初涉USB,初学者USB入门总结
USB(Universal Serial Bus)是一种广泛应用于现代电子设备的接口标准,允许设备与计算机进行数据交换。对于初学者来说,理解USB的基本概念、枚举过程和固件编程是至关重要的。 USB设备的接入流程通常分为以下几个步骤: 1. **设备插入**:当USB设备插入主机的端口时,主机通过检测D+和D-线上的电压差来识别新设备。如果检测到电压差异,主机会在100毫秒后向设备发送复位请求,设备接收到请求后会产生中断。 2. **枚举过程**:枚举是USB设备初始化的关键步骤,用于确定设备类型、功能和配置。主机首先使用Get_descriptor指令获取设备描述符,设备解析并返回包含其基本信息的描述符,如传输速率、电流需求、USB版本、PID和VID等。接着,主机为设备分配一个唯一的地址,并请求设备的配置信息。 3. **配置阶段**:主机根据设备返回的配置信息了解设备的工作模式和特性,包括最大传输长度、电源需求等。设备配置完成后,主机可以正常与设备通信。 4. **字符串描述符和报告描述符**:如果设备需要提供更详细的信息,如设备名称,会上传字符串描述符。对于特定类型的设备,如鼠标或键盘,还需上传报告描述符,定义设备如何与主机交换数据。 5. **正常数据阶段**:完成上述步骤后,设备已成功注册,可以通过驱动程序与主机进行数据交换。PID和VID就像是设备的“工号”,使得主机能识别并处理来自不同设备的数据。 在固件编程中,USB请求的处理是核心部分。开发者需要编写代码来响应主机的各种请求,如处理Get_descriptor和Get_configuration指令。调试过程中,可以通过串口跟踪USB中断,或者使用变量记录不同阶段的状态,以便分析设备行为。 USB入门需要理解设备插入后的枚举过程,掌握设备描述符、配置描述符和报告描述符的概念,以及如何编写固件来响应主机请求。随着对USB协议的深入理解,开发者可以创建自定义的USB设备,实现特定功能。通过逐步学习和实践,USB编程将不再那么棘手。
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