Implementacja klasy HID interfejsu USB w STM32(1).pdf

PODZESPOŁY

Wykorzystaj USB

Implementacja klasy HID

interfejsu USB w STM32

Zmierzch ery interfejsów RS232 i LPT jest faktem niezaprzeczalnym.

Interfejsy te, ze względu na prostotę obsługi programowej,

były bardzo chętnie wykorzystywane do komunikacji komputera

z najróżniejszymi urządzeniami elektronicznymi, zarówno tymi

budowanymi przez elektroników hobbystów, jak również przez

profesjonalistów. Ale ich czas się dokonał. W artykule prezentujemy

sposób implementacji interfejsu USB w mikrokontrolerze STM32

z wykorzystaniem klasy HID (Human Interface Device), dla której

większość systemów operacyjnych posiada wbudowane sterowniki.

z myślą o urządzeniach takich jak klawiatura

czy mysz. W artykule przedstawiony zostanie

przykład implementacji klasy HID interfejsu USB

w mikrokontrolerze STM32 z grupy Performance

Line (STM32F103) i wykorzystaniu jej do celów

innych niż wskazuje na to pierwotne przezna-

czenie klasy HID.

Oprogramowanie dla PC

Zastosowanie dowolnego interfejsu komu-

nikującego budowane urządzenie elektroniczne

z komputerem PC zawsze odbywa się na dwóch

płaszczyznach: implementacji komunikacji po

stronie mikrokontrolera oraz po stronie kom-

putera PC. W przypadku interfejsu USB opro-

gramowanie komunikacji dla komputera PC jest

stosunkowo trudne do wykonania i w większości

przypadków wymaga pisania własnych sterow-

ników sprzętu. Jednym z wyjątków od tej reguły

jest klasa HID ( Human Interface Device ). Jest ona

pierwszą z klas interfejsu USB i powstała z myślą

o urządzeniach służących do sterowania kom-

puterem przez człowieka, takich jak klawiatura,

Pojawienie się 10 lat temu interfejsu USB

doprowadziło do wyparcia archaicznych interfej-

sów RS232 i LPT. Proces wypierania ich w kom-

puterach stacjonarnych przebiegał stosunkowo

wolno, w przypadku komputerów przenośnych

nieco szybciej. O ile jeszcze dwa, trzy lata temu

problem z brakiem portów występował prak-

tycznie tylko w przypadku komputerów prze-

nośnych, tak teraz jest powszechny również

w przypadku komputerów stacjonarnych.

Sposoby radzenia sobie z tym problemem

bywają różne: od nie zawsze działających ada-

pterów USB/RS232 po karty PCI/ExpressCard,

umożliwiające współpracę z urządzeniami wy-

magającymi interfejsów RS232 lub LPT.

W przypadku nowych urządzeń można za-

stosować specjalizowane układy scalone służące

za konwertery pomiędzy łączem USB a np. por-

tem szeregowym. Można również zastosować

mikrokontroler zwbudowanym interfejsem

USB, co jest chyba najbardziej uzasadnionym

ekonomicznie rozwiązaniem.

Jedną z najprostszych do oprogramowania

klas interfejsu USB jest klasa HID, opracowana

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 3/2009

USB we własnym urządzeniu

myszka czy też joystick. Najważniejszą jej zaletą

jest fakt, iż sterowniki są zawarte standardowo

w większości współczesnych systemów opera-

cyjnych. Dzięki temu urządzenie jest gotowe do

pracy prawie natychmiast po podłączeniu.

Oczywiście bezpośrednio po podłączeniu

nowego urządzenia klasy HID sterowniki zosta-

ną zainstalowane automatycznie przez system

operacyjny. Jak łatwo można się domyślić z prze-

znaczenia klasy HID – prędkość transmisji nie jest

najwyższa. W przypadku interfejsu USB LowSpe-

ed (1,5 Mbit/s) maksymalna prędkość transmisji

danych wynosi 0,8 kB/s. W przypadku interfejsu

USB FullSpeed (12 Mbit/s) prędkość transmisji

danych może osiągnąć wartość do 64 kB/s.

