AT32讲堂046 | 雅特力AT32 MCU USB设备库的架构和使用方法
at32 usb设备协议库
这部分主要介绍at32 usb设备库的结构和库的使用方法，at32 usb是基于usb2.0全速设备，不支持usb2.0高速设备。这里库的作用是用来管理usb外设和实现usb的基本协议，使开发者能够更快的上手开发。usb deivce库包含以下几个模块如图1：
用户应用程序
此部分为开发者根据应用具体需求开发应用程序。
usb core driver和usb设备类
usb core driver：此部分实现usb设备标准协议栈，标准请求等接口。
usb设备类：此部分实现一个具体usb设备的描述和设备请求。
usb硬件底层接口
此部分实现硬件寄存器抽象接口
usb/otg外设
图1. usb库结构
at32 usb库文件
如下是at32 usb应用工程结构图：图2. at32工程结构core driver库路径：otgfs-->middlewares\usb_driversusbfs-->middlewares\usbd_driversdevice class库路径：middlewares\usbd_class如下是usb库文件列表：表1. usb库文件列表表2. usb设备类型文件列表
usb设备库文件说明
usb库实现usb设备标准请求，同时实现usb规格里面的4种传输类型（control，interrupt，bulk，isochronous）的函数接口。图3. usb库文件结构
usb设备文件函数接口
usbd_int.c函数接口usbd_int.c主要处理底层中断，不同usb外设，此部分会根据外设不同而有所改变。at32系列芯片usb外设存在usbfs和otgfs两种外设，此部分函数接口基本相同。表3. usbd_int函数接口usbd_core.c函数接口usbd_core.c此文件封装不同的usb接口用于不同的地方调用，包括一些接收，发送函数等。表4. usbd_core函数接口usbd_sdr.c函数接口usbd_sdr.c此文件处理usb一些标准请求。表5. usbd_sdr函数接口支持的标志设备请求如下表：表6. 标准设备请求usbd_xx_class.c函数接口usbd_xx_class.c 此文件为具体设备类型的数据处理，通过结构体函数来实现不同设备类型数据的处理。开发者根据不同的设备类型，来实现下面函数结构体中的函数，达到不同应用结果。函数结构体如下：表7. 设备class函数结构体表8. 设备class函数接口usbd_xx_desc.c函数接口usbd_xx_desc.c此文件为设备描述文件，设备描述信息都通过此文件的函数接口返回给主机。表9. 设备描述函数结构体表10. 设备描述接口函数其它参数函数的参数结构体如下，usb设备库中参数传递使用结构体usbd_core_type，如下图：图4. 全局结构体usb设备的连接状态如下图：连接状态包含：
默认状态
地址状态
配置状态
挂起状态
可使用usbd_connect_state_get函数查询当前usb设备的连接状态。图5. usb设备连接状态usb设备返回值，usb函数接口使用如下函数返回值。图6. 函数返回值
端点fifo分配
usb要正常收发数据，在初始化时需要为每个端点分配发送/接收的fifo，fifo的大小可以根据端点上传输的最大包长度确认。注意，分配给所有端点fifo大小的和不能超过系统分配给usb缓冲区的最大长度，具体usb的缓冲区大小参考rm上的描述。开发者可以参考例程usb_conf.h为每个端点自定义分配fifo。另外使用usbfs和otgfs两种不同的外设时，usb_conf.h中对端点fifo分配稍有不同。usbfs外设端点fifo分配usbfs外设端点分配实现了两种分配方式，一种自动分配，一种是用户自定义分配。
自动分配：1. 通过打开usb_conf.h中usb_ept_auto_malloc_buffer宏开启自动分配功能
2. 在调用打开端点函数（usbd_ept_open）时自动根据传入的最大包长度自动分配fifo
3. 如果使用双缓冲模式（同步端点，双缓冲bulk）时，在打开端点前先调用（usbd_ept_dbuffer_enable）表示使用双缓冲模式，可参考audio例程。
4. 自动分配audio例程配置如下：
usb_conf.h
audio_class.c:端点打开
自定义分配：1. 关闭usb_conf.h中usb_ept_auto_malloc_buffer宏开启自定义分配
2. 在调用打开端点函数（usbd_ept_open）时调用usbd_ept_buf_custom_define函数自定义为端点分配fifo，参考vcp_loopback例程。
3. vcp_loopback例程自定义分配配置
usb_conf.h:
cdc_class.c端点打开：
otgfs外设端点fifo分配otgfs对于端点的接收缓冲是共享的，因此对于所有的out端点，只需要分配一个接收fifo。对发送缓冲区则需要为每个发送端点分配一块自己专用的fifo。支持的端点个数请参考对应型号的rm。otgfs的端点分配都需要开发者根据端点支持的最大包长度进行分配，注意usb_conf.h中对端点分配的fifo大小单位为word（byte）。以vcp_loopback例程为例：
usb设备初始化
在使用usb时，需要对usb的寄存器做一些基本的初始化，通过调用usb的初始化函数完成这部分的操作，对于外设usbfs和otgfs在初始化时所调用的函数一定的区别。usbfs外设初始化usbfs初始化函数usbd_core_init包含5个参数：例程vcp_loopback的初始化如下：usbd_core_init(&usb_core_dev, usb, &class_handler, &desc_handler, 0);otgfs外设初始化otgfs初始化函数usbd_init包含5个参数：例程vcp_loopback的初始化如下：
usb设备中断处理
usb中断入口函数usbd_irq_handler处理所有usb中断，包括reset，端点收发数据，sof，挂起，唤醒等中断，下面介绍一些典型的中断处理。图7. usb中断处理函数reset中断处理当usb设备在总线上检测到reset信号时，将产生reset中断。软件在收到reset中断时，需要做基本的初始化，用于后面的枚举处理。reset中断处理函数usbd_reset_handler：
端点fifo初始化
设备地址设置为0
端点0初始化
调用设备类的事件函数
udev->class_handler->event_handler(udev, usbd_reset_event);
端点中断处理当usb端点收发数据完成时，将产生对应的端点完成中断，端点完成中断处理发送和接收的数据。中断处理函数：usbd_xeptx_handlersof中断处理打开sof中断之后，usb设备在每收到一个主机发送的sof就会产生sof中断。中断处理函数：usbd_sof_handler
中断处理函数会调用设备类的sof处理函数
udev->class_handler->sof_handler(udev);
suspend中断处理当总线满足挂起条件时，usb设备会产生一个挂起中断，开发者可根据此中断判断是否需要进入低功耗模式。中断处理函数：usbd_suspend_handler
连接状态设置为挂起状态
设置设备进入挂起状态
调用设备类的事件处理函数
udev->class_handler->event_handler(udev, usbd_suspend_event);
wakeup中断处理当设备在挂起状态时，如果总线上有wakeup信号，usb设备将产生wakeup中断。中断处理函数：usbd_wakeup_handler
设备退出挂起状态
连接状态设置为进入挂起之前的状态
调用设备类事件处理函数
udev->class_handler->event_handler(udev, usbd_wakeup_event);
usb设备端点数据处理流程
usb设备在收到主机发送的数据包之后，对应端点0的数据（in/out/setup）会做单独处理，其它端点的数据会调用设备类的in/out handler进行数据处理。如下图所示数据的处理过程：图8. 端点数据处理流程图9. setup处理流程usb控制端点枚举流程当设备接到主机之后，通过控制端点（端点0）进行枚举动作，典型的枚举流程图如下：图10. usb枚举流程usb控制传输过程包含setup-data-status三个阶段，如下是一个主机获取设备信息的传输过程get_descriptor：图11 get descriptor如下是usb库处理上图get descriptor的流程：图12. usb库处理get descriptor调用流程usb设备请求格式（setup请求）图13. setup请求格式usb应用端点处理流程应用端点指客户实际应用使用到的非0端点，包括bulk，interrupt，iso等端点类型，这些端点的数据通回调函数in_handler和out_handler进行处理。开发者只需要在xxx_class.c中class_in_handler和class_out_handler里面实现具体端点的数据处理即可。in端点数据处理：图14. in端点数据处理out端点数据处理:图15. out端点数据处理
usb设备类型例程
本章将说明使用at32 usb设备库实现不同的设备类型的例程。目前实现的设备例程如下：
audio
custom_hid
keyboard
mouse
msc（mass strorage）
printer
vcp_loopback
virtual_msc_iap
composite_vcp_keyboard
hid_iap
audio例程
audio例程使用audio v1.0的协议实现一个speaker和microphone，传输audio数据使用同步传输，speaker使用同步out传输，microphone使用同步in传输。audio的例程运行在at-start评估板上，audio speaker和mircophone是基于audio arduino demo board进行实现，实验过程中需要连接at-start和audio arduino board，更多开发板信息请参考《um_audio arduino daughter board_v1.0/v2.0》,audio协议请参数《universal serial bus device class define for audio device v1.0》。实现功能实现一个speaker和microphone的audio复合设备，可以同时进行音频播放和录音。speaker功能：
支持16k，48k采样率
支持采样率切换
支持16bit采样
支持静音
支持音量调节
支持feedback功能
支持双通道
microphone功能：
支持16k，48k采样率
支持采样率切换
支持16bit采样
支持静音
支持音量调节
支持双通道
外设资源使用usb外设：
端点0 in/out：用于usb枚举以及audio部分控制。
端点1 in：用于microphone录音数据
