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10. 使用“靈活配置軟件包”通過

USB端口發送數據

本章目錄

使用FSP配置器設置USB端口

創建代碼

在主機端設置接收器

10.2 創建代碼

現在，添加初始化USB端口和執行端口寫入所需的代碼。由于本練習需要輸入大量的內容，建議您通過瑞薩網站從本手冊對應的網頁下載該實驗的解決方案，這樣只需按照說明進行操作，而無需手動輸入代碼。

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

如果決定自行編寫所有內容，首先在“Project Explorer”（項目資源管理器）中通過雙擊打開hal_entry.c文件。為了確保程序正常運行，需要定義多個全局變量。首先，在hal_entry()函數的頭部之前聲明USB驅動程序狀態的枚舉。其類型應該是usb_status_t，可以將其命名為usb_event。接下來，添加一個usb_setup_t類型的結構（在r_usb_basic_api.h中進行聲明），并將其命名為usb_setup。我們稍后將在解碼某些USB事件時使用該變量，該變量將在USB事件循環內進行初始化。

接下來，我們需要一個變量來保存USB模塊的編號。將其設置為uint8_t類型，命名為g_usb_module_number，并為其賦值“0x00”。最后，聲明類型為usb_class_t的USB類類型的結構，將其命名為g_usb_class_type，并為其賦值“0x00”。如果要了解我們使用的各種類型的詳細信息，請參見《Renesas靈活配置軟件包 (FSP) 用戶手冊》，該手冊可以從FSP的GitHub網站下載。

添加這些內容后，此部分代碼現在應如下所示：

我們自己的代碼也依賴于一些靜態全局變量。請添加到USB全局變量下方：

命名為send_str的字符數組用于保存我們要通過USB發送的文本。將其初始化為“LED on ”，因為將LED2切換到“ON”后，將首次使用該變量。下一個變量為s1_pressed，其類型為uint8_t，并需要聲明為volatile，因為其值在用戶按鈕S1的回調例程中將更改為true。默認情況下，其值為false，將由IRQ10中斷的回調例程設置為true，表示已按下該按鈕，因此通知主程序該事件已發生。

如果沒有將該變量聲明為volatile，C編譯器的優化程序可能不會在每次使用該變量時重新讀取其值，因此hal_entry()內部的循環可能無法識別到更改。

第三個變量用于保存LED2的電平，在啟動時應該初始化為BSP_IO_LEVEL_HIGH。每次激活S1時，切換該變量的值。

至此，我們已經聲明了所有的全局變量，可以繼續編寫hal_entry()函數內的代碼。首先，我們需要一個靜態變量，用于保存虛擬UART通信端口的設置，如比特率、停止位和數據位的數量以及奇偶校驗類型。該變量的類型應該是usb_pcdc_linecoding_t，建議將其命名為g_line_coding。將“在此添加您自己的代碼”占位符替換為聲明。稍后將在USB事件處理程序循環中初始化該變量。

接下來，編寫代碼以打開并啟用外部IRQ10，將其連接到評估板的S1。與第9章一樣，使用IRQ FSP驅動程序的相應函數：

啟用中斷后，需要打開USB并獲取類類型和模塊編號。為此，使用r_usb_basic上的g_basic0USB驅動程序模塊的相關函數，并將控制結構傳遞給這些函數，將引用傳遞給配置結構（適用于Open() 函數）和相關的變量。溫馨提示，e2 studio中的代碼補全功能和開發人員幫助可幫助您編寫這些代碼行。

中斷和USB端口的初始化現已完成。接下來編寫的所有代碼都應該放置在while(1)循環內，因為這部分程序將循環執行。首先，我們編寫用于獲取和處理端口的USB相關事件的代碼。USB驅動程序關聯多個事件，但為了簡潔起見，僅處理USB_STATUS_REQUEST事件。如果要全面了解事件處理程序，請參見《靈活配置軟件包 (FSP) 用戶手冊》中的USB外設通信設備類(r_usb_pcdc)文檔。在此，可以找到此類處理程序的代碼示例以及流程圖。

現在，您的第一個任務是通過調用R_USB_EventGet()函數來初始化usb_event變量，然后編寫處理程序，只有發生USB_STATUS_REQUEST事件時才能執行該處理程序。在if – then – else結構中，首先設置USB端口，然后確定是否請求線路設置。如果是，通過傳遞g_line_coding變量來配置虛擬UART設置。