Oprogramowanie dla komputera PC przed-

stawione w artykule zostało przygotowane dla

systemu Windows. Komunikacja zurządze-

niem klasy HID jest możliwa do zrealizowania

poprzez wykorzystanie standardowych funkcji

WinAPI służących do manipulacji plikami (File-

Create, FileRead, FileWrite itp.). Gdy istotny jest

jak najkrótszy czas realizacji aplikacji, to można

zastosować jedną z wielu gotowych bibliotek

przeznaczonych do obsługi urządzeń klasy HID,

które znacznie upraszczają proces pisania apli-

kacji dla PC. Jest to o tyle istotne, gdyż nie każdy

elektronik, wykorzystujący mikrokontrolery.

Wybór narzędzia programistycznego podyk-

towany był zakładaną prostotą pisania aplikacji.

Głównym założeniem było szybkie przygotowa-

nie aplikacji, najlepiej z wykorzystaniem graﬁcz-

nego. Jednymi z najbardziej znanych i lubianych

są narzędzia opracowane przez ﬁrmę Borland,

czyli Delphi i C++ Builder. Niestety ﬁrma Bor-

land nieco zmieniła branżę i przyszłość jej śro-

dowisk jest niepewna. Dlatego też zdecydowa-

łem się na wybór platformy .NET ﬁrmy Microsoft

oraz stosunkowo nowego języka programowa-

nia C#. Ciekawostką jest fakt, iż język C# został

opracowany przez byłego głównego architekta

środowiska Delphi Andersa Hejlsberga.

Podstawowym środowiskiem do tworzenia

aplikacji dla platformy .NET jest Visual Studio ﬁr-

my Microsoft. Jest to oprogramowanie komer-

cyjne, jednak dobrą tradycją ﬁrmy Microsoft jest

udostępnianie za darmo wersji Express Edition.

Z punktu widzenia osoby tworzącej proste pro-

gramy sterujące wykorzystywane prywatnie wer-

sja Express Edition w zasadzie nie posiada żad-

nych znaczących ograniczeń. Brakuje tu przede

wszystkim całej otoczki korporacyjnej, narzędzi

pracy zespołowej, zaawansowanych narzędzi do

obsługi baz danych itp. Jeżeli jednak ktoś z ja-

kichkolwiek przyczyn nie chce korzystać z środo-

wiska Visual Studio może wykorzystać dostępny

na zasadach Open Source edytor SharpDevelop.

Jest to IDE przeznaczone do pisania programów

dla platformy .NET. Oczywiście konieczne jest

posiadanie pakietu .NET SDK, który jest udostęp-

niany za darmo przez ﬁrmę Microsoft.

stosowane są do zestawów STM3210B-EVAL

i STM3210E-EVAL.

Przykładowa aplikacja w pierwotnej wersji

umożliwiała włączenie 4 diod LED, odczyt war-

tości napięcia podawanego z potencjometru

oraz stanu dwóch przycisków. Aplikacja została

rozszerzona o możliwość sterowania dodatko-

wymi czterema diodami LED (zestaw ZL27ARM

posiada ich osiem), oraz odczyt stanu dodatko-

wych dwóch przycisków.

Deskryptory

Najważniejszym plikiem jest usb_desc.c

zawierający deskryptory opisujące konﬁgurację

urządzenia USB. Pierwszym deskryptorem za-

wartym w pliku jest deskryptor urządzenia (De-

vice Descriptor).

Deskryptor urządzenia

Zawiera takie informacje, jak wersję stan-

dardu USB, numery identyﬁkujące producenta

(VendorID) oraz urządzenie (ProductID). Kod

deskryptora DeviceDescriptor przedstawiono na

list. 1

Najistotniejszymi informacjami są numery

idVendor oraz idProduct , które zostaną wy-

korzystane do połączenia się z urządzeniem USB

z poziomu aplikacji uruchomionej na kompu-

terze PC. Numerów tych w zasadzie nie należy

modyﬁkować, gdyż VendorID (VID) jest nada-

wany członkom organizacji USB-IF (www.usb.

org). Numer ProductID (PID) jest określany we

własnym zakresie przez posiadacza numeru VID.