端点1 out：用于speaker播放数据
端点2 in：用于feedback数据
i2c：
使用i2c发送控制信息到音频board
i2s：
使用i2s1发送数据到音频board（speaker）
使用i2s2从音频board接收数据（microphone）
dma：
使用dma1通道3传输i2s1的数据
使用dma1通道4传输i2s2的数据
timer：
使用timer产生codec所需要的时钟
audio设备实现usb audio设备类实现源文件在audio_class.c和audio_desc.c中，外部codec的控制以及音频数据的处理都在audio_codec.c中实现，根据主机的请求设置会调用到audio_codec.c中具体的设置函数。另外需要特别注意关于usb设备端点fifo大小的分配在usb_conf.h中配置，此部分根据具体端点传输的最大包长度进行分配。1. 设备描述：（audio_desc.c/h）
audio设备的描述（g_usbd_descriptor）
audio设备的配置描述信息（g_usbd_configuration）
ac interface
mricrophone streaming interface
microphone terminal input/output
microphone feature unit
microphone endpoint
speaker streaming interface
speaker terminal input/output
speaker feature unit
speaker endpoint
feedback endpoint
lang id （g_string_lang_id）
序列号（g_string_serial）
厂商产品id（audio_desc.h）
制造商、产品名、配置描述、接口描述（audio_desc.h）
2. 数据处理部分（audio_class.c/h audio_codec.c/h）
端点初始化（class_init_handler）
端点清除（class_clear_handler）
audio控制请求（class_setup_handler）
实现如下audio控制请求：
audio音量、静音、采样率设置（class_ept0_rx_handler）
此函数用于接收完主机发送的设置数据之后进行处理，包括设置音量，静音，以及采样率的设置。
microphone和feedback数据传输（class_in_handler）
speaker数据接收（class_out_handler）
audio_codec.c中实现codec具体的控制以及数据处理，需要实现如下函数：
以上函数可根据例程里的方式进行实现，也可以根据开发者实际使用的codec来进行修改，对于codec的初始化部分，在这里将不再讲述。
audio例程功能配置
audio_conf.h中可以对当前audio例程进行配置，例如：是否需要speaker功能，支持采样率等，有如下选项配置：
如何根据audio例程进行开发本章将简单描述如何修改audio例程的代码来进行开发，根据应用具体的需求来修改代码。
根据功能需求修改audio配置（audio_conf.h）
根据功能需求修改设备描述信息（audio_desc.c, audio_desc.h）
设备描述信息（g_usbd_descriptor）
设备配置描述信息（g_usbd_configuration）
其它描述
根据功能修改要使用端点(audio_class.c, audio_class.h)
端点定义（audio_class.h）
端点初始化（class_init_handler，class_clear_handler）
修改使用的audio控制请求
控制请求修改（class_setup_handler）
控制请求设置处理（class_ept0_rx_handler）
audio数据处理修改
in数据处理（class_in_handler）
out数据处理（class_out_handler）
根据需求修改端点fifo大小分配（usb_conf.h）
根据具体需求实现codec函数接口（audio_codec.c）
custom_hid例程
custom_hid实现一个hid（human interface device）功能，与上位机（artery_usbhid_demo）通信完成一些简单的交互操作，hid使用中断传输与上位机通信，例程在at-start开发板上运行，上位机可在官网下载，关于hid协议参考《human interface devices (hid) v1.11》。实现功能
上位机显示按键状态
通过上位机控制开发板led等开关状态
hid数据回环功能
外设资源使用usb外设：
端点0 in/out：用于usb枚举
端点1 in：用于数据发送
端点1 out：用于数据接收
custom_hid设备实现custom_hid设备类实现源代码主要在custom_hid_class.c和custom_hid_desc.c中，这两个源文件实现了对设备的描述和设备的处理。1. 设备描述：（custom_hid_desc.c/h）
custom hid设备描述（g_usbd_descriptor）
custom hid设备配置描述（g_usbd_configuration）
hid interface
hid endpoint
custom hid report描述（g_usbd_hid_report）
hid_report_id_2(led2)
hid_report_id_3(led3)
hid_report_id_4(led4)
hid_report_id_5(button)
hid_report_id_6(loopback data)
lang id（g_string_lang_id）
序列号（g_string_serial）
厂商产品id（custom_hid_desc.h
制造商、产品名、配置描述、接口描述（custom_hid_desc.h）
2. 数据处理部分（custom_hid_class.c/h）
端点初始化（class_init_handler）
端点清除（class_clear_handler）
hid设备类请求（class_setup_handler）
实现如下请求：
set_protocol
get_protocol
set_idle
get_idle
set_report
代码如下：
custom_hid发送数据
custom_hid接收数据
数据处理
如何根据custom hid例程进行开发本章将简单描述如何修改custom_hid例程的代码来进行开发，根据应用具体的需求来修改代码。
根据功能需求修改设备描述信息（custom_hid_desc.c, custom_hid_desc.h）
设备描述信息（g_usbd_descriptor）
设备配置描述信息（g_usbd_configuration）
设备报告描述符（g_usbd_hid_report）
其它描述
根据功能修改要使用端点(custom_hid_class.c, custom_hid_class.h)
端点定义（custom_hid_class.h）
端点初始化（class_init_handler，class_clear_handler）
修改使用的custom_hid控制请求
控制请求修改（class_setup_handler）
控制请求设置处理（class_ept0_rx_handler）
custom_hid发送接收数据处理修改
in数据处理（class_in_handler）
out数据处理（class_out_handler）
根据需求修改端点fifo大小分配（usb_conf.h）
修改数据处理部分
keyboard例程
keyboard实现一个键盘功能，使用中断传输与上位机通信，例程在at-start开发板上运行，通过按键发送字符串到主机。实现功能
通过按键发送字符串（”keyboard demo”）到主机
外设资源使用usb外设：
端点0 in/out：用于usb枚举
端点1 in：用于数据发送
keyboard设备实现keyboard设备类实现源代码主要在keyboard_class.c和keyboard_desc.c中，这两个源文件实现了对设备的描述和设备的处理。1. 设备描述：（keyboard_desc.c/h）
keyboard设备描述（g_usbd_descriptor）
keyboard设备配置描述（g_usbd_configuration）
keyboard interface
keyboard endpoint
keyboard report描述（g_usbd_hid_report）
lang id（g_string_lang_id）
序列号（g_string_serial）
厂商产品id（keyboard_desc.h）
制造商、产品名、配置描述、接口描述（keyboard_desc.h）
2. 数据处理部分（keyboard_class.c/h）
端点初始化（class_init_handler）
端点清除（class_clear_handler）
hid设备类请求（class_setup_handler）
实现如下请求：
set_protocol
get_protocol
set_idle
get_idle
set_report
keyboard发送数据
keyboard字符数据处理
如何根据keyboard例程进行开发本章将简单描述如何修改keyboard例程的代码来进行开发，根据应用具体的需求来修改代码。
根据功能需求修改设备描述信息（keyboard_desc.c, keyboard_desc.h）
设备描述信息（g_usbd_descriptor）
设备配置描述信息（g_usbd_configuration）
设备报告描述符（g_usbd_hid_report）
其它描述
根据功能修改要使用端点(keyboard_class.c, keyboard_class.h)
端点定义（keyboard_class.h）
端点初始化（class_init_handler，class_clear_handler）
修改使用的keyboard控制请求
控制请求修改（class_setup_handler）
控制请求设置处理（class_ept0_rx_handler）
keyboard发送接收数据处理修改
in数据处理（class_in_handler）
out数据处理（class_out_handler）
根据需求修改端点fifo大小分配（usb_conf.h）
修改数据处理部分
mouse例程
实现功能mouse实现一个简单的鼠标功能，使用中断传输与上位机通信，例程在at-start开发板上运行，通过开发板上的按键发送鼠标右键功能。图16. 鼠标传输格式鼠标d通常是通过设置x和y值来控制pc鼠标移动。外设资源使用usb外设：
端点0 in/out：用于usb枚举
端点1 in：用于数据发送
mouse设备实现mouse设备实现源代码主要在mouse_class.c和mouse_desc.c中，这两个源文件实现了对设备的描述和设备的处理。1. 设备描述：（mouse_desc.c/h）
