使用 CH567 实现 USB1 串口

这次的目标是实现一个 USB 转串口的设备，参考的是Arduino Leonardo 的 USB CDC。这个串口是标准USB串口，在Windows 下无需驱动。首先抓取描述符如下：

USB Composite Device

Device Descriptor Arduino Leonardo

Configuration Descriptor 1 Bus Powered, 500 mA

Interface Association Descriptor Abstract Control Model

Interface Descriptor 0/0 CDC Control, 1 Endpoint

Header Functional Descriptor

Call Management Functional Descriptor

Abstract Control Management Functional Descriptor

Union Functional Descriptor

Endpoint Descriptor 81 1 In, Interrupt, 64 ms

Interface Descriptor 1/0 CDC Data, 2 Endpoints

Endpoint Descriptor 02 2 Out, Bulk, 64 bytes

Endpoint Descriptor 83 3 In, Bulk, 64 bytes

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实现了上面的描述符之后，就能保证插入系统后 Windows 设备管理器上不会出现惊叹号。Windows 支持的标准 CDC 动作有下面8个【参考1】

1. SET_LINE_CODING  用于主机对设备设置波特率，停止位，奇偶校验和位数
2. GET_LINE_CODING用于主机取得设备当前波特率，停止位，奇偶校验和位数
3. SET_CONTROL_LINE_STATE 用于产生 RS-232/V.24 标准的控制信号
4. SEND_BREAK
5. SERIAL_STATE  返回状态信息，比如：奇偶校验错误
6. SEND_ENCAPSULATED_COMMAND
7. GET_ENCAPSULATED_RESPONSE
8. RESPONSE_AVAILABLE

从实际验证的结果看起来（就是前面提到的使用 Arduino Leonardo 作为验证对象），实现 1-3 的支持外加 2个Endpoint Bulk传输即可实现通讯。

 1.SET_LINE_CODING  的实现。收到 bRequestType ==0x21, bRequest== SET_LINE_CODING  即可判定这个操作；之后用 ENDPOINT 0 的OUT 中返回当前的LineInfo；最后再通过 ENDPOINT 0 的 IN 返回0字节

2. GET_LINE_CODING  的实现。收到 bRequestType ==0xA1, bRequest== GET_LINE_CODING  即可判定这个操作；之后直接返回当前的LineInfo；最后再通过 ENDPOINT 0 的 IN 返回0字节

3. SET_CONTROL_LINE_STATE 的实现。收到 bRequestType ==0x21, bRequest== 0x22  即可判定这个操作；之后直接通过ENDPOINT 0 的 IN 返回0字节。

实现上面的操作之后，即可使用串口工具打开设备产生的串口了。接下来实现串口传输的模拟：

1. 从Windows（HOST） 对CH567通过串口工具发送数据。数据会出现在 endpoint2 OUT上，我们将收到的数据送到CH567的串口上，然后再通过一个额外的串口转USB即可看到。具体代码是：

                        if(intstatus == (UIS_TOKEN_OUT|2))             /* endpoint 2 下传 */
                        {
                                if(R8_USB1_INT_ST&bUIS_TOG_OK)
                                {

                                        // 下传是 HOST -> DEVICE
                                        // 用串口工具打开设备对应的串口，然输入的内容可以在 Debug 串口上看到
                                        for (i=0; i<R16_USB1_RX_LEN; i++)
                                        {
                                                printf("%X ",UsbEp2OUTBuf[i]);
                                        }
                                        printf("\n");
                                }
                        }

2.从CH567定时对 Windows 发送字符串，使用串口工具打开CH567端口后可以看到这个字符串。修改有2处，第一个是发送的代码，在main.c 中每隔5秒发送一次：

        while(1)
        {
                mDelaymS(5000);
                if (UsbConfig!=0)
                {
                        memcpy( UsbEp3INBuf, &Msg[0], sizeof( Msg ));
                        R16_UEP3_T_LEN1 =  sizeof( Msg );
                        R8_UEP3_TX_CTRL1 = (R8_UEP3_TX_CTRL1 & ~ MASK_UEP_T_RES) | UEP_T_RES_ACK;
                }
        };

另外一处是当CH567收到 Endpoint3 IN 中断时，使用0字节来回复给主机

 if(intstatus == (UIS_TOKEN_IN|3))             /* endpoint 3 上传 */
                        {
                                R16_UEP3_T_LEN1 =  0;
                                R8_UEP3_TX_CTRL1 = (R8_UEP3_TX_CTRL1 & ~ MASK_UEP_T_RES) | UEP_T_RES_ACK;
                        }

此外，还有一处需要特别注意的是：必须使用高波特率用于 printf 的串口输出（>1Mhz），实验中我使用的是 CH343 6Mhz的波特率，否则会发生丢失log的情况（实际上有跑到代码，但是对应那句话的 Log 不出现，这个问题我调试了2天，在USB 逻辑分析仪上看到了发送的数据包，但是串口 Log说没有）。

运行结果如下，左侧是用于调试的CH343产生的串口，右边是CH567模拟出来的串口。当我们对CH567发送”1234567”时，CH567收到后会从UART再次送出，因此我们在左侧能看到；此外，CH567每隔5秒发送一次”www.lab-z.com”字符串在右侧窗口可以看到。

完整代码下载：

参考：

1. https://www.silabs.com/documents/public/application-notes/AN758.pdf