Oczywiście do zastosowań prywatnych, czy też

testów, można przypisać dowolne numery VID

i PID, jednak absolutnie nie wolno tego robić

w przypadku urządzeń wprowadzanych na ry-

nek. W przypadku prezentowanej aplikacji po-

zostawiamy oryginalne numery VID i PID. W sys-

temie może pracować kilka urządzeń o identycz-

nych numerach VID i PID, więc naprawdę nie ma

potrzeby ich modyﬁkacji nawet, jeśli zamierza-

my zbudować kilka urządzeń pełniących różne

funkcje.

Oprogramowanie dla

mikrokontrolera

Mikrokontrolery STM32, podobnie jak i po-

zostałe produkty ﬁrmy STMicroelectronics, mają

mocne wsparcie producenta w postaci bibliotek

programistycznych oraz przykładowych aplika-

cji je wykorzystujących. Jedną z takich bibliotek

jest STM32F10xUSBLib przeznaczona do obsługi

interfejsu USB wraz z szeregiem przykładowych

implementacji poszczególnych urządzeń inter-

fejsu USB. Na potrzeby artykułu wykorzystano

odpowiednio zmodyﬁkowaną aplikację Cus-

tom_HID . Prezentuje ona zastosowanie klasy

HID do realizacji urządzenia nie będącego jej ty-

powym przedstawicielem, lecz wykorzystującym

ją do własnych, zdeﬁniowanych przez programi-

stę celów. Projekt dla środowiska Ride znajduje

się w katalogu o następującej ścieżce dostępu:

USBLib\demos\Custom_HID\project\RIDE . Plik

Custom_HID.rprj należy załadować do edytora

Ride.

Strukturę drzewa projektu aplikacji przed-

stawiono na rys. 1 . Projekt składa się z trzech

grup plików źródłowych. W grupie „Application

ﬁles” umieszczono pliki zawierające kod zasad-

niczej części programu oraz pliki biblioteki USB

charakteryzujące konkretne urządzenie. W gru-

pie USBLib znajdują się pozostałe pliki, których

zawartość nie zależy od implementowanego

urządzenia, ale zawiera funkcje podstawowej

konﬁguracji interfejsu USB. W grupie FWLib

znajdują się pliki biblioteki programistycznej

dla pozostałych układów peryferyjnych mikro-

kontrolera STM32 wykorzystywanych w apli-

kacji. Niektóre pliki z grupy „Application Files”,

zmodyﬁkowano w celu dostosowania aplikacji

do zestawu ZL27ARM ( www.kamami.pl ), gdyż

te dostarczone przez STMicroelectronics przy-

Rys. 1. Struktura drzewa projektu

aplikacji

Deskryptor raportów

Deskryptor raportów opisuje wszystkie

cechy raportów m.in. identyﬁkator, kierunek

transmisji raportu, rozmiar raportu, wartości

minimalne i maksymalne przyjmowane przez

raport i inne. Aplikacja demonstracyjna wyko-

rzystuje 13 raportów – po jednym dla każdego

transmitowanego stanu elementu (8 diod LED,

potencjometr i 4 przyciski). Ze względu na

dużą objętość deskryptora przedstawiono tyl-

ko wybrane jego fragmenty, charakteryzujące

każdy z wykorzystywanych typów raportów.

Deskryptor raportu stanu diody LED (iden-

tyﬁkator raportu: 1) przedstawiono na list. 2.

