一种基于面向对象化的单片机USB软件开发系统及方法技术方案

本发明专利技术提供一种基于面向对象化的单片机USB软件开发系统及方法，包括STM32中断服务、USB HAL库、虚拟USB设备对象和USB设备注册模块，STM32中断服务提供响应USB中断的入口；USB HAL库提供实现USB数据中断回调、控制中断回调和API调用这些操作的标准函数接口；虚拟USB设备对象与USB HAL库的标准函数接口关联，用于实现USB数据传输、事件响应、功能操作，以及虚拟USB设备对象的基本配置；USB设备注册模块用于设置USB设备各自的操作方法，与虚拟USB设备中的功能操作关联。本发明专利技术将设备对象功能操作模块与USB设备相关联，方便切换不同的USB设备。

【技术实现步骤摘要】
一种基于面向对象化的单片机USB软件开发系统及方法
本专利技术涉及一种基于面向对象化的程序处理方法和单片机USB软件开发方法，具体而言，涉及一种基于面向对象化的单片机USB软件开发方法。
技术介绍
在国家电网关于智能融合终端目前采用CPU+MCU组合的设计，而CPU和MCU之间的通讯采用了USB总线通讯，所以USB总线通讯在智能融合终端中显得尤为重要。USB总线作为一种高速串行总线，其极高的传输速度可以满足高速数据传输的应用环境要求，可挂载多个外设、支持四种传输模式，以及兼容良好等优点，满足智能融合终端设备对实时性的需求。但在实际的单片机USB开发中，通常的芯片SDK并不支持USB设备多功能配置和功能切换，而且较为复杂的枚举过程，且不同的MCU有不同的USB驱动，而且USB接口也分为高速，全速和低速接口，都极大的增加开发的工作难度和工作量，且不利于系统的稳定性和可移植化的需求，最终可能会影响设备内部通讯的实时性和稳定性的需求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种基于面向对象化的单片机USB软件开发方法。实现本专利技术目的的技术解决方案为：一种基于面向对象化的单片机USB软件开发系统，包括STM32中断服务、USBHAL库、虚拟USB设备对象和USB设备注册模块，所述STM32中断服务用于提供响应USB中断的入口；所述USBHAL库用于提供实现USB数据中断回调、控制中断回调和API调用这些操作的标准函数接口；所述虚拟USB设备对象与所述USBHAL库的标准函数接口关联，用于实现USB数据传输、事件响应、功能操作，以及虚拟USB设备对象的基本配置；所述USB设备注册模块用于注册USB设备的信息，包括USB设备各自的操作方法，与虚拟USB设备中的功能操作关联，在需要操作USB设备时，直接使用在USB设备注册模块的操作方法，调用USBHAL库的API接口进行操作，或者调用虚拟USB设备进行功能配置，切换配置功能对应的API接口，完成功能切换。所述USBHAL库包括USB数据中断回调接口、USB控制中断回调接口和USB的API接口，其中USB数据中断接口用于处理枚举后的USB数据收发，包含USB数据传输的输入、输出和完成这些响应；USB控制中断回调接口用于实现USB的枚举过程，包含USB枚举过程中设置、重置、连接这些控制操作；USB的API接口包含对USB的端点操作。所述虚拟USB设备对象包括设备对象管理模块、USB数据处理模块、USB事件处理模块和设备对象功能操作模块，其中设备对象管理模块包含对虚拟USB设备的初始化、启动、停止这些基本操作；USB数据处理模块关联USB数据中断回调接口，实现对USB数据的传输；USB事件处理模块关联控制中断回调接口，实现枚举过程中设置、重置、连接这些事件处理；设备对象功能操作模块关联USB的API接口，实现所有端点功能操作。所述USB设备注册模块包括设备描述符、接口描述符和设备的操作方法这些基本信息，其中设备的操作方法，与设备对象功能操作模块关联。一种基于面向对象化的单片机USB软件开发方法，基于上述任一项所述的系统进行面向对象化的单片机USB软件开发。本专利技术与现有技术相比，其显著优点为：虚拟USB设备对象可以包含所有的功能操作，将设备对象功能操作模块与USB设备相关联，那么USB设备就有了一整套的USB的功能操作，而且USB设备可以通过对虚拟USB对象管理做配置操作，切换不同的USB设备。附图说明图1为本专利技术基于面向对象化的单片机USB软件开发系统的框图。图2是本专利技术基于面向对象化的单片机USB软件开发方法的流程图。具体实施方式为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。本专利技术基于面向对象化的单片机USB软件开发系统及其方法，在基于STM32的HAL库的基础上做了进一步的开发，使USB软件开发模块化，抽象化，且更加具有扩展性，让智能融合终端设备内部通讯更加稳定，高速。如图1所示，一种基于面向对象化的单片机USB软件开发系统，包括STM32中断服务，USBHAL库，虚拟USB设备对象，USB设备注册模块，其中：（1）STM32中断服务STM32的中断服务是STM32响应USB中断的入口。