📄 usbdisk.c
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/* CH374芯片 应用层 V1.0 */
/* 大容量存储设备U盘读写操作应用,初始化和枚举当前连接的U盘,采用单缓冲区或者双缓冲区进行BulkOnly协议的数据传输 */
//#define DEBUG_NOW 1 // 从串口输出执行步骤的相关信息
//#define CH374_DOUBLE_BUF 1 // 对于低速单片机可以启用双缓冲区提高传输速度
//#define BIG_ENDIAN 1 // 对于大端数据格式的单片机请启用此定义,MCS51已经自动为大端
#include <stdio.h>
#include <string.h>
/* ********** 以下子程序请从CH374/EVT/EXAM目录复制同名文件,网上下载文件是CH374EVT.ZIP ********** */
#include "..\HAL.H" // 以MCS51为例，其它单片机需修改HAL*硬件抽象层的几个文件
#include "..\HAL_BASE.C" // 基本子程序及中断查询子程序
/* 硬件接口层,以下连接方式任选一种 */
#include "..\PARA_HW.C" /* 硬件标准8位并口 */
//#include "..\PARA_SW.C" /* 软件I/O模拟8位并口 */
//#include "..\SPI_HW.C" /* 硬件标准4线SPI串口 */
//#include "..\SPI_SW.C" /* 软件I/O模拟4线SPI串口 */
//#include "..\SPI3_SW.C" /* 软件I/O模拟3线SPI串口,SDO和SDI合用一个引脚 */
#define ERR_SUCCESS 0 /* 操作成功的返回状态 */
// 获取设备描述符
const UINT8C SetupGetDevDescr[] = { 0x80, 0x06, 0x00, 0x01, 0x00, 0x00, 0x12, 0x00 };
// 获取配置描述符
const UINT8C SetupGetCfgDescr[] = { 0x80, 0x06, 0x00, 0x02, 0x00, 0x00, 0x04, 0x00 };
// 设置USB地址
const UINT8C SetupSetUsbAddr[] = { 0x00, 0x05, 0x02, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00 };
// 设置USB配置
const UINT8C SetupSetUsbConfig[] = { 0x00, 0x09, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00 };
const UINT8C SetupClrEndpStall[] = { 0x02, 0x01, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00 };
const UINT8C BoResetUsbDisk[] = { 0x21, 0xFF, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00 };
UINT8 UsbDevEndpSize = DEFAULT_ENDP0_SIZE; /* USB设备的端点0的最大包尺寸 */
UINT8 FlagDeviceStatus; /* 当前USB设备状态，通常用于中断方式的全局变量，本程序中未使用 */
// CH374传输事务，输入目的端点地址/PID令牌/同步标志，返回同CH375，NAK不重试，超时/出错重试
UINT8 HostTransact374( UINT8 endp_addr, UINT8 pid, BOOL tog );
// CH374传输事务，输入目的端点地址/PID令牌/同步标志/以mS为单位的NAK重试总时间(0xFFFF无限重试)，返回同CH375，NAK重试，超时出错重试
UINT8 WaitHostTransact374( UINT8 endp_addr, UINT8 pid, BOOL tog, UINT16 timeout );
UINT8 HostCtrlTransfer374( PUINT8 ReqBuf, PUINT8 DatBuf, PUINT8 RetLen ); // 执行控制传输,ReqBuf指向8字节请求码,DatBuf为收发缓冲区
// 如果需要接收和发送数据，那么DatBuf需指向有效缓冲区用于存放后续数据，实际成功收发的总长度保存在ReqLen指向的字节变量中
// 查询当前是否存在USB设备
//BOOL Query374DeviceIn( void );
#define Query374DeviceIn( ) ( ( Read374Byte( REG_INTER_FLAG ) & BIT_IF_DEV_ATTACH ) ? TRUE : FALSE )
// 查询当前的USB设备是全速还是低速, 返回TRUE为全速
//BOOL Query374DevFullSpeed( void );