如果否，則查詢主機是否要接收UART設置。如果是，請將其發送給主機。最后，如果發生事件，在此不進行處理，直接確認。

下面是我們的處理程序版本的完整代碼：

可以看到，在處理程序中LINE_CODING_LENGTH出現兩次。由于我們還沒有定義INE_CODING_LENGTH的值，請返回到文件的頂部，并將其定義為無符號值0x07。

返回到while(1)循環中，添加在激活S1后更改LED2電平的代碼，以s1_pressed的true值表示。類似于第9章中寫入的內容，但此時需要將要通過USB發送的字符串復制到send_str變量，并將s1_pressed變量設置為false：

最后要添加的代碼是用于外部IRQ10的回調函數的代碼。將其放置在hal_entry ()函數的括號后面。通過復習第9章，了解回調函數的一些詳細信息。首先，需要導入g_bsp_leds結構，并用其初始化我們的本地Leds變量。然后將s1_pressed設置為true，表示事件已發生，接下來將新值寫入引腳寄存器。最后，利用r_usb_basic模塊的R_USB_Write() API，通過USB端口發送該字符串。

還記得USB描述符g_usb_descriptor嗎？現在該描述符將發揮作用。USB需要有關器件、其配置和供應商信息的準確描述。該文件十分復雜，具有長達484行代碼。有關該描述符的說明，請參閱《FSP用戶手冊》的r_usb_basic部分，有關如何構建該描述符的詳細說明，請參見通用串行總線規范2.0版（復制下方網址到瀏覽器中打開查看）：

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

但這里有兩個捷徑：一個是在本手冊的網站上下載本手冊練習的源文件

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

另一個是使用FSP配置器放置在項目ra目錄下的模板。其名稱為r_usb_pcdc_descriptor.c.template，可以在“項目資源管理”中轉到ra → fsp → src → r_usb_pcdc文件夾進行訪問（參見圖10-10）。將該文件復制到hal_entry.c所在的src文件夾中，并將其重命名為r_usb_descriptor.c。修改供應商ID和產品ID，以便與您自己的產品ID相匹配。如果尚未獲得這些數據，暫時使用值0x045BU和0x5310U。到這一步已經完成了要進行的設置和要編寫的代碼。

圖10-10：FSP配置器自動創建USB描述符的模板

最后還需要編譯項目。第一次執行此操作需要較長時間，因為需要對項目中包含的所有FSP模塊的代碼進行編譯。在項目編譯完成后，如果沒有任何錯誤和警告，即可連接EK-RA6M4評估板并啟動調試會話。打開“Debug”（調試）透視圖，雙擊“Resume”（恢復）以啟動程序。作為快速測試手段，按一次S1，以查看LED2是否切換。

10.3 在主機端設置接收器

在程序運行的情況下，將第二根USB type A轉Micro-B電纜連接到評估板的系統控制和生態系統訪問區域左下方標有J11的USB端口。將另一端插入Windows工作站，稍等片刻，直到Windows識別該電路板，對其進行枚舉并安裝驅動程序。

啟動終端仿真器程序。在本練習的開發過程中，用到了Tera Term，它是一款非常實用的工具。

復制以下網址在瀏覽器中打開查看：

https://ttssh2.osdn.jp/

在Tera Term中，可以看到列出的CDC串行端口。在圖10-11中顯示為COM3，但在其他PC上可能有所不同。如果不確定，使用Windows的“Device Manager”（設備管理器）來查找電路板所連接的端口。

圖10-11：如果Windows正確識別該電路板，它將在Tera Term中列為串行連接

如果沒有列出該電路板，或者“Device Manager”（設備管理器）指示錯誤，則驅動程序可能有問題。請復制以下網址到瀏覽器中打開，參見瑞薩知識庫中有關此主題的最新支持條目以解決此問題：

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

在已建立連接并運行Tera Term的情況下，多次按下S1，應該可以看到綠色LED2切換，其輸出到終端的狀態如圖10-12所示。

圖10-12：在傳輸運行的情況下，每次按下S1時，終端程序都會顯示LED2的狀態

您已成功完成本練習！

本章要點：

使用FSP配置器和USB中間件便于增加對USB端口的支持。

要進行USB傳輸，必須具有USB描述符文件。