手把手帶您使用MCUXpresso Config Tools生成USB組合設(shè)備

引言

本文介紹了如何使用MCUXpresso Config Tools來快速生成一個可用的USB composite device的demo，以便節(jié)省時間直接進行USB應(yīng)用層的開發(fā)，而不必關(guān)注USB協(xié)議棧及底層的配置。

文詳細介紹了如何利用Config Tools生成USB Composite Device工程的全部步驟，并且還會介紹，如何將這些代碼porting到IAR等不同IDE中進行開發(fā)。

組合設(shè)備介紹

USB的composite類是指在一個USB設(shè)備中，實現(xiàn)多個不同功能的特殊USB類，如一個設(shè)備實現(xiàn)鼠標加鍵盤或者U盤加鍵盤的功能。

實際上，USB composite類幾乎可以將任意的USB功能進行組合，并且組合的數(shù)量也不局限于兩個，只要端點資源夠多，可以組合三個或多個功能于一個設(shè)備上。

在USB中，還存在有一種compound device的概念，它與composite device都可以譯作復合設(shè)備或組合設(shè)備，但是它們是兩個完全不同的概念。

USB compound device（USB復合設(shè)備）中內(nèi)嵌Hub和多個功能，每個功能都是獨立的USB設(shè)備，有獨立的VID與PID，從實現(xiàn)層面上講就是一個物理設(shè)備實現(xiàn)了一個Hub和多個物理設(shè)備。

USB composite device（USB組合設(shè)備）中只有一套VID與PID，通過不同的接口將這同一個設(shè)備定義為不同的功能的組合。而不同功能的實現(xiàn)依賴于不同的類接口的合并。

環(huán)境搭建

本文使用i.MX RT1060-EVK板作為演示對象，所使用的MCUXpresso IDE（以下簡稱MCUX）版本為v11.4.0，其中內(nèi)置了v10.0.0版本的Config Tools，使用內(nèi)置的Config Tools所生成的工程，可以直接在MCUXpresso IDE內(nèi)編譯下載，下一章將會介紹如何將生成的代碼集成到IAR中進行編譯下載運行。

在使用MCUXpresso生成工程時需要加載SDK到MCUXpresso環(huán)境中，本文使用的SDK版本為2.10.0。

以下例子是生成了一個包含CDC VCOM、MSC、HID Mouse三個類功能的組合設(shè)備。

配置工程

首先需要創(chuàng)建工程。

進入MCUXpresso IDE界面后，點擊New project進入創(chuàng)建工程界面，選擇evkmimxrt1060板，點擊next，進入config界面，點擊middleware選項卡，選中USB Device和USB PHY選項， USB Common Header會被自動勾選，最后點擊Finish完成工程創(chuàng)建。

具體步驟如下圖：

完成工程的創(chuàng)建后，選擇ConfigTools選項卡下的Peripherals，進入工程配置界面，在左側(cè)Components窗口下，點擊Middleware右側(cè)的加號，彈出選擇界面，在選擇界面中選中USB，點擊OK。操作步驟如下圖所示。

此時，我們已經(jīng)將USB中間件添加進入配置，剛添加進入后會發(fā)現(xiàn)右下角的Problems界面內(nèi)會報兩條錯誤，為了解決其中的時鐘錯誤，首先還是在ConfigTools選項卡內(nèi)，選擇Clocks，進入Clock配置界面，選擇Clock Outputs界面中的USBPHY1 PLLclock，然后在右側(cè)的Details界面內(nèi)Enable USBPHY1 clock output，具體步驟如下圖所示。

返回Peripherals界面，時鐘的錯誤已經(jīng)消除，下面開始添加USB的功能接口，在剛才添加的USB1的主界面內(nèi)根據(jù)自己的需求修改device的VID及PID。