#define Query374DevFullSpeed( ) ( ( Read374Byte( REG_SYS_INFO ) & BIT_INFO_USB_DP ) ? TRUE : FALSE )
void HostDetectInterrupt( void ); // 处理USB设备插拔事件中断
void SetHostUsbAddr( UINT8 addr ); // 设置USB主机当前操作的USB设备地址
void HostSetBusFree( void ); // USB总线空闲
void HostSetBusReset( void ); // USB总线复位
void HostSetFullSpeed( void ); // 设定全速USB设备运行环境
void HostSetLowSpeed( void ); // 设定低速USB设备运行环境
void Init374Host( void ); // 初始化USB主机
UINT8 GetDeviceDescr( PUINT8 buf ); // 获取设备描述符
UINT8 GetConfigDescr( PUINT8 buf ); // 获取配置描述符
UINT8 SetUsbAddress( UINT8 addr ); // 设置USB设备地址
UINT8 SetUsbConfig( UINT8 cfg ); // 设置USB设备配置
// CH374传输事务，输入目的端点地址/PID令牌/同步标志，返回同CH375，NAK不重试，超时/出错重试
UINT8 HostTransact374( UINT8 endp_addr, UINT8 pid, BOOL tog )
{ // 本子程序着重于易理解,而在实际应用中,为了提供运行速度,应该对本子程序代码进行优化
UINT8 retry;
UINT8 s, r, u;
for ( retry = 0; retry < 3; retry ++ ) {
Write374Byte( REG_USB_H_PID, M_MK_HOST_PID_ENDP( pid, endp_addr ) ); // 指定令牌PID和目的端点号
// Write374Byte( REG_USB_H_CTRL, BIT_HOST_START | ( tog ? ( BIT_HOST_TRAN_TOG | BIT_HOST_RECV_TOG ) : 0x00 ) ); // 设置同步标志并启动传输
Write374Byte( REG_USB_H_CTRL, ( tog ? ( BIT_HOST_START | BIT_HOST_TRAN_TOG | BIT_HOST_RECV_TOG ) : BIT_HOST_START ) ); // 设置同步标志并启动传输
// Write374Byte( REG_INTER_FLAG, BIT_IF_USB_PAUSE ); // 取消暂停
s = Wait374Interrupt( );
if ( s == ERR_USB_UNKNOWN ) return( s ); // 中断超时,可能是硬件异常
s = Read374Byte( REG_INTER_FLAG ); // 获取中断状态
if ( s & BIT_IF_DEV_DETECT ) { // USB设备插拔事件
mDelayuS( 200 ); // 等待传输完成
Write374Byte( REG_INTER_FLAG, BIT_IF_USB_PAUSE | BIT_IF_DEV_DETECT | BIT_IF_TRANSFER ); // 清中断标志
if ( s & BIT_IF_DEV_ATTACH ) { // USB设备连接事件
#ifdef DEBUG_NOW
printf( "*In\n" );
#endif
u = Read374Byte( REG_USB_SETUP );
if ( s & BIT_IF_USB_DX_IN ) { // 速度匹配，不需要切换速度
if ( u & BIT_SETP_USB_SPEED ) return( USB_INT_CONNECT_LS ); // 低速USB设备
return( USB_INT_CONNECT ); // 全速USB设备
}
else { // 速度失配，需要切换速度
if ( u & BIT_SETP_USB_SPEED ) return( USB_INT_CONNECT ); // 全速USB设备
return( USB_INT_CONNECT_LS ); // 低速USB设备
}
}
else { // USB设备断开事件
#ifdef DEBUG_NOW
printf( "*Out\n" );
#endif
return( USB_INT_DISCONNECT );
}
}
else if ( s & BIT_IF_TRANSFER ) { // 传输完成
Write374Byte( REG_INTER_FLAG, BIT_IF_USB_PAUSE | BIT_IF_TRANSFER ); // 清中断标志
s = Read374Byte( REG_USB_STATUS ); // USB状态
r = s & BIT_STAT_DEV_RESP; // USB设备应答状态
switch ( pid ) {