Składa się on z dziesięciu pól, na każde pole

przypadają dwa bajty: identyﬁkatora pola oraz

wartości. Najistotniejsze są pola REPORT_ID

oraz USAGE. Ich wartość odpowiada identyﬁ-

katorowi raportu. Deskryptor raportów zawie-

ra osiem takich struktur, które różnią się war-

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 3/2009

PODZESPOŁY

List. 1. Kod źródłowy deskryptora urządzenia

/* USB Standard Device Descriptor */

const u8 CustomHID_DeviceDescriptor[CUSTOMHID_SIZ_DEVICE_DESC] =

{

0x12, //bLength

USB_DEVICE_DESCRIPTOR_TYPE, //bDescriptorType

0x00, //bcdUSB

0x02,

0x00, //bDeviceClass

0x00, //bDeviceSubClass

0x00, //bDeviceProtocol

0x40, //bMaxPacketSize = 40

0x83, //VendorID = 0x0483

0x04,

0x50, //ProductID = 0x5750

0x57,

0x00, //bcdDevice rel. 2.00

0x02,

1, //Index of string descriptor describing manufacturer

2, //Index of string descriptor describing product

3, //Index of string descriptor describing the device serial number

0x01 //bNumConﬁgurations

}

; /* CustomHID_DeviceDescriptor */

Transfer stanu potencjometru P2

Odczyt wyniku pomiaru przetwornika ADC

zrealizowano za pomocą układu DMA. Po każ-

dym zakończonym pomiarze wynik transmi-

towany jest bez pośrednictwa CPU do pamięci

danych. Po zakończeniu przez układ DMA trans-

feru danych zgłaszane jest przerwanie. Kod pro-

cedury przerwania od kanału DMA przedstawio-

ny jest na list. 7.

W celu wyeliminowania cyklicznego trans-

feru przez łącze USB identycznych wyników

pomiarów sprawdzana jest różnica pomiarów:

aktualnego ipoprzedniego (po ogranicze-

niu rozdzielczości do 8 bitów). Jeżeli jest ona

większa od 4, to raport z wynikiem pomiaru

napięcia jest kopiowany do endpointu nadaw-

czego.

List. 2. Kod deskryptora raportu LED

/* Led 1 */

0x85, 0x01, //REPORT_ID (1)

0x09, 0x01, //USAGE (LED 1)

0x15, 0x00, //LOGICAL_MINIMUM (0)

0x25, 0x01, //LOGICAL_MAXIMUM (1)

0x75, 0x08, //REPORT_SIZE (8)

0x95, 0x01, //REPORT_COUNT (1)

0xB1, 0x82, //FEATURE (Data,Var,Abs,Vol)

0x85, 0x01, //REPORT_ID (1)

0x09, 0x01, //USAGE (LED 1)

0x91, 0x82, //OUTPUT (Data,Var,Abs,Vol)

Oprogramowanie dla komputera

Jak już wspomniano na wstępie, oprogra-

mowanie dla komputera PC napisano w języku

C# dla platformy .NET 2.0. Wykorzystano biblio-

tekę HIDLibrary, której autorem jest Michael P.

O’Brien (www.mike-obrien.net). Bibliotekę tę

napisano w języku Visual Basic.NET. Dostępna

jest w postaci źródłowej oraz pliku DLL na stro-

nie autora. Nie jest to oczywiście jedyna bibliote-

ka ułatwiająca korzystanie z klasy HID interfejsu

USB. Na stronie www.lvr.com/hid_page znajduje

się zbiór odnośników do projektów i bibliotek

oprogramowania dla klasy HID.

Czytelnik powinien posiadać zainstalowa-

ne środowisko Visual C# 2008 Express Edition,

komercyjną wersję środowiska Visual Studio

2008 lub program SharpDevelop wraz z .NET

2.0 Software Development Kit (SDK). Visual C#

2008 EE umożliwia tworzenie aplikacji wyłącz-

nie dla .NET Framework w wersji 3.5, natomiast

w chwili pisania artykułu środowisko SharpDe-

velop było dostępne tylko dla .NET Framework

w wersji 2.0. Nie ma to większego znaczenia,

gdyż żadna z technologii udostępnianych przez

.NET 3.5 nie będzie w projekcie wykorzystywa-

tościami REPORT_ID oraz USAGE. Deskryptor

raportu stanu potencjometru (raport o identy-

ﬁkatorze 9) przedstawiono na list. 3.

Podstawową różnicą w stosunku do po-

przedniego deskryptora jest wartość pola LO-

GICAL_MAXIMUM, które w przypadku raportu

stanu potencjometru przyjmuje wartość 255.

Należy zwrócić uwagę, że wartość tego pola

jest typu signed i musi być zapisana na 16 bi-

tach. W przeciwnym razie stała 0xFF potrakto-

wana zostałaby jako wartość –128 co byłoby

błędem. Deskryptor raportu stanu przycisku

przedstawiono na list. 4.

