引言

本文介紹了如何使用MCUXpresso Config Tools來快速生成一個(gè)可用的USB composite device的demo，以便節(jié)省時(shí)間直接進(jìn)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(xì)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(huì)介紹，如何將這些代碼porting到IAR等不同IDE中進(jìn)行開發(fā)。

組合設(shè)備介紹

USB的composite類是指在一個(gè)USB設(shè)備中，實(shí)現(xiàn)多個(gè)不同功能的特殊USB類，如一個(gè)設(shè)備實(shí)現(xiàn)鼠標(biāo)加鍵盤或者U盤加鍵盤的功能。

實(shí)際上，USB composite類幾乎可以將任意的USB功能進(jìn)行組合，并且組合的數(shù)量也不局限于兩個(gè)，只要端點(diǎn)資源夠多，可以組合三個(gè)或多個(gè)功能于一個(gè)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(fù)合設(shè)備或組合設(shè)備，但是它們是兩個(gè)完全不同的概念。

USB compound device（USB復(fù)合設(shè)備）中內(nèi)嵌Hub和多個(gè)功能，每個(gè)功能都是獨(dú)立的USB設(shè)備，有獨(dú)立的VID與PID，從實(shí)現(xiàn)層面上講就是一個(gè)物理設(shè)備實(shí)現(xiàn)了一個(gè)Hub和多個(gè)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(gè)設(shè)備定義為不同的功能的組合。而不同功能的實(shí)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(duì)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(huì)介紹如何將生成的代碼集成到IAR中進(jìn)行編譯下載運(yùn)行。

在使用MCUXpresso生成工程時(shí)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(gè)包含CDC VCOM、MSC、HID Mouse三個(gè)類功能的組合設(shè)備。

配置工程

首先需要?jiǎng)?chuàng)建工程。

進(jìn)入MCUXpresso IDE界面后，點(diǎn)擊New project進(jìn)入創(chuàng)建工程界面，選擇evkmimxrt1060板，點(diǎn)擊next，進(jìn)入config界面，點(diǎn)擊middleware選項(xiàng)卡，選中USB Device和USB PHY選項(xiàng)， USB Common Header會(huì)被自動(dòng)勾選，最后點(diǎn)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(xiàng)卡下的Peripherals，進(jìn)入工程配置界面，在左側(cè)Components窗口下，點(diǎn)擊Middleware右側(cè)的加號(hào)，彈出選擇界面，在選擇界面中選中USB，點(diǎn)擊OK。操作步驟如下圖所示。

此時(shí)，我們已經(jīng)將USB中間件添加進(jìn)入配置，剛添加進(jìn)入后會(huì)發(fā)現(xiàn)右下角的Problems界面內(nèi)會(huì)報(bào)兩條錯(cuò)誤，為了解決其中的時(shí)鐘錯(cuò)誤，首先還是在ConfigTools選項(xiàng)卡內(nèi)，選擇Clocks，進(jìn)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(shí)鐘的錯(cuò)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(diǎn)擊Supported interfaces選項(xiàng)旁邊的加號(hào)，添加一個(gè)interface，會(huì)生成一個(gè)interface0，默認(rèn)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(shí)現(xiàn)的組合設(shè)備中的第一個(gè)類。

此處需要注意的是，CDC VCOM的實(shí)現(xiàn)需要用到兩個(gè)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(gè)interface組成來一個(gè)CDC VCOM的功能。添加兩個(gè)interfaces，分別設(shè)置類為CIC VCOM及DIC VCOM。Config Tools添加interfaces時(shí)，是按照順序使用端點(diǎn)號(hào)及interface號(hào)，這里我們不修改任何參數(shù)，直接使用默認(rèn)的數(shù)據(jù)，如果應(yīng)用層有特殊需要的，也可以修改端點(diǎn)的相關(guān)參數(shù)來滿足需求。

第一個(gè)CDC VCOM類的功能添加完成后，開始添加第二個(gè)MSC類的interface，仍然是點(diǎn)擊加號(hào)，修改Class為MSC，其余的配置都保持默認(rèn)。最后進(jìn)行HID類的配置，仍然是點(diǎn)擊加號(hào)，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(bào)告的應(yīng)用可以選擇None，并且自己進(jìn)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(diǎn)擊上方菜單中的UpdateCode，在彈出的對(duì)話框中，可以看到本次配置對(duì)哪些文件產(chǎn)生了影響，此處需要注意的是，需要前兩個(gè)board文件夾下的4個(gè)文件的默認(rèn)勾選去除掉，然后點(diǎn)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(huì)自動(dòng)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(jìn)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(gè)新的composite device，并且同時(shí)，還可以在各個(gè)設(shè)備類下面查找到實(shí)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(zhǔn)備一個(gè)IAR的工程。

在SDK生成器中下載一個(gè)帶有完整的USB stack的SDK包，然后在同樣的頁面內(nèi)下載一個(gè)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(gè)類，在生成單獨(dú)的工程時(shí)，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(shí)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(gè)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(fù)制到IAR工程目錄下，并且如下圖所示將它們添加進(jìn)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(huì)報(bào)錯(cuò)。

需要注意的是，在把所有的文件添加進(jìn)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(yùn)行效果與前一章的效果一致。

編輯：jq