mouse设备描述（g_usbd_descriptor）
mouse设备配置描述（g_usbd_configuration）
mouseinterface
mouseendpoint
mouse report描述（g_usbd_hid_report）
lang id（g_string_lang_id）
序列号（g_string_serial）
厂商产品id（mouse_desc.h）
制造商、产品名、配置描述、接口描述（keyboard_desc.h）
2. 数据处理部分（mouse_class.c/h）
端点初始化（class_init_handler）
端点清除（class_clear_handler）
hid设备类请求（class_setup_handler）
实现如下请求：
set_protocol
get_protocol
set_idle
get_idle
set_report
keyboard发送数据
mouse数据处理
如何根据mouse例程进行开发本章将简单描述如何修改mouse例程的代码来进行开发，根据应用具体的需求来修改代码。
根据功能需求修改设备描述信息（mouse_desc.c, mouse_desc.h）
设备描述信息（g_usbd_descriptor）
设备配置描述信息（g_usbd_configuration）
设备报告描述符（g_usbd_hid_report）
其它描述
根据功能修改要使用端点(mouse_class.c, mouse_class.h)
端点定义（mouse_class.h）
端点初始化（class_init_handler，class_clear_handler）
修改使用的mouse控制请求
控制请求修改（class_setup_handler）
控制请求设置处理（class_ept0_rx_handler）
mouse发送接收数据处理修改
in数据处理（class_in_handler）
out数据处理（class_out_handler）
根据需求修改端点fifo大小分配（usb_conf.h）
修改数据处理部分
msc例程
msc（mass storage）例程展示如何通过usb bulk传输，进行pc主机和at-start通信，该例程支持bot(bulk only transfer)协议和scsi（small computer system interface）指令。图17. bot 命令/数据/状态 流程图18. bot命令格式图19. bot状态格式实现功能
将内部flash虚拟成一个磁盘
实现bulk-only传输协议
实现subclass scsi传输命令
msc_cmd_inquiry
msc_cmd_start_stop
msc_cmd_mode_sense6
msc_cmd_mode_sense10
msc_cmd_allow_medium_removal
msc_cmd_read_10
msc_cmd_read_capacity
msc_cmd_request_sense
msc_cmd_test_unit
msc_cmd_verify
msc_cmd_write_10
msc_cmd_read_format_capacity
外设资源使用usb外设：
端点0 in/out：用于usb枚举
端点1 in：用于数据发送
端点1 out：用于数据接收
msc设备实现1. 设备描述：（msc_desc.c/h）
msc设备描述（g_usbd_descriptor）
msc设备配置描述（g_usbd_configuration）
msc interface
msc endpoint
lang id（g_string_lang_id）
序列号（g_string_serial）
厂商产品id（custom_hid_desc.h）
制造商、产品名、配置描述、接口描述（msc_desc.h）
2. 数据处理部分（msc_class.c/h）
端点初始化（class_init_handler）
端点清除（class_clear_handler）
msc设备请求（class_setup_handler）
get_max_lun
bo_reset
代码如下：
in传输处理
out传输处理（接收数据）
3. bot和scsi命令处理bulk-only transfer和scsi的命令处理在库文件msc_bot_scsi.c/h中。表11. msc_bot_scsi函数列表4. diskio处理此部分主要处理与存储设备间接口，例程里面以内部flash的存储控制作为说明，msc_diskio.c/h根据开发者使用存储不同，只需要实现对应存储的读写函数即可。表12. inquiry描述表13 diskio操作函数如何根据msc例程进行开发本章将简单描述如何修改msc例程的代码来进行开发，根据应用具体的需求来修改代码。
根据功能需求修改设备描述信息（msc_desc.c, msc_desc.h）
设备描述信息（g_usbd_descriptor）
设备配置描述信息（g_usbd_configuration）
其它描述
根据功能修改要使用端点(msc_class.c, msc_class.h)
端点定义（msc_class.h）
端点初始化（class_init_handler，class_clear_handler）
修改使用的msc控制请求
控制请求修改（class_setup_handler）
控制请求设置处理（class_ept0_rx_handler）
msc发送接收数据处理修改
in数据处理（class_in_handler）
out数据处理（class_out_handler）
根据需求修改端点fifo大小分配（usb_conf.h）
修改diskio部分,实现表13里面的函数（msc_diskio.c/h）
printer例程
printer例程展示了使用usb device作为打印机设备，此demo可在pc端识别到一个打印机设备并且可应答pc端发送的关于printer类的状态请求命令（例如打印机的有纸/无纸状态）
实现功能
实现一个打印机设备
外设资源使用usb外设：
端点0 in/out：用于usb枚举
端点1 in：用于数据发送
端点1 out：用于数据接收
printer设备实现1. 设备描述（printer_desc.c/h）
printer设备描述（g_usbd_descriptor）
printer设备配置描述（g_usbd_configuration）
printer interface
printer endpoint
lang id（g_string_lang_id）
序列号（g_string_serial）
厂商产品id（custom_hid_desc.h）
制造商、产品名、配置描述、接口描述（msc_desc.h）
2. 数据处理（printer_class.c/h）
端点初始化（class_init_handler）
端点清除（class_clear_handler）
printer设备请求（class_setup_handler）
get_device_id
port_status
soft_reset
代码如下：
in传输处理
out传输处理（接收数据）
如何根据printer例程进行开发本章将简单描述如何修改printer例程的代码来进行开发，根据应用具体的需求来修改代码。
根据功能需求修改设备描述信息（printer_desc.c, printer_desc.h）
设备描述信息（g_usbd_descriptor）
设备配置描述信息（g_usbd_configuration）
其它描述
根据功能修改要使用端点(printer_class.c, printer_class.h)
端点定义（printer_class.h）
端点初始化（class_init_handler，class_clear_handler）
修改使用的printer控制请求
控制请求修改（class_setup_handler）
控制请求设置处理（class_ept0_rx_handler）
printer发送接收数据处理修改
in数据处理（class_in_handler）
out数据处理（class_out_handler）
根据需求修改端点fifo大小分配（usb_conf.h）
vcp loopback例程
在现代pc中，usb是和绝大部分外设通信的标准接口。尽管如此，大部分的工业软件依旧使用com接口（uart）通信。vcp_loopback例程提供使用usb设备模拟com接口方法，解决了该问题, vcp_loopback例程展示了如何通过cdc协议进行usb数据收发。改例程需要使用虚拟串口驱动，可在官网下载。实现功能
实现一个虚拟串口
外设资源使用usb外设：
端点0 in/out：用于usb枚举
端点1 in：用于数据发送
端点1 out：用于数据接收
端点2 in：监控中断传输
vcp_loopback设备实现1. 设备描述（cdc_desc.c/h）
cdc设备描述（g_usbd_descriptor）
cdc设备配置描述（g_usbd_configuration）
cdc interface
cdc endpoint
lang id（g_string_lang_id）
序列号（g_string_serial）
厂商产品id（custom_hid_desc.h）
制造商、产品名、配置描述、接口描述（msc_desc.h）
2. 数据处理（cdc_class.c/h）
端点初始化（class_init_handler）
端点清除（class_clear_handler）
cdc设备请求（class_setup_handler）
set_line_coding
get_line_coding
代码如下：
in传输处理
out传输处理（接收数据）
如何根据vcp_loopback例程进行开发本章将简单描述如何修改cdc例程的代码来进行开发，根据应用具体的需求来修改代码。
根据功能需求修改设备描述信息（cdc_desc.c, cdc_desc.h）
设备描述信息（g_usbd_descriptor）
设备配置描述信息（g_usbd_configuration）
其它描述
根据功能修改要使用端点(cdc_class.c, cdc_class.h)
端点定义（cdc_class.h）
端点初始化（class_init_handler，class_clear_handler）
修改使用的cdc控制请求
控制请求修改（class_setup_handler）
控制请求设置处理（class_ept0_rx_handler）
cdc发送接收数据处理修改
in数据处理（class_in_handler）
out数据处理（class_out_handler）
根据需求修改端点fifo大小分配（usb_conf.h）
virtual_msc_iap例程
virtual msc iap实现一个升级功能的设备，不依赖上位机，当接入pc之后，通过将固件拷贝到磁盘以达到升级目的。实现功能
将flash虚拟成磁盘进行升级
iap保留使用20k byte空间
升级完成之后reset usb设备返回升级状态
支持下载地址设置