Raport ten składa się z dwóch części: zmien-

nej o rozmiarze jednego bitu, która odpowiada

stanowi przycisku oraz stałej o rozmiarze 7-bi-

tów.

cą instrukcji switch. Po modyﬁkacji odpowied-

niego wyjścia ustawiany jest odpowiedni status

endpointa odbiorczego informujący o przetwo-

rzeniu odebranych danych.

Transfer stanu przycisków

Stan przycisków zestawu ZL27ARM trans-

mitowany jest z mikrokontrolera do komputera

PC z wykorzystaniem endpointa nadawczego

i raportów o numerach 10-13. Przyciski SW0-

-SW3 są podłączone do wyprowadzeń PA0-PA3,

a więc do linii EXTI0-EXTI3. W ramach procedur

obsługi przerwań Exti0-Exti3 formowany jest

odpowiedni raport z danymi zależnymi od stanu

przycisku, który wywołał przerwanie. Kod pro-

cedury obsługi przerwania EXTI0 przedstawiono

na list. 6. Pozostałe trzy procedury różnią się tyl-

ko numerem linii przerwania oraz ID raportu.

Transfer stanu diod LED

Stan diod LED transmitowany jest z aplikacji

uruchomionej na komputerze do mikrokontro-

lera za pomocą ośmiu raportów o numerach ID

z zakresu 1-8. Po odebraniu przez mikrokontro-

ler raportu wywoływana jest procedura EP1_

OUT_Callback, w ramach której podejmowana

jest reakcja na nadesłane w raporcie dane. Pro-

cedura ta jest zdeﬁniowana w pliku usb_endp.c.

Kod procedury EP1_OUT_Callback przedstawio-

no na list. 5.

Na początku procedury danych z endpoin-

ta odbiorczego kopiowane są do tablicy Rece-

ive_Buffer, która reprezentuje odebrany raport.

Następnie sprawdzany jest stan elementu tablicy

o indeksie równym jeden, a więc stan diody LED.

W zależności od wartości tego elementu tablicy

odpowiednio modyﬁkowana jest zmienna Led_

State. Następnie w zależności od ID raportu stan

diody LED zostanie przypisany do odpowiadają-

cego jej wyjścia GPIO mikrokontrolera za pomo-

List. 3. Kod deskryptora raportu potencjometru

/* Potencjometr P1 */

0x85, 0x09, //REPORT_ID (9)

0x09, 0x09, //USAGE (P1)

0x15, 0x00, //LOGICAL_MINIMUM (0)

0x26, 0xff, 0x00, //LOGICAL_MAXIMUM (255)

0x75, 0x08, //REPORT_SIZE (8)

0x81, 0x82, //INPUT (Data,Var,Abs,Vol)

0x85, 0x09, //REPORT_ID (9)

0x09, 0x09, //USAGE (P1)

0xb1, 0x82, //FEATURE (Data,Var,Abs,Vol)

List. 4. Kod deskryptora przycisku

/* Przycisk SW0 */

0x85, 0x0A, //REPORT_ID (10)

0x09, 0x0A, //USAGE (SW0)

0x15, 0x00, //LOGICAL_MINIMUM (0)

0x25, 0x01, //LOGICAL_MAXIMUM (1)

0x75, 0x01, //REPORT_SIZE (1)

0x81, 0x82, //INPUT (Data,Var,Abs,Vol)

0x09, 0x0A, //USAGE (SW0)

0x75, 0x01, //REPORT_SIZE (1

0xb1, 0x82, //FEATURE (Data,Var,Abs,Vol)

0x75, 0x07, //REPORT_SIZE (7)

0x81, 0x83, //INPUT (Cnst,Var,Abs,Vol)

0x85, 0x0A, //REPORT_ID (10)

0x75, 0x07, //REPORT_SIZE (7)

0xb1, 0x83, //FEATURE (Cnst,Var,Abs,Vol)

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 3/2009

USB we własnym urządzeniu

List. 5. Kod procedury EP1_OUT_Callback

void EP1_OUT_Callback(void)

{

BitAction Led_State;

PMAToUserBufferCopy(Receive_Buffer, ENDP1_RXADDR, 2);

if (Receive_Buffer[1] == 0)

{

Led_State = Bit_RESET;

}

else

{

Led_State = Bit_SET;

}

switch (Receive_Buffer[0]) // jakie ID raportu ?

