瑞萨RA产品家族初学者指南-第10章（用FSP配置器和USB中间件增加对USB端口的支持）

 

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10. 使用“灵活配置软件包”通过

USB端口发送数据

本章目录

使用FSP配置器设置USB端口

创建代码

在主机端设置接收器

10.2 创建代码

现在，添加初始化USB端口和执行端口写入所需的代码。由于本练习需要输入大量的内容，建议您通过瑞萨网站从本手册对应的网页下载该实验的解决方案，这样只需按照说明进行操作，而无需手动输入代码。

 

https://www.renesas.cn/cn/zh/document/gde/1520091

如果决定自行编写所有内容，首先在“Project Explorer”（项目资源管理器）中通过双击打开hal_entry.c文件。为了确保程序正常运行，需要定义多个全局变量。首先，在hal_entry()函数的头部之前声明USB驱动程序状态的枚举。其类型应该是usb_status_t，可以将其命名为usb_event。接下来，添加一个usb_setup_t类型的结构（在r_usb_basic_api.h中进行声明），并将其命名为usb_setup。我们稍后将在解码某些USB事件时使用该变量，该变量将在USB事件循环内进行初始化。

接下来，我们需要一个变量来保存USB模块的编号。将其设置为uint8_t类型，命名为g_usb_module_number，并为其赋值“0x00”。最后，声明类型为usb_class_t的USB类类型的结构，将其命名为g_usb_class_type，并为其赋值“0x00”。如果要了解我们使用的各种类型的详细信息，请参见《Renesas灵活配置软件包 (FSP) 用户手册》，该手册可以从FSP的GitHub网站下载。

添加这些内容后，此部分代码现在应如下所示：

我们自己的代码也依赖于一些静态全局变量。请添加到USB全局变量下方：

命名为send_str的字符数组用于保存我们要通过USB发送的文本。将其初始化为“LED on ”，因为将LED2切换到“ON”后，将首次使用该变量。下一个变量为s1_pressed，其类型为uint8_t，并需要声明为volatile，因为其值在用户按钮S1的回调例程中将更改为true。默认情况下，其值为false，将由IRQ10中断的回调例程设置为true，表示已按下该按钮，因此通知主程序该事件已发生。

如果没有将该变量声明为volatile，C编译器的优化程序可能不会在每次使用该变量时重新读取其值，因此hal_entry()内部的循环可能无法识别到更改。

第三个变量用于保存LED2的电平，在启动时应该初始化为BSP_IO_LEVEL_HIGH。每次激活S1时，切换该变量的值。

至此，我们已经声明了所有的全局变量，可以继续编写hal_entry()函数内的代码。首先，我们需要一个静态变量，用于保存虚拟UART通信端口的设置，如比特率、停止位和数据位的数量以及奇偶校验类型。该变量的类型应该是usb_pcdc_linecoding_t，建议将其命名为g_line_coding。将“在此添加您自己的代码”占位符替换为声明。稍后将在USB事件处理程序循环中初始化该变量。

接下来，编写代码以打开并启用外部IRQ10，将其连接到评估板的S1。与第9章一样，使用IRQ FSP驱动程序的相应函数：

启用中断后，需要打开USB并获取类类型和模块编号。为此，使用r_usb_basic上的g_basic0USB驱动程序模块的相关函数，并将控制结构传递给这些函数，将引用传递给配置结构（适用于Open() 函数）和相关的变量。温馨提示，e2 studio中的代码补全功能和开发人员帮助可帮助您编写这些代码行。

中断和USB端口的初始化现已完成。接下来编写的所有代码都应该放置在while(1)循环内，因为这部分程序将循环执行。首先，我们编写用于获取和处理端口的USB相关事件的代码。USB驱动程序关联多个事件，但为了简洁起见，仅处理USB_STATUS_REQUEST事件。如果要全面了解事件处理程序，请参见《灵活配置软件包 (FSP) 用户手册》中的USB外设通信设备类(r_usb_pcdc)文档。在此，可以找到此类处理程序的代码示例以及流程图。

现在，您的第一个任务是通过调用R_USB_EventGet()函数来初始化usb_event变量，然后编写处理程序，只有发生USB_STATUS_REQUEST事件时才能执行该处理程序。在if – then – else结构中，首先设置USB端口，然后确定是否请求线路设置。如果是，通过传递g_line_coding变量来配置虚拟UART设置。

