備主機要向USB設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)，IN是用于主機告訴設(shè)備要上傳數(shù)據(jù)，而STEUP是用于主機向USB設(shè)備發(fā)送配置信息，在枚舉過程中會用到。另外數(shù)據(jù)包和握手包的具體格式什么的，可以參照詳細的協(xié)議。
可以看到在所以的通訊過程中，主機都是發(fā)起者，不管是主機發(fā)送數(shù)據(jù)到USB設(shè)備還是USB設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)到主機，都必須收主機控制。圖二為一次事務(wù)的過程

令牌階段 ——》 數(shù)據(jù)階段 ——》 握手階段

圖二
這個過程可以這樣描述，甲和乙對話，甲是老板，乙是職員。第一節(jié)已經(jīng)講過了，乙面試就是枚舉，在這個過程中，甲多段的發(fā)送STEP令牌包給乙，乙收到后如果要反饋數(shù)據(jù)，就發(fā)數(shù)據(jù)包給甲，甲正確接收后，跟甲握握手，表示這次對話成功。
乙被正式錄取后，甲會分派任務(wù)（OUT），這時甲對乙說有任務(wù)給你（令牌階段），然后乙就開始聽，甲說你的任務(wù)就是記錄數(shù)據(jù)并且上報（這段話就是數(shù)據(jù)包），乙說好的（握手包）。
乙開始正式工作，并且記錄數(shù)據(jù)。過了一段時間，甲開始要求提交數(shù)據(jù)（IN），乙把數(shù)據(jù)報告給甲（數(shù)據(jù)階段），甲說好（握手成功）。這里乙不能主動的去向老板匯報，只能被動的干活。
上面已經(jīng)講USB主機和設(shè)備間數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程，都是我個人理解，有不正確和不到位的大家提出，方便初學(xué)者理解，謝謝··

USB初學(xué)3——USB通訊設(shè)備快速開發(fā)

一，設(shè)定規(guī)劃

凡事預(yù)則立，不預(yù)則費，所以開發(fā)一個小小的USB也要稍微規(guī)劃一下，比如想象要實現(xiàn)什么功能，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)協(xié)議什么的。

二，固件編程，

固件編程說白了就是寫單片機程序，要實現(xiàn)USB一般可以使用帶USB功能的單片機，再個就是加一個專用的USB芯片。這里以內(nèi)部集成USB功能單片機為例

固件的USB開發(fā)一般就是先使能USB，使能USB時鐘，使能各個USB控制中斷（掛起，復(fù)位，標(biāo)準請求，寫入，寫出等）然后USB就能正常工作了，這時候不如不寫別的東西，電腦就可以檢測出有USB設(shè)備插入了，具體的反應(yīng)是在設(shè)備管理器里會發(fā)現(xiàn)閃了一下說明發(fā)現(xiàn)了新的USB設(shè)備，接下來電腦會發(fā)送各種標(biāo)準請求，因為這個時候你的程序還沒寫完整，對這些請求不會有反應(yīng)，所以電腦不可能識別出是什么東西。

接下來的工作就是在中斷中響應(yīng)電腦傳來的各種標(biāo)準請求。當(dāng)必要的請求都被正確的響應(yīng)的話，這個時候如果電腦里有正確的驅(qū)動，電腦就會去加載這個驅(qū)動，如果是第一次插入這個設(shè)備，還要把驅(qū)動安裝一下，然后設(shè)備就進入正常工作了，電腦會顯示“這個USB已經(jīng)成功安裝并可以應(yīng)用了”。

這里捎帶著說一下端點（endpoint）的概念，一般一個USB設(shè)備都會有數(shù)個端點，端點就是一個數(shù)據(jù)緩沖控制區(qū)（FIFO），每個緩沖區(qū)相當(dāng)于有一個出口一個進口的池子，數(shù)據(jù)通過進口進入到池子，然后你再在固件里去用這些數(shù)據(jù)。固件往電腦寫數(shù)據(jù)，也是把數(shù)據(jù)先放到池子里，然后打開出口，就可以干自己的事情，不用一個個的把數(shù)據(jù)發(fā)出了，池子的出口自動把數(shù)據(jù)流出。

一般的端口0是用來做標(biāo)準請求響應(yīng)用的，也就是在枚舉階段用到。我一般把端口1定義為出（OUT），端口2定義為入（IN）（注意，這個OUT和IN是相對與電腦的，也就是說OUT是數(shù)據(jù)從電腦出去到設(shè)備，IN是設(shè)備的數(shù)據(jù)進入電腦）。這些定義也是在標(biāo)準請求中去告訴電腦的。

接下來就可以實現(xiàn)與電腦的通訊了，你把數(shù)據(jù)放到相應(yīng)的池子里就行了。下面就可以自己定義通訊的數(shù)據(jù)格式了。比如控制開發(fā)板上的8個LED的第一個燈亮，那么上位機發(fā)送數(shù)據(jù)0x55，0x01，0x80，0xaa。我們就可以規(guī)定第一個數(shù)據(jù)是啟示位，遇到這個表明開始一次控制指令，0x01表示這個是控制燈亮暗的指令，0x80表示LED的控制數(shù)據(jù)，最高位是1，表示第一個亮，其他位是0，表示都暗。最后一個數(shù)據(jù)是0xaa，表示這是結(jié)束。其實所謂的數(shù)據(jù)協(xié)議不過就是自己定義的一套讓通訊雙方都能正確理解對方的數(shù)據(jù)格式。電腦比較是電腦，什么都要規(guī)定好了，它才能正確的工作。

二驅(qū)動程序

對于快速開發(fā)用Driverstudio就可以了，我先裝了VC6.0，然后裝了DDK2600，最后裝了Driverstudio，網(wǎng)上有說這個順序不容易出問題，我也沒時間去試別的順序會出怎么樣的特效，姑且不管他是否在忽悠，先這樣按了沒壞處。

我一開始比較新潮的裝了DriverStudio3.2版本，然后按網(wǎng)上的方法破解了，生成了驅(qū)動是能打開設(shè)備，但是就是傳輸不了數(shù)據(jù)，搞了兩天還是不行，后來想到是不是3.2版本太新了？或者破解沒完整？然后卸載了3.2裝了3.1，果然可以了，真不知道是Compuware做了手腳故意玩我還是本人愚笨弄錯了哪里。

驅(qū)動生成的步驟可以在百度，Google里搜“10分鐘完成一個USB驅(qū)動程序”能出來一大堆，要是你嫌搜索麻煩就直接點這個算了http://www.4oa.com/Article/html/6/33/482/2005/17317.html按那個步驟操作就可以了，根據(jù)向?qū)Р僮魍炅艘院?#xff0c;VC就會出來一個驅(qū)動程序框架了，如果你在這個時候編譯一下就可你會碰到很多問題，我的操作是這樣的。首先把DDK的庫編譯一下，操作網(wǎng)上有，網(wǎng)上有云：

1.啟動Visual C++ 。

2.選擇菜單 File|Open Workspace。打開位于DriverStudio/DriverWorks/Source/vdwlibs.dsw的工作空間文件。

3.選擇菜單 Build|Batch Build,在彈出的對話框中選擇你想編譯的庫。

4.點擊Build編譯你選擇的庫。

然后在VC的Driverstudio的工具條點擊“change environment variables”，在第一個選型卡把DDK的路徑選上，我的是C:\WINDDK\2600。然后點OK，接下來點DriverStudio工具條的編譯，就可以了，如果你還是碰到問題，你可以把VC顯示的錯誤復(fù)制到百度。

usb設(shè)備描述符，usb請求，usb中斷在固件中的處理框架

如果你對usb描述符和usb標(biāo)準請求有一個大體認識，并仔細了解了你所用芯片對usb中斷處理方式，那下面的內(nèi)容或許對你會一些幫助。
對usb描述符中要說兩點，一.配置描述符，接口描述符，端點描述符三者是一起返回上位機的，接口描述符與端點描述符不能單獨被返回。

二.usb是小端模式，注意wLength,wIndex,wValue這些雙字節(jié)位域的賦值問題。

三.usb固件以usb中斷，usb請求和usb描述符為基本框架進行編程，usb中斷怎么處理各芯片會有差別,但大體都是產(chǎn)生usb中斷后，固件進一步判斷某一寄存器各個位來斷定當(dāng)前是usb何種中斷，假設(shè)當(dāng)前產(chǎn)生的是setup中斷（端點0），那接下來就進行setup中斷處理，在setup中斷處理中我們就要通過標(biāo)準請求來處理各種描述符。

void USB0_ISR(void) interrupt 8(這里的interrupt 8是C8051F340對中斷的處理方式)
{
讀相關(guān)寄存器來判斷具體是usb何種中斷
{
if 恢復(fù)中斷
{
調(diào)用恢復(fù)中斷處理函數(shù)
}
if 復(fù)位中斷
{
復(fù)位中斷處理
}
if setup中斷
{
Handle_Setup(); // setup中斷處理
}
掛起中斷，端點中斷（包括除端點0外不同端點的輸入/輸出中斷，視具體要求）

}
//setup中斷處理
void Handle_Setup(void)
{

1.從buffer中讀取上位機發(fā)來的setup包
2.讀取setup包各域進行分支處理(雖然過長的switch case不是好的編程思想，但是當(dāng)用單片機做開發(fā)時考慮到單片機有限的存儲空間，還是選switch case最合適)

switch(Setup.bRequest) //對標(biāo)準請求中bRequest域進行判斷處理
{
case GET_STATUS:
Get_Status();
break;
case CLEAR_FEATURE:
Clear_Feature();
break;
case SET_FEATURE:
Set_Feature();
break;
case SET_ADDRESS:
Set_Address(); //設(shè)置地址
break;
case GET_DEOR:
Get_Deor(); //獲取設(shè)備描述符,你把準備好的設(shè)備描述符寫到buffer里,等待上位機讀buffer
break;
case GET_CONFIGURATION:
Get_Configuration(); //獲取配置描述符
break;
case SET_CONFIGURATION:
Set_Configuration(); //設(shè)置配置描述符
break;
case GET_INTERFACE:
Get_Interface();
break;
case SET_INTERFACE:
Set_Interface();
break;
default:
Force_Stall();
break;
}
}

setup其它的域，wLength,wIndex,wValue在各描述符中處理。

各描述符的處理函數(shù)可放一單獨文件中統(tǒng)一管理。

接下來寫各除端點0的各端點的輸入/輸出中斷處理函數(shù)以及讀寫buffer函數(shù)

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的windows xp下 usb驱动编写的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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