{

case 1: /* Led 1 */

GPIO_WriteBit(GPIOB, GPIO_Pin_8, Led_State);

break;

case 2: /* Led 2 */

GPIO_WriteBit(GPIOB, GPIO_Pin_9, Led_State);

break;

case 3: /* Led 3 */

GPIO_WriteBit(GPIOB, GPIO_Pin_10, Led_State);

break;

case 4: /* Led 4 */

GPIO_WriteBit(GPIOB, GPIO_Pin_11, Led_State);

break;

case 5: /* Led 5 */

GPIO_WriteBit(GPIOB, GPIO_Pin_12, Led_State);

break;

case 6: /* Led 6 */

GPIO_WriteBit(GPIOB, GPIO_Pin_13, Led_State);

break;

case 7: /* Led 7 */

GPIO_WriteBit(GPIOB, GPIO_Pin_14, Led_State);

break;

case 8: /* Led 8 */

GPIO_WriteBit(GPIOB, GPIO_Pin_15, Led_State);

break;

default:

GPIO_Write(GPIOB, ~(GPIO_Pin_8|GPIO_Pin_9|GPIO_Pin_10|GPIO_Pin_11|GPIO_

Pin_12|GPIO_Pin_13|GPIO_Pin_14|GPIO_Pin_15));

break;

}

SetEPRxStatus(ENDP1, EP_RX_VALID);

}

problemy to w katalogu References drzewa pro-

jektu powinna się pojawić pozycja HIDLibrary.

Okno aplikacji

Wygląd projektu okna aplikacji demonstra-

cyjnej przedstawiony jest na rys. 2 . Lista rozwi-

jalna comboBox1 służy do wyboru urządzenia

klasy HID, z którym będzie komunikować się

aplikacja. Po wybraniu urządzenia z listy, w celu

połączenia się z wybranym urządzeniem, należy

kliknąć przycisk Połącz . Okienka checkBox1…8

(grupa Diody LED ) służą do ustawiania stanu

diod LED zestawu ZL27ARM. Komponenty pane-

l1…4 (grupa Przyciski ) służą do wizualizacji sta-

nu przycisków zestawu ZL27ARM. Kolor zielony

symbolizuje przycisk zwolniony, natomiast czer-

wony przycisk naciśnięty. Komponent progress-

Bar1 (grupa Potencjometr ) służy do wizualizacji

wartości podawanej na wejście przetwornika

analogowo-cyfrowego z potencjometru P1 ze-

stawu ZL27ARM.

Wykorzystywane zmienne

Aplikacja tworzy dwa wątki: do zapisu oraz

do odczytu danych z urządzenia HID. Wątek

zapisu raportów wyjściowych jest reprezento-

wany przez zmienną WriteThread , natomiast

wątek odczytu raportów wejściowych przez

zmienną ReadThread . Stan wszystkich wyko-

rzystywanych elementów zestawu ZL27ARM

przechowywany jest w zmiennych globalnych

LED , Buttons oraz AnalogValue . Zmienne

te wykorzystywane są do przekazywania da-

nych o stanie poszczególnych elementów po-

między wątkami służącymi do zapisu i odczytu

raportów a pozostałą częścią aplikacji. Tablica

HID przechowuje wynik enumeracji wszystkich

urządzeń HID zainstalowanych w systemie.

Wynik ten może obejmować wszystkie urzą-

dzenia klasy HID lub też urządzenia o poda-

nych identyﬁkatorach VID oraz PID. Zmienna

MyHID reprezentuje urządzenie, zktórym

aplikacja będzie wymieniać dane. Deklaracje

wszystkich zmiennych globalnych przedsta-

wiono na list. 8 .