如果否，则查询主机是否要接收UART设置。如果是，请将其发送给主机。最后，如果发生事件，在此不进行处理，直接确认。

下面是我们的处理程序版本的完整代码：

可以看到，在处理程序中LINE_CODING_LENGTH出现两次。由于我们还没有定义INE_CODING_LENGTH的值，请返回到文件的顶部，并将其定义为无符号值0x07。

返回到while(1)循环中，添加在激活S1后更改LED2电平的代码，以s1_pressed的true值表示。类似于第9章中写入的内容，但此时需要将要通过USB发送的字符串复制到send_str变量，并将s1_pressed变量设置为false：

最后要添加的代码是用于外部IRQ10的回调函数的代码。将其放置在hal_entry ()函数的括号后面。通过复习第9章，了解回调函数的一些详细信息。首先，需要导入g_bsp_leds结构，并用其初始化我们的本地Leds变量。然后将s1_pressed设置为true，表示事件已发生，接下来将新值写入引脚寄存器。最后，利用r_usb_basic模块的R_USB_Write() API，通过USB端口发送该字符串。

还记得USB描述符g_usb_descriptor吗？现在该描述符将发挥作用。USB需要有关器件、其配置和供应商信息的准确描述。该文件十分复杂，具有长达484行代码。有关该描述符的说明，请参阅《FSP用户手册》的r_usb_basic部分，有关如何构建该描述符的详细说明，请参见通用串行总线规范2.0版（复制下方网址到浏览器中打开查看）：

http://www.usb.org/developers/docs/

但这里有两个捷径：一个是在本手册的网站上下载本手册练习的源文件

 

https://www.renesas.cn/cn/zh/products/microcontrollers-microprocessors/ra-cortex-m-mcus/ra-book

另一个是使用FSP配置器放置在项目ra目录下的模板。其名称为r_usb_pcdc_descriptor.c.template，可以在“项目资源管理”中转到ra → fsp → src → r_usb_pcdc文件夹进行访问（参见图10-10）。将该文件复制到hal_entry.c所在的src文件夹中，并将其重命名为r_usb_descriptor.c。修改供应商ID和产品ID，以便与您自己的产品ID相匹配。如果尚未获得这些数据，暂时使用值0x045BU和0x5310U。到这一步已经完成了要进行的设置和要编写的代码。

图10-10：FSP配置器自动创建USB描述符的模板

最后还需要编译项目。第一次执行此操作需要较长时间，因为需要对项目中包含的所有FSP模块的代码进行编译。在项目编译完成后，如果没有任何错误和警告，即可连接EK-RA6M4评估板并启动调试会话。打开“Debug”（调试）透视图，双击“Resume”（恢复）以启动程序。作为快速测试手段，按一次S1，以查看LED2是否切换。

10.3 在主机端设置接收器

在程序运行的情况下，将第二根USB type A转Micro-B电缆连接到评估板的系统控制和生态系统访问区域左下方标有J11的USB端口。将另一端插入Windows工作站，稍等片刻，直到Windows识别该电路板，对其进行枚举并安装驱动程序。

启动终端仿真器程序。在本练习的开发过程中，用到了Tera Term，它是一款非常实用的工具。

复制以下网址在浏览器中打开查看：

https://ttssh2.osdn.jp/

在Tera Term中，可以看到列出的CDC串行端口。在图10-11中显示为COM3，但在其他PC上可能有所不同。如果不确定，使用Windows的“Device Manager”（设备管理器）来查找电路板所连接的端口。

图10-11：如果Windows正确识别该电路板，它将在Tera Term中列为串行连接

如果没有列出该电路板，或者“Device Manager”（设备管理器）指示错误，则驱动程序可能有问题。请复制以下网址到浏览器中打开，参见瑞萨知识库中有关此主题的最新支持条目以解决此问题：

https://en-support.renesas.com/knowledgeBase/18959077

在已建立连接并运行Tera Term的情况下，多次按下S1，应该可以看到绿色LED2切换，其输出到终端的状态如图10-12所示。

图10-12：在传输运行的情况下，每次按下S1时，终端程序都会显示LED2的状态

您已成功完成本练习！

本章要点：

使用FSP配置器和USB中间件便于增加对USB端口的支持。

要进行USB传输，必须具有USB描述符文件。