支持升级完成之后跳转到app运行
支持bin文件升级
外设资源使用usb外设：
端点0 in/out：用于usb枚举
端点1 in：用于数据发送
端点1 out：用于数据接收
virtual_msc_iap设备实现1. 设备描述（msc_desc.c/h）参考3.5.3.12. 数据处理部分（msc_class.c/h）参考3.5.3.23. bot和scsi命令处理参考3.5.3.34. diskio处理参考3.5.3.45. flash升级部分（flash_fat16.c/h）
升级状态
当连接host之后，在响应磁盘上通过txt文档显示当前状态
准备升级状态（ready.txt）
升级成功（success.txt）
升级失败（failed.txt）
未知文件或错误（unkonwn.txt）
升级文件大于flash大小（large.txt）
fat16分区表描述
升级接口函数如何根据virtual_msc_iap例程进行开发本章将简单描述如何修改virtual_msc_iap例程的代码来进行开发，根据应用具体的需求来修改代码。
根据功能需求修改设备描述信息（msc_desc.c, msc_desc.h）设备描述信息（g_usbd_descriptor）设备配置描述信息（g_usbd_configuration）其它描述根据功能修改要使用端点(msc_class.c, msc_class.h)端点定义（msc_class.h）端点初始化（class_init_handler，class_clear_handler）修改使用的msc控制请求控制请求修改（class_setup_handler）控制请求设置处理（class_ept0_rx_handler）msc发送接收数据处理修改in数据处理（class_in_handler）out数据处理（class_out_handler）根据需求修改端点fifo大小分配（usb_conf.h）修改diskio部分,实现表13里面的函数（msc_diskio.c/h）修改flash_fat16.c/h升级参数，包括app起始地址，iap占用空间等，要保证iap和app地址不重合。composive_vcp_keyboard例程
复合设备定义如下：拥有多个相互独立接口的设备被称为复合设备。当使用该设备时，该设备上拥有多个组合的功能。例如，composite vcp keyboard demo 提供的复合设备包含hid和cdc功能（键盘和串口通信）实现功能
实现一个usb虚拟串口（参考3.7）实现一个usb键盘设备（参考3.3）外设资源使用usb外设：
端点0 in/out：用于usb枚举端点1 in：用于数据发送端点1 out：用于数据接收端点2 in：cdc命令中断传输端点3 in：keyboard发送数据composite_vcp_keyboard设备实现1. 设备描述（cdc_keyboard_desc.c/h）
cdc_keyboard设备描述（g_usbd_descriptor）cdc_keyboard设备配置描述（g_usbd_configuration）cdc interfacecdc endpointkeyboard interfacekeyboard endpointlang id（g_string_lang_id）序列号（g_string_serial）厂商产品id（custom_hid_desc.h）制造商、产品名、配置描述、接口描述（msc_desc.h）2. 数据处理（cdc_keyboard_class.c/h）
端点初始化（class_init_handler）端点清除（class_clear_handler）设备请求（class_setup_handler）cdc设备类请求:set_line_codingget_line_codinkeyboard hid设备类请求:
set_protocolget_protocolset_idleget_idleset_report代码如下：
in传输处理out传输处理（接收数据）如何根据composite_vcp_keyboard例程进行开发本章将简单描述如何修改composite_vcp_keyboard例程的代码来进行复合设备开发，根据应用具体的需求来修改代码。
根据功能需求修改设备描述信息（cdc_keyboard_desc.c, cdc_keyboard_desc.h）设备描述信息（g_usbd_descriptor）设备配置描述信息（g_usbd_configuration）其它描述根据功能修改要使用端点(cdc_keyboard_class.c, cdc_keyboard_class.h)端点定义（cdc_class.h）端点初始化（class_init_handler，class_clear_handler）修改使用的cdc控制请求控制请求修改（class_setup_handler）控制请求设置处理（class_ept0_rx_handler）cdc_keyboard发送接收数据处理修改in数据处理（class_in_handler）out数据处理（class_out_handler）根据需求修改端点fifo大小分配（usb_conf.h）hid_iap例程
hid_iap例程使用usb hid实现iap升级功能，需要搭配上位机使用，上位机可在官网下载iap_programmer。hid iap的例程代码位于bsp固件库utilities\at32f435_437_usb_iap_demo中，使用方法可参考《an0007_at32_iap_using_the_usb_hid_zh_v2.x.x.pdf》1. 实现功能
实现使用hid进行设备升级2. 外设资源使用usb 外设：
端点0 in/out：用于usb枚举端点1 in：用于数据发送端点1 out：用于数据接收hid_iap设备实现1. 设备描述（hid_iap_desc.c/h）
hid iap设备描述（g_usbd_descriptor）hid iap设备配置描述（g_usbd_configuration）hid interfacehid endpointhid iap report描述（g_usbd_hid_report）lang id（g_string_lang_id）序列号（g_string_serial）厂商产品id（hid_iap_desc.h）制造商、产品名、配置描述、接口描述（hid_iap_desc.h）2. 数据处理（hid_iap_class.c/h）
端点初始化（class_init_handler）端点清除（class_clear_handler）hid设备类请求（class_setup_handler）实现如下请求：set_protocolget_protocolset_idleget_idleset_report代码如下：hid iap发送数据
hid iap接收数据升级命令数据处理3. hid iap升级协议表14. hid iap升级命令
0x5aa0进入iap模式
作为一个特定的命令，当用户app收到这个命令之后将进入iap模式。实现方式为收到这个命令之后擦除flag然后reset
上位机：[0x5a, 0xa0]
iap设备响应：[0x5a, 0xa0, ack/nack]
0x5aa1开始下载
上位机：[0x5a,0xa1]
iap设备响应：[0x5a,0xa1,ack/nack]
0x5aa2设置下载地址
设置下载地址需按照1kb对齐，每下载1kbyte数据之后，都需要重新设置下载地址。
上位机(命令+地址)：[0x5a, 0xa2, 0x08, 0x00, 0x40, 0x00]
iap设备响应：[0x5a,0xa2, ack/nack]
0x5aa3下载数据命令(1kb 对齐多个包发送)
下载数据命令采用命令+长度+数据的格式进行发送，每包最大数据量为60byte（64–命令–长度），当发送数据达到1kb时，上位机需要等待设备的ack响应。此时设备需将1kb的数据写到flash。
上位机（命令(2byte)+长度(2 byte)+数据(n byte)）:[0x5a,0xa3,len1,len0,data0….datan]
收完1kb数据后iap设备响应：[0x5a, 0xa3, ack/nack]
0x5aa4下载结束
上位机：[0x5a, 0xa4]
iap设备响应：[0x5a, 0xa4, ack/nack]
0x5aa5固件crc校验
上位机传输固件起始地址和固件大小/1kb（固件大小按1kb对齐，不足补0xff），由iap计算crc之后返回给上位机。
上位机：[0x5a,0xa5, 0x08, 0x00, 0x40, 0x00, len1, len0]
iap设备响应: [0x5a, 0xa5, ack/nack, crc3, crc2, crc1, crc0]
0x5aa6跳转命令
跳转命令将跳转到用户代码进行运行
上位机：[0x5a,0xa6, 0x08, 0x00, 0x40, 0x00]
iap设备响应：[0x5a,0xa6,ack/nack]
0x5aa7获取iap设置的app地址
返回iap设置的app地址
上位机：[0x5a, 0xa7]
iap设备响应：[0x5a, 0xa7, ack/nack, 0x08, 0x00, 0x40, 0x00]
如何根据hid_iap例程进行开发本章将简单描述如何修改hid_iap例程的代码来进行开发，根据应用具体的需求来修改代码。
根据功能需求修改设备描述信息（hid_iap_desc.c, hid_iap_desc.h）设备描述信息（g_usbd_descriptor）设备配置描述信息（g_usbd_configuration）其它描述根据功能修改要使用端点（hid_iap_class.c, hid_iap_class.h）端点定义（hid_iap_class.h）端点初始化（class_init_handler，class_clear_handler）修改使用的hid控制请求控制请求修改（class_setup_handler）控制请求设置处理（class_ept0_rx_handler）hid_iap发送接收数据处理修改in数据处理（class_in_handler）out数据处理（class_out_handler）根据需求修改端点fifo大小分配（usb_conf.h）修改hid_iap_user.h中的升级参数，包括app起始地址等，iap占用空间等，保证app地址和iap的地址不要重合。关于雅特力雅特力科技于2016年成立，是一家致力于推动全球市场32位微控制器(mcu)创新趋势的芯片设计公司，专注于arm cortex-m4/m0+的32位微控制器研发与创新，全系列采用55nm先进工艺及arm cortex-m4高效能或m0+低功耗内核，缔造m4业界最高主频288mhz运算效能，并支持工业级别芯片工作温度范围（-40°~105°）。雅特力目前已累积相当多元的终端产品成功案例：如微型打印机、扫地机、光流无人机、热成像仪、激光雷达、工业缝纫机、伺服驱控、电竞周边市场、断路器、adas、t-box、数字电源、电动工具等终端设备应用，广泛地覆盖5g、物联网、消费、商务及工控等领域。