case DEF_USB_PID_SETUP:
case DEF_USB_PID_OUT:
if ( r == DEF_USB_PID_ACK ) return( ERR_SUCCESS );
else if ( r == DEF_USB_PID_STALL || r == DEF_USB_PID_NAK ) return( r | 0x20 );
else if ( ! M_IS_HOST_TIMEOUT( s ) ) return( r | 0x20 ); // 不是超时/出错，意外应答
break;
case DEF_USB_PID_IN:
if ( M_IS_HOST_IN_DATA( s ) ) { // DEF_USB_PID_DATA0 or DEF_USB_PID_DATA1
if ( s & BIT_STAT_TOG_MATCH ) return( ERR_SUCCESS ); // 不同步则需丢弃后重试
}
else if ( r == DEF_USB_PID_STALL || r == DEF_USB_PID_NAK ) return( r | 0x20 );
else if ( ! M_IS_HOST_TIMEOUT( s ) ) return( r | 0x20 ); // 不是超时/出错，意外应答
break;
default:
return( ERR_USB_UNKNOWN ); // 不可能的情况
break;
}
}
else { // 其它中断,不应该发生的情况
mDelayuS( 200 ); // 等待传输完成
#ifdef DEBUG_NOW
printf( "*?Int\n" );
#endif
Write374Byte( REG_INTER_FLAG, BIT_IF_USB_PAUSE | BIT_IF_INTER_FLAG ); /* 清中断标志 */
if ( retry ) return( ERR_USB_UNKNOWN ); /* 不是第一次检测到则返回错误 */
}
}
return( 0x20 ); // 应答超时
}
// CH374传输事务，输入目的端点地址/PID令牌/同步标志/以mS为单位的NAK重试总时间(0xFFFF无限重试)，返回同CH375，NAK重试，超时出错重试
UINT8 WaitHostTransact374( UINT8 endp_addr, UINT8 pid, BOOL tog, UINT16 timeout )
{
UINT8 i, s;
while ( 1 ) {
for ( i = 0; i < 40; i ++ ) {
s = HostTransact374( endp_addr, pid, tog );
if ( s != ( DEF_USB_PID_NAK | 0x20 ) || timeout == 0 ) return( s );
mDelayuS( 20 );
}
if ( timeout < 0xFFFF ) timeout --;
}
}
UINT8 HostCtrlTransfer374( PUINT8 ReqBuf, PUINT8 DatBuf, PUINT8 RetLen ) // 执行控制传输,ReqBuf指向8字节请求码,DatBuf为收发缓冲区
// 如果需要接收和发送数据，那么DatBuf需指向有效缓冲区用于存放后续数据，实际成功收发的总长度保存在ReqLen指向的字节变量中
{
UINT8 s, len, count, total;
BOOL tog;
Write374Block( RAM_HOST_TRAN, 8, ReqBuf );
Write374Byte( REG_USB_LENGTH, 8 );
mDelayuS( 100 );
#ifdef DEBUG_NOW
printf( "*C:R\n" );
#endif
s = WaitHostTransact374( 0, DEF_USB_PID_SETUP, FALSE, 200 ); // SETUP阶段，200mS超时
if ( s == ERR_SUCCESS ) { // SETUP成功
tog = TRUE; // 默认DATA1,默认无数据故状态阶段为IN
total = *( ReqBuf + 6 );
if ( total && DatBuf ) { // 需要收发数据
len = total;
if ( *ReqBuf & 0x80 ) { // 收
while ( len ) {
mDelayuS( 100 );
#ifdef DEBUG_NOW
printf( "*C:I\n" );
#endif
s = WaitHostTransact374( 0, DEF_USB_PID_IN, tog, 200 ); // IN数据
if ( s != ERR_SUCCESS ) break;
count = Read374Byte( REG_USB_LENGTH );
Read374Block( RAM_HOST_RECV, count, DatBuf );
DatBuf += count;
if ( count <= len ) len -= count;
else len = 0;
if ( count & ( UsbDevEndpSize - 1 ) ) break; // 短包