點擊Supported interfaces選項旁邊的加號，添加一個interface，會生成一個interface0，默認新添加的interface的類都是DFU，在右側(cè)Class下拉菜單中選擇想要實現(xiàn)的組合設(shè)備中的第一個類。此處需要注意的是，CDC VCOM的實現(xiàn)需要用到兩個子類interface，分別是用于管理和控制的通信類接口CIC與用于傳輸數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)接口類DIC，在Config Tools中需要分別添加兩個interface組成來一個CDC VCOM的功能。

添加兩個interfaces，分別設(shè)置類為CIC VCOM及DIC VCOM。Config Tools添加interfaces時，是按照順序使用端點號及interface號，這里我們不修改任何參數(shù)，直接使用默認的數(shù)據(jù)，如果應(yīng)用層有特殊需要的，也可以修改端點的相關(guān)參數(shù)來滿足需求。

第一個CDC VCOM類的功能添加完成后，開始添加第二個MSC類的interface，仍然是點擊加號，修改Class為MSC，其余的配置都保持默認。

最后進行HID類的配置，仍然是點擊加號，添加新的interface，修改Class為HID，在右側(cè)的Present下拉框內(nèi)選擇Mouse，需要使用自定義HID報告的應(yīng)用可以選擇None，并且自己進行Endpoints和report的配置。

所有配置過程如下圖所示：

在所有類的interfaces添加完成后，點擊上方菜單中的UpdateCode，在彈出的對話框中，可以看到本次配置對哪些文件產(chǎn)生了影響，此處需要注意的是，需要前兩個board文件夾下的4個文件的默認勾選去除掉，然后點擊OK，完成代碼的生成。

具體步驟如下圖所示。

在生成完成代碼后，MCUX會自動跳轉(zhuǎn)回工程開發(fā)界面，打開source目錄下的與工程同名的.c文件，在頭文件處添加’ #include "usb_device_composite.h"’，并且將主循環(huán)里的內(nèi)容替換為USB_DeviceTasks();。

修改的步驟如下圖所示。

完成上述修改后即可編譯下載到RT1060-EVK板上進行測試。下載完成后按下EVK板的reset鍵，連接USB1口到PC的USB口，打開設(shè)備管理器可以看到生成了一個新的composite device，并且同時，還可以在各個設(shè)備類下面查找到實現(xiàn)的相應(yīng)的設(shè)備，并且這些設(shè)備的PIDVID相同，都是在配置界面內(nèi)所配置的PIDVID，如下圖所示。

移植到IAR環(huán)境

先要準備一個IAR的工程。

在SDK生成器中下載一個帶有完整的USB stack的SDK包，然后在同樣的頁面內(nèi)下載一個Standalone的示例工程，如下圖所示。

根據(jù)所要生成的Composite Device所含的類的種類，選擇SDK中的某單一類的工程，例如，本應(yīng)用筆記中的Composite Device包含了三個類，在生成單獨的工程時，選擇dev_hid_mouse_bm的工程。

接下來需要添加和刪除一些文件

上一節(jié)中生成的工程中，只包含了HID類的相關(guān)文件，所以我們需要朝工程內(nèi)添加兩部分的文件，以實現(xiàn)composite device的功能。

第一部分的文件是USB stack相關(guān)的文件，這也是為什么我們需要一個完整的SDK包的原因，從SDK包的middlewareusboutputsourcedeviceclass目錄中將MSC類及CDC類相關(guān)的文件添加到工程中。如下圖所示。

第二部分文件是由Config Tools生成的文件，這部分文件在MCUX的工程目錄下能夠找到，將Config Tools生成的文件復制到IAR工程目錄下，并且如下圖所示將它們添加進工程。

在完成文件的添加后還需要把原本source目錄下的文件從工程中去除，以免除本來工程里的文件與工具所生成的文件產(chǎn)生的沖突。由于使用的基工程是HID Mouse的demo工程，還需要將usb目錄下的dcd目錄下的文件從工程中去除，否則工程會報錯。

需要注意的是，在把所有的文件添加進工程以后，需要在配置里將保存相應(yīng)頭文件的目錄添加到include directories中。

完成上述工作后，即可編譯下載，運行效果與前一章的效果一致。

來源：恩智浦MCU加油站

審核編輯：湯梓紅