List. 6. Kod procedury obsługi przerwania

void EXTI0_IRQHandler(void)

{

if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line0) != RESET)

{

Send_Buffer[0] = 0xA; // ID raportu

if (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_0) == Bit_RESET)

{

Send_Buffer[1] = 0x01; // przycisk naciśnięty

}

else

{

Send_Buffer[1] = 0x00; // przycisk zwolniony

}

// skopiowanie raportu do endpointa

UserToPMABufferCopy(Send_Buffer, ENDP1_TXADDR, 2);

SetEPTxCount(ENDP1, 2); // Rozmiar danych w endpoincie

SetEPTxValid(ENDP1); // Dane w endpoincie kompletne

EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line0);

}

na, więc przedstawiona aplikacja powinna po-

siadać identyczną funkcjonalność, niezależnie

od wersji frameworka .NET.

czynnością należy wykonać jest dodanie refe-

rencji do biblioteki HIDLibrary.dll. W tym celu

należy prawym przyciskiem myszy kliknąć na

folder References drzewa projektu a następnie

z menu kontekstowego wybrać opcję Add Re-

ference . Ukaże się okno Add Reference . Należy

wybrać zakładkę Browse i wskazać plik bibliote-

ki HIDLibrary.dll . Jeśli nie wystąpiły żadne

Enumeracja urządzeń HID

Proces enumeracji urządzeń dokonywany

jest na etapie ładowania formularza aplikacji

(zdarzenie FormLoad() ). Fragment kodu od-

powiedzialny za enumerację urządzeń przedsta-

wiono na list. 9 .

Zakres poszukiwań urządzeń HID został

ograniczony do urządzeń o podanych identyﬁ-

Tworzenie aplikacji

wykorzystującej bibliotekę

HIDLibrary.dll

Proces tworzenia aplikacji przedstawiono

na przykładzie środowiska VisualC# 2008 EE. Po

uruchomieniu środowiska programistycznego

należy utworzyć nowy projekt typu Windows

Forms Application. Główną część okna zajmie

Form Designer, służący do projektowania wy-

glądu okna aplikacji. Po lewej stronie okna jest

ukryty Toolbox zawierający komponenty gra-

ﬁczne. Ukaże się on po najechaniu kursorem na

pole z napisem Toolbox. Po prawej stronie okna

znajduje się Solution Explorer, który przedstawia

strukturę plików i folderów projektu. Pierwszą

List. 7. Kod procedury obsługi przerwania od DMA

void DMA1_Channel1_IRQHandler(void)

{

Send_Buffer[0] = 0x09;

if((ADC_ConvertedValueX >> 4) - (ADC_ConvertedValueX_1 >> 4) > 4)

{

Send_Buffer[1] = (u8)(ADC_ConvertedValueX >> 4);

UserToPMABufferCopy(Send_Buffer, ENDP1_TXADDR, 2);

SetEPTxCount(ENDP1, 2);

SetEPTxValid(ENDP1);

ADC_ConvertedValueX_1 = ADC_ConvertedValueX;

}

DMA_ClearFlag(DMA1_FLAG_TC1);

}

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 3/2009

PODZESPOŁY

List. 8. Deklaracje zmiennych globalnych

// Wątki odczytu i zapisu do urządzenia HID

Thread WriteThread, ReadThread;

// tablica urządzeń klasy HID

HIDLibrary.HidDevice[] HID;

// urządzenie klasy HID

HIDLibrary.HidDevice MyHID;

// zmienna przechowująca stan potencjometru

byte AnalogValue;

// tablica przechowująca stan przycisków

byte[] Buttons = new byte[4];

// tablica przechowująca stan diod LED

byte[][] LED = {

new byte[1] { 0 },

};

// tablica przechowująca informacje o konieczności zapisu do urządzenia HID

byte[] pUpdate = new byte[8] { 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1 };

nej MyUSB . Następnie w zależności od wartości

właściwości ReportID dane z raportu przypisy-

wane są albo do zmiennej AnalogValue , albo

do jednej z czterech pozycji tablicy Buttons .

Kod wątku realizującego odczyt raportów wej-

ściowych przedstawiono na list. 11 .