中断其实就是当CPU执行程序时，由于发生了某种随机的事件(外部或内部)，引起CPU暂时中断正在运行的程序，转去执行一段特殊的服务程序(中断服务子程序或中断处理程序)，以处理该事件，该事件处理完后又返回被中断的程序继续执行，这一过程就称为中断，引发中断地称为中断源。比如：看电视时突然门铃响，那么门铃响就相当于中断源。有些中断还能够被其他高优先级的中断所中断，那么这种情况又叫做中断的嵌套。Crotex-M3内核支持256个中断，其中包含了16个内核中断和240个外部中断。但STM32并没有使用M3内核的全部东西，而是只用了它的一部分。例如STM32F10x芯片有84个中断通道，包括16个内核中断和68个可屏蔽中断，对于STM32F103系列芯片只有60个可屏蔽中断，在STM32F107系列才有68个。除了个别异常的优先级被定死外，其它异常的优先级都是可编程的。这些中断通道已按照不同优先级顺序固定分配给相应的外部设备。（2）USBHAL库HAL库是STM32官方提供的一种标准的函数接口，包括USB数据中断回调接口，USB控制中断回调接口，以及USB的API接口。USB的数据的中断接口用于处理枚举后的USB数据收发，主要包含USB数据传输的输入、输出和完成响应。USB的控制中断回调接口用于实现USB的枚举过程中的一些操作，主要包含USB枚举过程中的一些SETUP、RESET等一些控制操作。USB的API接口主要包含对USB的端点的一些操作。（3）虚拟USB设备虚拟USB设备对象包括设备对象管理模块，USB数据处理模块，USB事件处理模块，以及设备对象功能操作模块。虚拟USB设备对象管理模块包含对虚拟USB设备的初始化、START、STOP等那些基本操作。USB数据处理模块关联HAL库的OUT，IN和Complete中断，主要用于枚举后的数据传输。虚拟USB事件处理模块包含了一整套枚举过程的事件处理，包括SETUP，RESTART，CONNECT等，与HAL库的控制中断回调接口相关联。设备对象功能操作模块包含了设备所支持的所有端点功能操作，与HAL库的USBAPI接口相关联。将虚拟USB设备对象与HAL库相关联，那么这个虚拟的USB设备对象就有了USB的中断的所有响应回调和端点操作。（4）USB设备注册模块USB设备注册模块用于注册USB设备的信息，主要包含设备的描述符，接口描述符，以及设备本身的操作方法。通常一个接口描述符代表一个USB设备，根据不同的接口描述符可建立多个USB设备，每个设备的包含各自的操作方法，将这些操本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于面向对象化的单片机USB软件开发系统，其特征在于，包括STM32中断服务、USB HAL库、虚拟USB设备对象和USB设备注册模块，所述STM32中断服务用于提供响应USB中断的入口；所述USB HAL库用于提供实现USB数据中断回调、控制中断回调和API调用这些操作的标准函数接口；所述虚拟USB设备对象与所述USB HAL库的标准函数接口关联，用于实现USB数据传输、事件响应、功能操作，以及虚拟USB设备对象的基本配置；所述USB设备注册模块用于设置USB设备各自的操作方法，与虚拟USB设备中的功能操作关联，在需要操作USB设备时，直接使用在USB设备注册模块的操作方法，调用USB HAL库的API接口进行操作，或者调用虚拟USB设备进行功能配置，切换配置功能对应的API接口，完成功能切换。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于面向对象化的单片机USB软件开发系统，其特征在于，包括STM32中断服务、USBHAL库、虚拟USB设备对象和USB设备注册模块，所述STM32中断服务用于提供响应USB中断的入口；所述USBHAL库用于提供实现USB数据中断回调、控制中断回调和API调用这些操作的标准函数接口；所述虚拟USB设备对象与所述USBHAL库的标准函数接口关联，用于实现USB数据传输、事件响应、功能操作，以及虚拟USB设备对象的基本配置；所述USB设备注册模块用于设置USB设备各自的操作方法，与虚拟USB设备中的功能操作关联，在需要操作USB设备时，直接使用在USB设备注册模块的操作方法，调用USBHAL库的API接口进行操作，或者调用虚拟USB设备进行功能配置，切换配置功能对应的API接口，完成功能切换。


2.根据权利要求1所述的基于面向对象化的单片机USB软件开发系统，其特征在于，所述USBHAL库包括USB数据中断回调接口、USB控制中断回调接口和USB的API接口，其中USB数据中断接口用于处理枚举后的USB数据收发，包含USB数据传输的输入、输出和完成这些响应；USB控制中断...

【专利技术属性】
技术研发人员：樊驰舟，周红卫，
申请(专利权)人：江苏润和软件股份有限公司，江苏润和科技投资集团有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32