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这部分主要介绍at32 usb设备库的结构和库的使用方法，at32 usb是基于usb2.0全速设备，不支持usb2.0高速设备。这里库的作用是用来管理usb外设和实现usb的基本协议，使开发者能够更快的上手开发。usb deivce库包含以下几个模块如图1：
用户应用程序
此部分为开发者根据应用具体需求开发应用程序。
usb core driver和usb设备类
usb core driver：此部分实现usb设备标准协议栈，标准请求等接口。
usb设备类：此部分实现一个具体usb设备的描述和设备请求。
usb硬件底层接口
此部分实现硬件寄存器抽象接口
usb/otg外设
图1. usb库结构
at32 usb库文件
如下是at32 usb应用工程结构图：图2. at32工程结构core driver库路径：otgfs-->middlewares\usb_driversusbfs-->middlewares\usbd_driversdevice class库路径：middlewares\usbd_class如下是usb库文件列表：表1. usb库文件列表表2. usb设备类型文件列表
usb设备库文件说明
usb库实现usb设备标准请求，同时实现usb规格里面的4种传输类型（control，interrupt，bulk，isochronous）的函数接口。图3. usb库文件结构
usb设备文件函数接口
usbd_int.c函数接口usbd_int.c主要处理底层中断，不同usb外设，此部分会根据外设不同而有所改变。at32系列芯片usb外设存在usbfs和otgfs两种外设，此部分函数接口基本相同。表3. usbd_int函数接口usbd_core.c函数接口usbd_core.c此文件封装不同的usb接口用于不同的地方调用，包括一些接收，发送函数等。表4. usbd_core函数接口usbd_sdr.c函数接口usbd_sdr.c此文件处理usb一些标准请求。表5. usbd_sdr函数接口支持的标志设备请求如下表：表6. 标准设备请求usbd_xx_class.c函数接口usbd_xx_class.c 此文件为具体设备类型的数据处理，通过结构体函数来实现不同设备类型数据的处理。开发者根据不同的设备类型，来实现下面函数结构体中的函数，达到不同应用结果。函数结构体如下：表7. 设备class函数结构体表8. 设备class函数接口usbd_xx_desc.c函数接口usbd_xx_desc.c此文件为设备描述文件，设备描述信息都通过此文件的函数接口返回给主机。表9. 设备描述函数结构体表10. 设备描述接口函数其它参数函数的参数结构体如下，usb设备库中参数传递使用结构体usbd_core_type，如下图：图4. 全局结构体usb设备的连接状态如下图：连接状态包含：
默认状态
地址状态
配置状态
挂起状态
可使用usbd_connect_state_get函数查询当前usb设备的连接状态。图5. usb设备连接状态usb设备返回值，usb函数接口使用如下函数返回值。图6. 函数返回值
端点fifo分配
usb要正常收发数据，在初始化时需要为每个端点分配发送/接收的fifo，fifo的大小可以根据端点上传输的最大包长度确认。注意，分配给所有端点fifo大小的和不能超过系统分配给usb缓冲区的最大长度，具体usb的缓冲区大小参考rm上的描述。开发者可以参考例程usb_conf.h为每个端点自定义分配fifo。另外使用usbfs和otgfs两种不同的外设时，usb_conf.h中对端点fifo分配稍有不同。usbfs外设端点fifo分配usbfs外设端点分配实现了两种分配方式，一种自动分配，一种是用户自定义分配。
自动分配：1. 通过打开usb_conf.h中usb_ept_auto_malloc_buffer宏开启自动分配功能
2. 在调用打开端点函数（usbd_ept_open）时自动根据传入的最大包长度自动分配fifo
3. 如果使用双缓冲模式（同步端点，双缓冲bulk）时，在打开端点前先调用（usbd_ept_dbuffer_enable）表示使用双缓冲模式，可参考audio例程。
4. 自动分配audio例程配置如下：
usb_conf.h
audio_class.c:端点打开
自定义分配：1. 关闭usb_conf.h中usb_ept_auto_malloc_buffer宏开启自定义分配
2. 在调用打开端点函数（usbd_ept_open）时调用usbd_ept_buf_custom_define函数自定义为端点分配fifo，参考vcp_loopback例程。
3. vcp_loopback例程自定义分配配置
usb_conf.h:
cdc_class.c端点打开：
otgfs外设端点fifo分配otgfs对于端点的接收缓冲是共享的，因此对于所有的out端点，只需要分配一个接收fifo。对发送缓冲区则需要为每个发送端点分配一块自己专用的fifo。支持的端点个数请参考对应型号的rm。otgfs的端点分配都需要开发者根据端点支持的最大包长度进行分配，注意usb_conf.h中对端点分配的fifo大小单位为word（byte）。以vcp_loopback例程为例：
usb设备初始化
在使用usb时，需要对usb的寄存器做一些基本的初始化，通过调用usb的初始化函数完成这部分的操作，对于外设usbfs和otgfs在初始化时所调用的函数一定的区别。usbfs外设初始化usbfs初始化函数usbd_core_init包含5个参数：例程vcp_loopback的初始化如下：usbd_core_init(&usb_core_dev, usb, &class_handler, &desc_handler, 0);otgfs外设初始化otgfs初始化函数usbd_init包含5个参数：例程vcp_loopback的初始化如下：
usb设备中断处理
usb中断入口函数usbd_irq_handler处理所有usb中断，包括reset，端点收发数据，sof，挂起，唤醒等中断，下面介绍一些典型的中断处理。图7. usb中断处理函数reset中断处理当usb设备在总线上检测到reset信号时，将产生reset中断。软件在收到reset中断时，需要做基本的初始化，用于后面的枚举处理。reset中断处理函数usbd_reset_handler：
端点fifo初始化
设备地址设置为0
端点0初始化
调用设备类的事件函数
udev->class_handler->event_handler(udev, usbd_reset_event);
端点中断处理当usb端点收发数据完成时，将产生对应的端点完成中断，端点完成中断处理发送和接收的数据。中断处理函数：usbd_xeptx_handlersof中断处理打开sof中断之后，usb设备在每收到一个主机发送的sof就会产生sof中断。中断处理函数：usbd_sof_handler
中断处理函数会调用设备类的sof处理函数
udev->class_handler->sof_handler(udev);
suspend中断处理当总线满足挂起条件时，usb设备会产生一个挂起中断，开发者可根据此中断判断是否需要进入低功耗模式。中断处理函数：usbd_suspend_handler
连接状态设置为挂起状态
设置设备进入挂起状态
调用设备类的事件处理函数
udev->class_handler->event_handler(udev, usbd_suspend_event);
wakeup中断处理当设备在挂起状态时，如果总线上有wakeup信号，usb设备将产生wakeup中断。中断处理函数：usbd_wakeup_handler
设备退出挂起状态
连接状态设置为进入挂起之前的状态
调用设备类事件处理函数
udev->class_handler->event_handler(udev, usbd_wakeup_event);
usb设备端点数据处理流程
usb设备在收到主机发送的数据包之后，对应端点0的数据（in/out/setup）会做单独处理，其它端点的数据会调用设备类的in/out handler进行数据处理。如下图所示数据的处理过程：图8. 端点数据处理流程图9. setup处理流程usb控制端点枚举流程当设备接到主机之后，通过控制端点（端点0）进行枚举动作，典型的枚举流程图如下：图10. usb枚举流程usb控制传输过程包含setup-data-status三个阶段，如下是一个主机获取设备信息的传输过程get_descriptor：图11 get descriptor如下是usb库处理上图get descriptor的流程：图12. usb库处理get descriptor调用流程usb设备请求格式（setup请求）图13. setup请求格式usb应用端点处理流程应用端点指客户实际应用使用到的非0端点，包括bulk，interrupt，iso等端点类型，这些端点的数据通回调函数in_handler和out_handler进行处理。开发者只需要在xxx_class.c中class_in_handler和class_out_handler里面实现具体端点的数据处理即可。in端点数据处理：图14. in端点数据处理out端点数据处理:图15. out端点数据处理
usb设备类型例程
本章将说明使用at32 usb设备库实现不同的设备类型的例程。目前实现的设备例程如下：
audio
custom_hid
keyboard
mouse
msc（mass strorage）
printer
vcp_loopback
virtual_msc_iap
composite_vcp_keyboard
hid_iap
audio例程
audio例程使用audio v1.0的协议实现一个speaker和microphone，传输audio数据使用同步传输，speaker使用同步out传输，microphone使用同步in传输。audio的例程运行在at-start评估板上，audio speaker和mircophone是基于audio arduino demo board进行实现，实验过程中需要连接at-start和audio arduino board，更多开发板信息请参考《um_audio arduino daughter board_v1.0/v2.0》,audio协议请参数《universal serial bus device class define for audio device v1.0》。实现功能实现一个speaker和microphone的audio复合设备，可以同时进行音频播放和录音。speaker功能：
支持16k，48k采样率
支持采样率切换
支持16bit采样
支持静音
支持音量调节
支持feedback功能
支持双通道
microphone功能：
支持16k，48k采样率
支持采样率切换
支持16bit采样
支持静音
支持音量调节
支持双通道
外设资源使用usb外设：
端点0 in/out：用于usb枚举以及audio部分控制。
端点1 in：用于microphone录音数据
端点1 out：用于speaker播放数据
端点2 in：用于feedback数据
i2c：
使用i2c发送控制信息到音频board
i2s：
使用i2s1发送数据到音频board（speaker）
使用i2s2从音频board接收数据（microphone）
dma：
使用dma1通道3传输i2s1的数据
使用dma1通道4传输i2s2的数据
timer：
使用timer产生codec所需要的时钟
audio设备实现usb audio设备类实现源文件在audio_class.c和audio_desc.c中，外部codec的控制以及音频数据的处理都在audio_codec.c中实现，根据主机的请求设置会调用到audio_codec.c中具体的设置函数。另外需要特别注意关于usb设备端点fifo大小的分配在usb_conf.h中配置，此部分根据具体端点传输的最大包长度进行分配。1. 设备描述：（audio_desc.c/h）
audio设备的描述（g_usbd_descriptor）
audio设备的配置描述信息（g_usbd_configuration）
ac interface
mricrophone streaming interface
microphone terminal input/output
microphone feature unit
microphone endpoint
speaker streaming interface
speaker terminal input/output
speaker feature unit
speaker endpoint
feedback endpoint
lang id （g_string_lang_id）
序列号（g_string_serial）
厂商产品id（audio_desc.h）
制造商、产品名、配置描述、接口描述（audio_desc.h）
2. 数据处理部分（audio_class.c/h audio_codec.c/h）
端点初始化（class_init_handler）
端点清除（class_clear_handler）
audio控制请求（class_setup_handler）
实现如下audio控制请求：
audio音量、静音、采样率设置（class_ept0_rx_handler）
此函数用于接收完主机发送的设置数据之后进行处理，包括设置音量，静音，以及采样率的设置。
microphone和feedback数据传输（class_in_handler）
speaker数据接收（class_out_handler）
audio_codec.c中实现codec具体的控制以及数据处理，需要实现如下函数：
以上函数可根据例程里的方式进行实现，也可以根据开发者实际使用的codec来进行修改，对于codec的初始化部分，在这里将不再讲述。
audio例程功能配置
audio_conf.h中可以对当前audio例程进行配置，例如：是否需要speaker功能，支持采样率等，有如下选项配置：
如何根据audio例程进行开发本章将简单描述如何修改audio例程的代码来进行开发，根据应用具体的需求来修改代码。
根据功能需求修改audio配置（audio_conf.h）
根据功能需求修改设备描述信息（audio_desc.c, audio_desc.h）
设备描述信息（g_usbd_descriptor）
设备配置描述信息（g_usbd_configuration）
其它描述
根据功能修改要使用端点(audio_class.c, audio_class.h)
端点定义（audio_class.h）
端点初始化（class_init_handler，class_clear_handler）
修改使用的audio控制请求
控制请求修改（class_setup_handler）
控制请求设置处理（class_ept0_rx_handler）
audio数据处理修改
in数据处理（class_in_handler）
out数据处理（class_out_handler）
根据需求修改端点fifo大小分配（usb_conf.h）
根据具体需求实现codec函数接口（audio_codec.c）
custom_hid例程
custom_hid实现一个hid（human interface device）功能，与上位机（artery_usbhid_demo）通信完成一些简单的交互操作，hid使用中断传输与上位机通信，例程在at-start开发板上运行，上位机可在官网下载，关于hid协议参考《human interface devices (hid) v1.11》。实现功能
上位机显示按键状态
通过上位机控制开发板led等开关状态
hid数据回环功能
外设资源使用usb外设：
端点0 in/out：用于usb枚举
端点1 in：用于数据发送
端点1 out：用于数据接收
custom_hid设备实现custom_hid设备类实现源代码主要在custom_hid_class.c和custom_hid_desc.c中，这两个源文件实现了对设备的描述和设备的处理。1. 设备描述：（custom_hid_desc.c/h）
custom hid设备描述（g_usbd_descriptor）
custom hid设备配置描述（g_usbd_configuration）
hid interface
hid endpoint
custom hid report描述（g_usbd_hid_report）
hid_report_id_2(led2)
hid_report_id_3(led3)
hid_report_id_4(led4)
hid_report_id_5(button)
hid_report_id_6(loopback data)
lang id（g_string_lang_id）
序列号（g_string_serial）
厂商产品id（custom_hid_desc.h
制造商、产品名、配置描述、接口描述（custom_hid_desc.h）
2. 数据处理部分（custom_hid_class.c/h）
端点初始化（class_init_handler）
端点清除（class_clear_handler）
hid设备类请求（class_setup_handler）
实现如下请求：
set_protocol
get_protocol
set_idle
get_idle
set_report
代码如下：
custom_hid发送数据
custom_hid接收数据
数据处理
如何根据custom hid例程进行开发本章将简单描述如何修改custom_hid例程的代码来进行开发，根据应用具体的需求来修改代码。
根据功能需求修改设备描述信息（custom_hid_desc.c, custom_hid_desc.h）
设备描述信息（g_usbd_descriptor）
设备配置描述信息（g_usbd_configuration）
设备报告描述符（g_usbd_hid_report）
其它描述
根据功能修改要使用端点(custom_hid_class.c, custom_hid_class.h)
端点定义（custom_hid_class.h）
端点初始化（class_init_handler，class_clear_handler）
修改使用的custom_hid控制请求
控制请求修改（class_setup_handler）
控制请求设置处理（class_ept0_rx_handler）
custom_hid发送接收数据处理修改
in数据处理（class_in_handler）
out数据处理（class_out_handler）
根据需求修改端点fifo大小分配（usb_conf.h）
修改数据处理部分
keyboard例程
keyboard实现一个键盘功能，使用中断传输与上位机通信，例程在at-start开发板上运行，通过按键发送字符串到主机。实现功能
通过按键发送字符串（”keyboard demo”）到主机
外设资源使用usb外设：
端点0 in/out：用于usb枚举
端点1 in：用于数据发送
keyboard设备实现keyboard设备类实现源代码主要在keyboard_class.c和keyboard_desc.c中，这两个源文件实现了对设备的描述和设备的处理。1. 设备描述：（keyboard_desc.c/h）
keyboard设备描述（g_usbd_descriptor）
keyboard设备配置描述（g_usbd_configuration）
keyboard interface
keyboard endpoint
keyboard report描述（g_usbd_hid_report）
lang id（g_string_lang_id）
序列号（g_string_serial）
厂商产品id（keyboard_desc.h）
制造商、产品名、配置描述、接口描述（keyboard_desc.h）
2. 数据处理部分（keyboard_class.c/h）
端点初始化（class_init_handler）
端点清除（class_clear_handler）
hid设备类请求（class_setup_handler）
实现如下请求：
set_protocol
get_protocol
set_idle
get_idle
set_report
keyboard发送数据
keyboard字符数据处理
如何根据keyboard例程进行开发本章将简单描述如何修改keyboard例程的代码来进行开发，根据应用具体的需求来修改代码。
根据功能需求修改设备描述信息（keyboard_desc.c, keyboard_desc.h）
设备描述信息（g_usbd_descriptor）
设备配置描述信息（g_usbd_configuration）
设备报告描述符（g_usbd_hid_report）
其它描述
根据功能修改要使用端点(keyboard_class.c, keyboard_class.h)
端点定义（keyboard_class.h）
端点初始化（class_init_handler，class_clear_handler）
修改使用的keyboard控制请求
控制请求修改（class_setup_handler）
控制请求设置处理（class_ept0_rx_handler）
keyboard发送接收数据处理修改
in数据处理（class_in_handler）
out数据处理（class_out_handler）
根据需求修改端点fifo大小分配（usb_conf.h）
修改数据处理部分
mouse例程
实现功能mouse实现一个简单的鼠标功能，使用中断传输与上位机通信，例程在at-start开发板上运行，通过开发板上的按键发送鼠标右键功能。图16. 鼠标传输格式鼠标d通常是通过设置x和y值来控制pc鼠标移动。外设资源使用usb外设：
端点0 in/out：用于usb枚举
端点1 in：用于数据发送
mouse设备实现mouse设备实现源代码主要在mouse_class.c和mouse_desc.c中，这两个源文件实现了对设备的描述和设备的处理。1. 设备描述：（mouse_desc.c/h）
mouse设备描述（g_usbd_descriptor）
mouse设备配置描述（g_usbd_configuration）
mouseinterface
mouseendpoint
mouse report描述（g_usbd_hid_report）
lang id（g_string_lang_id）
序列号（g_string_serial）
厂商产品id（mouse_desc.h）
制造商、产品名、配置描述、接口描述（keyboard_desc.h）
2. 数据处理部分（mouse_class.c/h）
端点初始化（class_init_handler）
端点清除（class_clear_handler）
hid设备类请求（class_setup_handler）
实现如下请求：
set_protocol
get_protocol
set_idle
get_idle
set_report
keyboard发送数据
mouse数据处理
如何根据mouse例程进行开发本章将简单描述如何修改mouse例程的代码来进行开发，根据应用具体的需求来修改代码。
根据功能需求修改设备描述信息（mouse_desc.c, mouse_desc.h）
设备描述信息（g_usbd_descriptor）
设备配置描述信息（g_usbd_configuration）
设备报告描述符（g_usbd_hid_report）
其它描述
根据功能修改要使用端点(mouse_class.c, mouse_class.h)
端点定义（mouse_class.h）
端点初始化（class_init_handler，class_clear_handler）
修改使用的mouse控制请求
控制请求修改（class_setup_handler）
控制请求设置处理（class_ept0_rx_handler）
mouse发送接收数据处理修改
in数据处理（class_in_handler）
out数据处理（class_out_handler）
根据需求修改端点fifo大小分配（usb_conf.h）
修改数据处理部分
msc例程
msc（mass storage）例程展示如何通过usb bulk传输，进行pc主机和at-start通信，该例程支持bot(bulk only transfer)协议和scsi（small computer system interface）指令。图17. bot 命令/数据/状态 流程图18. bot命令格式图19. bot状态格式实现功能
将内部flash虚拟成一个磁盘
实现bulk-only传输协议
实现subclass scsi传输命令
msc_cmd_inquiry
msc_cmd_start_stop
msc_cmd_mode_sense6
msc_cmd_mode_sense10
msc_cmd_allow_medium_removal
msc_cmd_read_10
msc_cmd_read_capacity
msc_cmd_request_sense
msc_cmd_test_unit
msc_cmd_verify
msc_cmd_write_10
msc_cmd_read_format_capacity
外设资源使用usb外设：
端点0 in/out：用于usb枚举
端点1 in：用于数据发送
端点1 out：用于数据接收
msc设备实现1. 设备描述：（msc_desc.c/h）
msc设备描述（g_usbd_descriptor）
msc设备配置描述（g_usbd_configuration）
msc interface
msc endpoint
lang id（g_string_lang_id）
序列号（g_string_serial）
厂商产品id（custom_hid_desc.h）
制造商、产品名、配置描述、接口描述（msc_desc.h）
2. 数据处理部分（msc_class.c/h）
端点初始化（class_init_handler）
端点清除（class_clear_handler）
msc设备请求（class_setup_handler）
get_max_lun
bo_reset
代码如下：
in传输处理
out传输处理（接收数据）
3. bot和scsi命令处理bulk-only transfer和scsi的命令处理在库文件msc_bot_scsi.c/h中。表11. msc_bot_scsi函数列表4. diskio处理此部分主要处理与存储设备间接口，例程里面以内部flash的存储控制作为说明，msc_diskio.c/h根据开发者使用存储不同，只需要实现对应存储的读写函数即可。表12. inquiry描述表13 diskio操作函数如何根据msc例程进行开发本章将简单描述如何修改msc例程的代码来进行开发，根据应用具体的需求来修改代码。
根据功能需求修改设备描述信息（msc_desc.c, msc_desc.h）
设备描述信息（g_usbd_descriptor）
设备配置描述信息（g_usbd_configuration）
其它描述
根据功能修改要使用端点(msc_class.c, msc_class.h)
端点定义（msc_class.h）
端点初始化（class_init_handler，class_clear_handler）
修改使用的msc控制请求
控制请求修改（class_setup_handler）
控制请求设置处理（class_ept0_rx_handler）
msc发送接收数据处理修改
in数据处理（class_in_handler）
out数据处理（class_out_handler）
根据需求修改端点fifo大小分配（usb_conf.h）
修改diskio部分,实现表13里面的函数（msc_diskio.c/h）
printer例程
printer例程展示了使用usb device作为打印机设备，此demo可在pc端识别到一个打印机设备并且可应答pc端发送的关于printer类的状态请求命令（例如打印机的有纸/无纸状态）
实现功能
实现一个打印机设备
外设资源使用usb外设：
端点0 in/out：用于usb枚举
端点1 in：用于数据发送
端点1 out：用于数据接收
printer设备实现1. 设备描述（printer_desc.c/h）
printer设备描述（g_usbd_descriptor）
printer设备配置描述（g_usbd_configuration）
printer interface
printer endpoint
lang id（g_string_lang_id）
序列号（g_string_serial）
厂商产品id（custom_hid_desc.h）
制造商、产品名、配置描述、接口描述（msc_desc.h）
2. 数据处理（printer_class.c/h）
端点初始化（class_init_handler）
端点清除（class_clear_handler）
printer设备请求（class_setup_handler）
get_device_id
port_status
soft_reset
代码如下：
in传输处理
out传输处理（接收数据）
如何根据printer例程进行开发本章将简单描述如何修改printer例程的代码来进行开发，根据应用具体的需求来修改代码。
根据功能需求修改设备描述信息（printer_desc.c, printer_desc.h）
设备描述信息（g_usbd_descriptor）
设备配置描述信息（g_usbd_configuration）
其它描述
根据功能修改要使用端点(printer_class.c, printer_class.h)
端点定义（printer_class.h）
端点初始化（class_init_handler，class_clear_handler）
修改使用的printer控制请求
控制请求修改（class_setup_handler）
控制请求设置处理（class_ept0_rx_handler）
printer发送接收数据处理修改
in数据处理（class_in_handler）
out数据处理（class_out_handler）
根据需求修改端点fifo大小分配（usb_conf.h）
vcp loopback例程
在现代pc中，usb是和绝大部分外设通信的标准接口。尽管如此，大部分的工业软件依旧使用com接口（uart）通信。vcp_loopback例程提供使用usb设备模拟com接口方法，解决了该问题, vcp_loopback例程展示了如何通过cdc协议进行usb数据收发。改例程需要使用虚拟串口驱动，可在官网下载。实现功能
实现一个虚拟串口
外设资源使用usb外设：
端点0 in/out：用于usb枚举
端点1 in：用于数据发送
端点1 out：用于数据接收
端点2 in：监控中断传输
vcp_loopback设备实现1. 设备描述（cdc_desc.c/h）
cdc设备描述（g_usbd_descriptor）
cdc设备配置描述（g_usbd_configuration）
cdc interface
cdc endpoint
lang id（g_string_lang_id）
序列号（g_string_serial）
厂商产品id（custom_hid_desc.h）
制造商、产品名、配置描述、接口描述（msc_desc.h）
2. 数据处理（cdc_class.c/h）
端点初始化（class_init_handler）
端点清除（class_clear_handler）
cdc设备请求（class_setup_handler）
set_line_coding
get_line_coding
代码如下：
in传输处理
out传输处理（接收数据）
如何根据vcp_loopback例程进行开发本章将简单描述如何修改cdc例程的代码来进行开发，根据应用具体的需求来修改代码。
根据功能需求修改设备描述信息（cdc_desc.c, cdc_desc.h）
设备描述信息（g_usbd_descriptor）
设备配置描述信息（g_usbd_configuration）
其它描述
根据功能修改要使用端点(cdc_class.c, cdc_class.h)
端点定义（cdc_class.h）
端点初始化（class_init_handler，class_clear_handler）
修改使用的cdc控制请求
控制请求修改（class_setup_handler）
控制请求设置处理（class_ept0_rx_handler）
cdc发送接收数据处理修改
in数据处理（class_in_handler）
out数据处理（class_out_handler）
根据需求修改端点fifo大小分配（usb_conf.h）
virtual_msc_iap例程
virtual msc iap实现一个升级功能的设备，不依赖上位机，当接入pc之后，通过将固件拷贝到磁盘以达到升级目的。实现功能
将flash虚拟成磁盘进行升级
iap保留使用20k byte空间
升级完成之后reset usb设备返回升级状态
支持下载地址设置
支持升级完成之后跳转到app运行
支持bin文件升级
外设资源使用usb外设：
端点0 in/out：用于usb枚举
端点1 in：用于数据发送
端点1 out：用于数据接收
virtual_msc_iap设备实现1. 设备描述（msc_desc.c/h）参考3.5.3.12. 数据处理部分（msc_class.c/h）参考3.5.3.23. bot和scsi命令处理参考3.5.3.34. diskio处理参考3.5.3.45. flash升级部分（flash_fat16.c/h）
升级状态
当连接host之后，在响应磁盘上通过txt文档显示当前状态
准备升级状态（ready.txt）
升级成功（success.txt）
升级失败（failed.txt）
未知文件或错误（unkonwn.txt）
升级文件大于flash大小（large.txt）
fat16分区表描述
升级接口函数如何根据virtual_msc_iap例程进行开发本章将简单描述如何修改virtual_msc_iap例程的代码来进行开发，根据应用具体的需求来修改代码。
根据功能需求修改设备描述信息（msc_desc.c, msc_desc.h）设备描述信息（g_usbd_descriptor）设备配置描述信息（g_usbd_configuration）其它描述根据功能修改要使用端点(msc_class.c, msc_class.h)端点定义（msc_class.h）端点初始化（class_init_handler，class_clear_handler）修改使用的msc控制请求控制请求修改（class_setup_handler）控制请求设置处理（class_ept0_rx_handler）msc发送接收数据处理修改in数据处理（class_in_handler）out数据处理（class_out_handler）根据需求修改端点fifo大小分配（usb_conf.h）修改diskio部分,实现表13里面的函数（msc_diskio.c/h）修改flash_fat16.c/h升级参数，包括app起始地址，iap占用空间等，要保证iap和app地址不重合。composive_vcp_keyboard例程
复合设备定义如下：拥有多个相互独立接口的设备被称为复合设备。当使用该设备时，该设备上拥有多个组合的功能。例如，composite vcp keyboard demo 提供的复合设备包含hid和cdc功能（键盘和串口通信）实现功能
实现一个usb虚拟串口（参考3.7）实现一个usb键盘设备（参考3.3）外设资源使用usb外设：
端点0 in/out：用于usb枚举端点1 in：用于数据发送端点1 out：用于数据接收端点2 in：cdc命令中断传输端点3 in：keyboard发送数据composite_vcp_keyboard设备实现1. 设备描述（cdc_keyboard_desc.c/h）
cdc_keyboard设备描述（g_usbd_descriptor）cdc_keyboard设备配置描述（g_usbd_configuration）cdc interfacecdc endpointkeyboard interfacekeyboard endpointlang id（g_string_lang_id）序列号（g_string_serial）厂商产品id（custom_hid_desc.h）制造商、产品名、配置描述、接口描述（msc_desc.h）2. 数据处理（cdc_keyboard_class.c/h）
端点初始化（class_init_handler）端点清除（class_clear_handler）设备请求（class_setup_handler）cdc设备类请求:set_line_codingget_line_codinkeyboard hid设备类请求:
set_protocolget_protocolset_idleget_idleset_report代码如下：
in传输处理out传输处理（接收数据）如何根据composite_vcp_keyboard例程进行开发本章将简单描述如何修改composite_vcp_keyboard例程的代码来进行复合设备开发，根据应用具体的需求来修改代码。
根据功能需求修改设备描述信息（cdc_keyboard_desc.c, cdc_keyboard_desc.h）设备描述信息（g_usbd_descriptor）设备配置描述信息（g_usbd_configuration）其它描述根据功能修改要使用端点(cdc_keyboard_class.c, cdc_keyboard_class.h)端点定义（cdc_class.h）端点初始化（class_init_handler，class_clear_handler）修改使用的cdc控制请求控制请求修改（class_setup_handler）控制请求设置处理（class_ept0_rx_handler）cdc_keyboard发送接收数据处理修改in数据处理（class_in_handler）out数据处理（class_out_handler）根据需求修改端点fifo大小分配（usb_conf.h）hid_iap例程
hid_iap例程使用usb hid实现iap升级功能，需要搭配上位机使用，上位机可在官网下载iap_programmer。hid iap的例程代码位于bsp固件库utilities\at32f435_437_usb_iap_demo中，使用方法可参考《an0007_at32_iap_using_the_usb_hid_zh_v2.x.x.pdf》1. 实现功能
实现使用hid进行设备升级2. 外设资源使用usb 外设：
端点0 in/out：用于usb枚举端点1 in：用于数据发送端点1 out：用于数据接收hid_iap设备实现1. 设备描述（hid_iap_desc.c/h）
hid iap设备描述（g_usbd_descriptor）hid iap设备配置描述（g_usbd_configuration）hid interfacehid endpointhid iap report描述（g_usbd_hid_report）lang id（g_string_lang_id）序列号（g_string_serial）厂商产品id（hid_iap_desc.h）制造商、产品名、配置描述、接口描述（hid_iap_desc.h）2. 数据处理（hid_iap_class.c/h）
端点初始化（class_init_handler）端点清除（class_clear_handler）hid设备类请求（class_setup_handler）实现如下请求：set_protocolget_protocolset_idleget_idleset_report代码如下：hid iap发送数据
hid iap接收数据升级命令数据处理3. hid iap升级协议表14. hid iap升级命令
0x5aa0进入iap模式
作为一个特定的命令，当用户app收到这个命令之后将进入iap模式。实现方式为收到这个命令之后擦除flag然后reset
上位机：[0x5a, 0xa0]
iap设备响应：[0x5a, 0xa0, ack/nack]
0x5aa1开始下载
上位机：[0x5a,0xa1]
iap设备响应：[0x5a,0xa1,ack/nack]
0x5aa2设置下载地址
设置下载地址需按照1kb对齐，每下载1kbyte数据之后，都需要重新设置下载地址。
上位机(命令+地址)：[0x5a, 0xa2, 0x08, 0x00, 0x40, 0x00]
iap设备响应：[0x5a,0xa2, ack/nack]
0x5aa3下载数据命令(1kb 对齐多个包发送)
下载数据命令采用命令+长度+数据的格式进行发送，每包最大数据量为60byte（64–命令–长度），当发送数据达到1kb时，上位机需要等待设备的ack响应。此时设备需将1kb的数据写到flash。
上位机（命令(2byte)+长度(2 byte)+数据(n byte)）:[0x5a,0xa3,len1,len0,data0….datan]
收完1kb数据后iap设备响应：[0x5a, 0xa3, ack/nack]
0x5aa4下载结束
上位机：[0x5a, 0xa4]
iap设备响应：[0x5a, 0xa4, ack/nack]
0x5aa5固件crc校验
上位机传输固件起始地址和固件大小/1kb（固件大小按1kb对齐，不足补0xff），由iap计算crc之后返回给上位机。
上位机：[0x5a,0xa5, 0x08, 0x00, 0x40, 0x00, len1, len0]
iap设备响应: [0x5a, 0xa5, ack/nack, crc3, crc2, crc1, crc0]
0x5aa6跳转命令
跳转命令将跳转到用户代码进行运行
上位机：[0x5a,0xa6, 0x08, 0x00, 0x40, 0x00]
iap设备响应：[0x5a,0xa6,ack/nack]
0x5aa7获取iap设置的app地址
返回iap设置的app地址
上位机：[0x5a, 0xa7]
iap设备响应：[0x5a, 0xa7, ack/nack, 0x08, 0x00, 0x40, 0x00]
如何根据hid_iap例程进行开发本章将简单描述如何修改hid_iap例程的代码来进行开发，根据应用具体的需求来修改代码。
根据功能需求修改设备描述信息（hid_iap_desc.c, hid_iap_desc.h）设备描述信息（g_usbd_descriptor）设备配置描述信息（g_usbd_configuration）其它描述根据功能修改要使用端点（hid_iap_class.c, hid_iap_class.h）端点定义（hid_iap_class.h）端点初始化（class_init_handler，class_clear_handler）修改使用的hid控制请求控制请求修改（class_setup_handler）控制请求设置处理（class_ept0_rx_handler）hid_iap发送接收数据处理修改in数据处理（class_in_handler）out数据处理（class_out_handler）根据需求修改端点fifo大小分配（usb_conf.h）修改hid_iap_user.h中的升级参数，包括app起始地址等，iap占用空间等，保证app地址和iap的地址不要重合。关于雅特力雅特力科技于2016年成立，是一家致力于推动全球市场32位微控制器(mcu)创新趋势的芯片设计公司，专注于arm cortex-m4/m0+的32位微控制器研发与创新，全系列采用55nm先进工艺及arm cortex-m4高效能或m0+低功耗内核，缔造m4业界最高主频288mhz运算效能，并支持工业级别芯片工作温度范围（-40°~105°）。雅特力目前已累积相当多元的终端产品成功案例：如微型打印机、扫地机、光流无人机、热成像仪、激光雷达、工业缝纫机、伺服驱控、电竞周边市场、断路器、adas、t-box、数字电源、电动工具等终端设备应用，广泛地覆盖5g、物联网、消费、商务及工控等领域。
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