Zapis raportów wyjściowych

Działanie wątku rozpoczyna się od utworze-

nia zmiennej OutputReport , która reprezentu-

je zapisywany do urządzenia raport. Następnie

w pętli nieskończonej wykonywana jest zasa-

dnicza część kodu odpowiedzialna za transfer

do urządzenia HID raportów z danymi. W celu

wyeliminowania niepotrzebnych transferów

danych sprawdzany jest stan każdej pozycji

katorach VID i PID, które są właściwe dla apli-

kacji demonstracyjnej zestawu ZL27ARM. Po

dokonaniu enumeracji następuje sprawdzenie,

czy w tablicy HID znajdują się jakieś dane, to

znaczy czy znaleziono przynajmniej jedno urzą-

dzenie klasy HID. Jeśli warunek sprawdzenia jest

spełniony, to następuje wypełnienie kontrolki

comboBox1 pozycjami reprezentującymi każde

odnalezione urządzenie. W przeciwnym razie

wyświetlany jest komunikat informujący, że nie

znaleziono żadnego urządzenia HID.

Podłączenie do urządzenia HID

Podłączenie do urządzenia HID dokonywane

jest w ramach obsługi zdarzenia OnClick przy-

cisku button1 . Kod handlera tego zdarzenia

przedstawiono na list. 10 .

Na początku sprawdzana jest właściwość

SelectedIndex komponentu comboBox1 ,

mówiąca o tym, która pozycja listy została wy-

brana. Jeśli właściwość ta ma wartość większą

od -1 to oznacza, że jedna z pozycji została

wybrana i realizowane jest podłączenie do urzą-

dzenia HID. W przeciwnym razie wyświetlany

jest komunikat mówiący, iż nie zostało wybra-

ne żadne urządzenie z listy. Samo podłączenie

sprowadza się do przypisania do zmiennej My-

HID wybranej pozycji z tablicy HID i wywołaniu

metody OpenDevice() . Następnie tworzone

są i uruchamiane wątki WriteThread oraz

ReadThread . Pozostała część kodu odpowiada

za zmianę stanu właściwości Enabled wykorzy-

stywanych kontrolek oraz ustawienie na pasku

statusu aplikacji napisu „Połączony”.

Rys. 2. Okno projektu aplikacji demonstracyjnej

List. 9. Fragment programu odpowiedzialny za enumerację

HID = HidDevices.Enumerate(0x0483, 0x5750);

if (HID.Length > 0)

{

for (int i = 0; i < HID.Length; i++)

{

comboBox1.Items.Add(„HID device „ + i.ToString() +

„ ver. „ + HID[i].Attributes.Version.ToString());

}

else

{

MessageBox.Show(„Nie znaleziono żadnego urządzenia HID!”);

}

List. 10. Kod handlera obsługi zdarzenia

private void button1_Click(object sender, EventArgs e)

{

if (comboBox1.SelectedIndex > -1)

{

MyHID = HID[comboBox1.SelectedIndex];

MyHID.OpenDevice();

if (MyHID.IsOpen == true)

{

WriteThread = new Thread(WriteOutputReports);

WriteThread.Start();

ReadThread = new Thread(ReadInputReports);

ReadThread.Start();

button2.Enabled = true;

button1.Enabled = false;

groupBox1.Enabled = true;

checkBox1.Enabled = true;

checkBox2.Enabled = true;

checkBox3.Enabled = true;

checkBox4.Enabled = true;

checkBox5.Enabled = true;

checkBox6.Enabled = true;

checkBox7.Enabled = true;

checkBox8.Enabled = true;

toolStripStatusLabel1.Text = „Połączony”;

}

else

MessageBox.Show(“Nie wybrano urządzenia”);

}

Odczyt raportów wejściowych

Działanie wątku rozpoczyna się od utworze-

nia zmiennej InputReport , która reprezentuje

odczytany raport wejściowy. Argument konstruk-

tora tej zmiennej określa rozmiar raportu w baj

tach i jest odczytywany z właściwości InputR

eportByteLength podłączonego urządzenia.

Ponieważ wątek uruchamiany jest tylko raz

(po podłączeniu urządzenia) musi wykonywać

się w pętli nieskończonej. W tej pętli następuje

sprawdzenie, czy zmienna MyUSB jest właściwie

zainicjowana. Jeśli tak, to za pomocą metody

ReadReport() odczytywany jest raport zmien-

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 3/2009

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: