網站導航:首頁開源項目 USB開源項目:Easy USB 51 Programer  

目錄導航

   
  1、項目簡介
USB開發基礎
1、USB接口的優點及開發難易度
2、USB設備的開發流程
3、USB接口芯片(USB控制器)的選擇
4、了解USB的通訊過程
5、USB命令(請求)和USB描述符
6、實例講解USB的枚舉(配置)過程
准備工作
1、需要哪些工具
2、電路原理圖
3、手工制作您的電路板
4、測試您的硬件
HID設備類
1、讓PC機找到我們的硬件
2、如何成爲一個HID設備(模擬鼠標)
3、如何成爲一個HID設備(模擬鍵盤)
4、如何與HID設備通訊(一)
5、如何與HID設備通訊(二)
6、51編程器的實現
Windows USB 驱动程序(自定义设备)
1、Windows驅動開發基礎
2、開發環境配置
3、第一个实例-Hello Wdm(一)
4、第一个实例-Hello Wdm(二)
5、真正的實例—驅動我們的實驗板
6、真正的實例—測試驅動程序
7、真正的實例—控制LED及讀取按鍵狀態
8、如何編寫應用程序
   

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實例講解USB的枚舉(配置)過程 查看/参与此開源項目相关讨论
 

所需要工具

  网上大量介绍用bus hound作监控软件,我们为什么不选bus hound而选USB Monitor呢,因为bus hound在WindowsXP环境不能监控USB枚举(配置)过程,它只有在Windows2000下才能实现这个功能。不过用bus hound做除枚举以外的数据分析还是比较好用的。USB Monitor的唯一缺点是找不到它的破解版,只能试用大约一个月的时间。

USB Monitor的安装

  下載USB Monitor2.26, 安装一路next下去即可,安装完成后将会提示您重新启动系统。

启动您的USB Monitor

1、运行安装好后的USB Monitor,点击“File”→“New Session”

 2、在彈出的對話框中點“下一步”

3、在“Monitoring Session Type”对话框中选择“USB Monitor”后点下一步

4、在“Configurating the USB Monitor”对话框中提示您选择哪一个USB设备需要监视,如果这时您还没有将任何USB设备插入主,将显示如下界面,我们怎么知道应该选择哪一项呢请看第5步﹍

5、将您需要监控的USB设备插入主机USB端口,这时将会在某在项后面多出一些内容,如下图所示,我这里选择“USB Mass Storage”。小技巧:当我们要监控我们自己开发的设备时,可以先用一个优盘插入其中一个USB端口,在此步中选择我们插入的优盘,在实际监测过程中将我们开发的USB设备插入这个USB插口即可。

 6、在“Configure Data Processing”对话框中选择“Request View”并点下一步

7、弹出您的优盘,然后在USB Monitor主界面里点“Edit”->“Clear View”,如下图所示

8、插入您的优盘,记得一定要插在同一USB插口哟!此时USB Monitor会检测许多的数据流,我们切换到Complete标签,如下图所示:

 

 分析USB設備的枚舉過程

  通过以上的操作后,我们现在可以对USB Monitor监测到的数据进行分析了。

1、按“Ctrl + F”,查找第一个“Descriptor Request”,从这里开始是对我们有用的信息。

2、对USB Monitor显示的数据结构进行分析:

①序列號,可理解爲一個上行或下行數據流標號,無實際意義
②命令類型,括號裏的“Down”代表輸出數據,即主機到設備
③命令数据流,出现“Setup Packet”后面,十六进制
④對命令數據的簡單分析
⑤傳輸類型,括號裏的UP代表輸入數據,即設備到主機
⑥設備返回的數據流,十六進制
⑦对命令(请求)数据的详略分析(其中对“Request”的分析应该有BUG,0x6应为Get_Descriptor,而USB Monitor解释为Get_Configuration)

以上沒有看到對上行數據(設備返回的數據)的分析,我們只要將鼠標停留在設備返回數據流處(上圖所示標記⑥),就會彈出對上行數據的分析畫面,如下圖所示:

3、枚舉過程分析

1)、主机第一次发出请求描述符命令,数据流为:80 06 00 02 00 00 09 00,bRequest的值为0x06,代表Get_Descriptor命令,但为什么描述符呢wValue的高字节表示了描述符的类型,此处wValue的值为0x0100,所以高字节为0x01,代表设备描述符(见《USB開發基礎--USB命令(请求)和USB描述符》中表5);设备返回的数据为:12 01 00 02 00 00 00 40 51 09 0E 16 00 02 01 02 03 01,bLenght的值为0x12,表示此描述符的长度。bDecriptorType的值为0x01,代表设备描述符。bcdUSB的值为0x0200,代表USB协议的版本号,此处2.0版,如果为0x0110则表示1.1版。bDeviceClass和bDeviceSubClass都为0,表示设备类别由接口描述符指定。bDevicePortocol的值为0,但并不代表它不支持USB定义的标准设备类协议,因为此时可由接口描述符指明设备支持的协议。bMaxPacketSize0的值为0x40,表示端点0的数据包最大长度为64字节。iManufacturer、iProduct和iSerialNumber的分别为0x01、0x02和0x03,表示字符串索引,在主机读取字符串的命令中将以这几个值来填充wIndex字段。


        請求設備描述符的數據流

2)、主机再次发出请求描述符指令,数据流为:80 06 00 02 00 00 09 00,wValue的高字节为0x02表示配置描述符,表示请求配置描述符,wLength的值为0x0009,表示要求返回的数据长度为9个字节。这次设备返回的数据只有9个字节:09 02 20 00 01 01 00 80 32,第一位数为bLeng域,其值为0x09,代表此描述符的长度。bDecriptorType的值为0x02,表示配置描述符。wTotalLength的值为0x0020,表示包括此配置描述符、接口描述符、端点描述符和设备类及厂商定义的描述符的总长为32个字节。bNumInterfaces的值为0x01,表示该配置支持1个接口。MaxPower的值为0x32,表示总线耗电量为50×2=100mA。


        第一次請求配置描述符的數據流

3)、主机第一次请求设备的配置描述符后得知包括配置描述符、接口描述符、端点描述符等在内的描述总长为32个字节后,这此主机再次发出请求配置描述指令,这次命令与上一个命令只有wLength字段的值不一样,这次wLength的值为0x20,表示要求设备返回32个字节,正好和上次命令中设备返回的wTotalLength信息一致。设备返回的数据流为如下图所示,USB Monitor已经将配置描述符、接口描述符、和端点描述符用不同的背景色区分开来,鼠标停留在不同的区域将弹出对此描述符的具体分析。第一个描述符的数据为:09 02 20 00 01 01 00 80 32,和上一次请求配置描述符得到的数据一模一样,这里不再分析。第二个描述符的数据为:09 04 00 00 02 08 06 50 00,bLength为0x09表示此描述符为9个字节,bDescriptorType的值为0x04表示接口描述符,bInterfaceNumber为0x00表示此配置接口的索引值。bNumEndpoint的值为0x02表示此接口端点数为两个。bInterfaceClass的值为0x08表示大数据存储类(见《USB開發基礎--USB命令(请求)和USB描述符》中表11),bInterfaceSubClass的值为0x06,其含义因bInterfaceClass的不同而不同,由于此处bInterfaceClass的值指定了此设备属大数据存储类,所以需要查看大数据存储类(Mass storage class device)相关协议标准,经查询得知bInterfaceSubClass为0x06时代表传输协议工业标准为SCSI。bInterfaceProtocol的值为0x50,大数据存储类协议规定其含义为通讯方式为批量传输(Bulk-only)。


        第二次請求配置描述符的數據流

4)、在請求完配置描述符後,主機發出請求字符串描述符指令。請求字符描述符分兩大步,每大步又分兩小步,兩大步爲:先請求字符串描述符語言ID(此時wIndex的值設爲零),再請求UNICODE編碼的字符串描述符。不管是請求語言ID還是UNICODE編碼的字符串描述符,都要分成兩小步:先請求設備返回相應字符串描述符的前兩個字節,第一個字節代表了此字符串描述符的長度,主機根據這個長度再次請求相應字符串描述符,這次得到整個字符串描述符。

首先取得语言ID的前两个字节,数据流为:80 06 00 03 00 00 02 00,wValue的高字节为0x03,表示字符串描述符。wIndex的值为0x0000,表示读取语言ID。wLength为0x0002要求设备返回2个字节数据。设备返回的数据为04 03,第一个字节为0x04表示语言ID字符串描述符长度为4个字节。

5)、主机根据上次读取的语言ID字符串描述符长再次读取此描述符,这次读出全部语言ID描述符。主机发出的数据流为:80 06 00 03 00 00 04 00,其中wValue的高字节为0x03,表示字符串描述符,wIndex的值为0x00,表示读取语言ID。wLength为0x0004要求设备返回4个字节数据。设备返回的数据流为:04 03 09 04,bLength的值为0x04表示此描述符长度为4个字节,bDescriptorType的值为0x03表示字符串描述符。wLANGUID的值为0x0409,表示英语。

 

6)、读取完字符串描述符支持的语言ID后将读取UNICODE编码的字符串描述符,同读取语言ID一样,主机同样会分两步读取。主机发出的命令数据流为:80 06 03 03 09 04 02 00,wValue的高字节为0x03,表示字符串描述符,低字节为0x03,表示读取索引为3的字符串描述符(在第1步读取的设备描述中iSerialNumber字符串的索引为3,所以这里实际读取的是设备序列号)。wIndex的值为0x0409,表示语言ID。wLength的值为0x0002,表示要求设备返回此描述符的前两个字节。设备返回的数据流为:32 03,第一个字节的值为0x32表示此字符串描述符的长度为50个字节。

7)、在取得UNICODE字符串描述符的长度后,主机根据这个长度读取整个UNICODE字符串描述符。主机发出的命令数据流为:80 06 03 03 09 04 32 00,wValue的高字节为0x03,表示字符串描述符,低字节为0x03表示读取索引为3的字符串描述符。wIndex的值为0x0409表示语言ID。wLength的值为0x0032,表示要求设备返回50个字节的数据。设备返回的数据从第三个字节开始为Unicode编码的字符串,这里返回的字符串是:20070620000000005918B19E

 

8)、在读取完字符串描述符后,主机发出Set_Configuration选择配置索引以激活这个设备的一个配置,然后设备对这一命令作出回应。(不知为何USB Monitor对这此命令的数据流没有显示出来)

9)、主機發出Set_Interface指令激活設備的某個接口,然後設備對此指令作出回應。

 10)、以上爲所有USB設備枚舉過程中都會經曆的過程,後續的配置過程將根據不同的設備分類(見《USB開發基礎--USB命令(请求)和USB描述符》中表6)而有所不同。下圖所示爲此實驗所用優盤的後續配置過程的一部分。對于具體設備類相關協議規定的枚舉過程就不作分析了,請大家參考相關設備類協議。

 
 
 
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