tog = tog ? FALSE : TRUE;
}
tog = FALSE; // 状态阶段为OUT
}
else { // 发
while ( len ) {
mDelayuS( 100 );
#ifdef DEBUG_NOW
printf( "*C:O\n" );
#endif
count = len >= UsbDevEndpSize ? UsbDevEndpSize : len;
Write374Block( RAM_HOST_TRAN, count, DatBuf );
Write374Byte( REG_USB_LENGTH, count );
s = WaitHostTransact374( 0, DEF_USB_PID_OUT, tog, 200 ); // OUT数据
if ( s != ERR_SUCCESS ) break;
DatBuf += count;
len -= count;
tog = tog ? FALSE : TRUE;
}
tog = TRUE; // 状态阶段为IN
}
total -= len; // 减去剩余长度得实际传输长度
}
if ( s == ERR_SUCCESS ) { // 数据阶段成功
Write374Byte( REG_USB_LENGTH, 0 );
mDelayuS( 100 );
#ifdef DEBUG_NOW
printf( "*C:S\n" );
#endif
s = WaitHostTransact374( 0, ( tog ? DEF_USB_PID_IN : DEF_USB_PID_OUT ), TRUE, 200 ); // STATUS阶段
if ( tog && s == ERR_SUCCESS ) { // 检查IN状态返回数据长度
if ( Read374Byte( REG_USB_LENGTH ) ) s = USB_INT_BUF_OVER; // 状态阶段错误
}
}
}
if ( RetLen ) *RetLen = total; // 实际成功收发的总长度
return( s );
}
// 查询当前是否存在USB设备
//BOOL Query374DeviceIn( void )
//#define Query374DeviceIn( ) ( ( Read374Byte( REG_INTER_FLAG ) & BIT_IF_DEV_ATTACH ) ? TRUE : FALSE )
// 查询当前的USB设备是全速还是低速, 返回TRUE为全速
//BOOL Query374DevFullSpeed( void )
//#define Query374DevFullSpeed( ) ( ( Read374Byte( REG_SYS_INFO ) & BIT_INFO_USB_DP ) ? TRUE : FALSE )
void HostDetectInterrupt( void ) // 处理USB设备插拔事件中断
{
UINT8 s, u;
s = Read374Byte( REG_INTER_FLAG ); // 获取中断状态
if ( s & BIT_IF_DEV_DETECT ) { // USB设备插拔事件
Write374Byte( REG_INTER_FLAG, BIT_IF_USB_PAUSE | BIT_IF_DEV_DETECT ); // 清中断标志
if ( s & BIT_IF_DEV_ATTACH ) { // USB设备连接事件
u = Read374Byte( REG_USB_SETUP );
if ( s & BIT_IF_USB_DX_IN ) { // 速度匹配，不需要切换速度
if ( u & BIT_SETP_USB_SPEED ) FlagDeviceStatus = USB_INT_CONNECT_LS; // 低速USB设备
else FlagDeviceStatus = USB_INT_CONNECT; // 全速USB设备
}
else { // 速度失配，需要切换速度
if ( u & BIT_SETP_USB_SPEED ) FlagDeviceStatus = USB_INT_CONNECT; // 全速USB设备
else FlagDeviceStatus = USB_INT_CONNECT_LS; // 低速USB设备
}
}
else FlagDeviceStatus = USB_INT_DISCONNECT; // USB设备断开事件
}
else { // 意外的中断
Write374Byte( REG_INTER_FLAG, BIT_IF_USB_PAUSE | BIT_IF_TRANSFER | BIT_IF_USB_SUSPEND | BIT_IF_WAKE_UP ); // 清中断标志
}
}
void SetHostUsbAddr( UINT8 addr ) // 设置USB主机当前操作的USB设备地址
{
Write374Byte( REG_USB_ADDR, addr );
}
void HostSetBusFree( void ) // USB总线空闲
{
// Write374Byte( REG_USB_SETUP, M_SET_USB_BUS_FREE( Read374Byte( REG_USB_SETUP ) ) ); // USB总线空闲
Write374Byte( REG_USB_SETUP, BIT_SETP_HOST_MODE ); // USB总线复位
Write374Byte( REG_USB_SETUP, BIT_SETP_HOST_MODE | BIT_SETP_AUTO_SOF ); // USB总线复位,允许SOF
}
void HostSetBusReset( void ) // USB总线复位
{
UsbDevEndpSize = DEFAULT_ENDP0_SIZE; /* USB设备的端点0的最大包尺寸 */
SetHostUsbAddr( 0x00 );
Write374Byte( REG_USB_H_CTRL, 0x00 );
// Write374Byte( REG_USB_SETUP, M_SET_USB_BUS_RESET( Read374Byte( REG_USB_SETUP ) & ~ BIT_SETP_AUTO_SOF ) ); // USB总线复位
Write374Byte( REG_USB_SETUP, M_SET_USB_BUS_RESET( BIT_SETP_HOST_MODE ) ); // USB总线复位
mDelaymS( 20 ); // USB总线复位期间
// Write374Byte( REG_USB_SETUP, M_SET_USB_BUS_FREE( Read374Byte( REG_USB_SETUP ) ) ); // USB总线空闲
HostSetBusFree( ); // USB总线空闲
mDelaymS( 1 );
Write374Byte( REG_INTER_FLAG, BIT_IF_USB_PAUSE | BIT_IF_DEV_DETECT | BIT_IF_USB_SUSPEND ); // 清中断标志
}
void HostSetFullSpeed( void ) // 设定全速USB设备运行环境
{
Write374Byte( REG_USB_SETUP, Read374Byte( REG_USB_SETUP ) & ~ BIT_SETP_USB_SPEED | BIT_SETP_AUTO_SOF ); // 全速且发SOF
mDelaymS( 1 );
}
void HostSetLowSpeed( void ) // 设定低速USB设备运行环境
{
Write374Byte( REG_USB_SETUP, Read374Byte( REG_USB_SETUP ) | BIT_SETP_USB_SPEED | BIT_SETP_AUTO_SOF ); // 低速且发SOF
mDelaymS( 1 );
}
void Init374Host( void ) // 初始化USB主机
{
Write374Byte( REG_USB_SETUP, 0x00 );
SetHostUsbAddr( 0x00 );
Write374Byte( REG_USB_H_CTRL, 0x00 );
Write374Byte( REG_INTER_FLAG, BIT_IF_USB_PAUSE | BIT_IF_INTER_FLAG ); // 清所有中断标志
// Write374Byte( REG_INTER_EN, BIT_IE_TRANSFER ); // 允许传输完成中断,因为本程序使用查询方式检测USB设备插拔,所以无需USB设备检测中断
Write374Byte( REG_INTER_EN, BIT_IE_TRANSFER | BIT_IE_DEV_DETECT ); // 允许传输完成中断和USB设备检测中断
Write374Byte( REG_SYS_CTRL, BIT_CTRL_OE_POLAR ); // 对于CH374T或者UEN引脚悬空的CH374S必须置BIT_CTRL_OE_POLAR为1
HostSetBusFree( ); // USB总线空闲
}
UINT8 GetDeviceDescr( PUINT8 buf ) // 获取设备描述符
{
UINT8 s, len;
s = HostCtrlTransfer374( SetupGetDevDescr, buf, &len ); // 执行控制传输
if ( s == ERR_SUCCESS ) {
UsbDevEndpSize = ( (PUSB_DEV_DESCR)buf ) -> bMaxPacketSize0; // 端点0最大包长度,这是简化处理,正常应该先获取前8字节后立即更新UsbDevEndpSize再继续
if ( len < ( (PUSB_SETUP_REQ)SetupGetDevDescr ) -> wLengthL ) s = USB_INT_BUF_OVER; // 描述符长度错误
}
return( s );
}
UINT8 GetConfigDescr( PUINT8 buf ) // 获取配置描述符
{
UINT8 s, len;
UINT8 BufLogDescr[ sizeof( SetupGetCfgDescr ) ] ;
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