TUTORIAL: Comunicação USB no MikroC

Olá pessoal !!! 

Aqui no blog, há alguns projetos envolvendo comunicação USB, mas em nenhum deles expliquei como fazer essa comunicação.

Então neste post mostrarei um passo-a-passo de como fazer uma comunicação USB com PIC através do compilador MikroC PRO PIC.

1 - Criar um Novo Projeto
Abra o mikroC PRO, e crie um novo projeto.

2 - HID Terminal
Para configurar o PIC como um USB HID Device, é necessário gerar um arquivo de descrição de funções de acordo com os padrões USB HID.

Após criado o projeto, deve abrir a ferramenta HID Terminal, que se encontra no Menu Tools.

Na aba Descriptor deve-se preencher os dados de configuração conforme a figura acima. Você pode alterar os valores de VID, PID, Vendor Name e Product Name. Os valores de Report Length (Input e Output) também podem ser alterados. Esse valores correspondem ao tamanho do buffer de transmissão e recepção de dados.

Em seguida clique em Save Descriptor para o arquivo ser salvo.

Esse arquivo precisa ser inserido no projeto. No menu Project, clique em Add File to Project e selecione o arquivo USBdsc.c, que você salvou anteriormente.

3 - Código
Utilizaremos a biblioteca USB HID do mikroC.

A biblioteca possui quatro funções.
HID_Enable(char * readBuffer, char *writeBuffer) - Habilita a comunicação USB.
HID_Read() - Verifica se algum dado foi recebido.

Obs.: A função não retorna os dados recebidos. todos os dados recebidos são salvos no buffer.

HID_Write(char *writeBuffer, char Length) - Envia um dado pela USB.
HID_Disable() - Desabilita a comunicação USB.

1º: Declara-se o buffer. O tamanho máximo para o buffer é 64 bytes.

//Declara-se duas variáveis do buffer de recepção e transmissão
//a diretiva absolute especifica o endereço de memória onde estas variáveis serão salvas.
//Leia o datasheet do PIC para mais informações.
unsigned char HidReadBuff[64]  absolute 0x500; //USB RAM
unsigned char HidWriteBuff[64] absolute 0x540; //USB RAM

2º: É necessário inserir a função de execução dos serviços de USB, Usb_Interrupt_Proc() ou USB_Polling_Proc().
A função USB_Interrupt_Proc() deve ser chamada dentro de uma interrupção. Na maioria dos projetos é necessário a sua utilização.

A função USB_Polling_Proc() não é chamada dentro de uma interrupção. Esta função deve ser chamada periodicamente, dentro de um loop infinito, de preferência a cada 100 microssegundos. Esta função é utilizada somente em casos onde não é possível utilizar o vetor de interrupção, como por exemplo, num projeto de Bootloader USB.
Obs.: Para utilizar esta função deve-se alterar o arquivo descriptor "UsbDsc.c". Edite a seguinte linha no arquivo:

Se o valor da variável for 0 deverá utilizar a função USB_Polling_Proc(). Caso for 1 utilizará a função Usb_Interrupt_Proc().

3º - Por fim, escreva seu código.
Exemplo:

unsigned char HidReadBuff[64]  absolute 0x500;
unsigned char HidWriteBuff[64] absolute 0x540;

void interrupt()
{
 Usb_Interrupt_Proc();
}

void main()
{
  HID_Enable(&HidReadBuff, &HidWriteBuff); //Habilita a comunicação USB

  while(1)
{
    if(HID_Read() > 0) //Verifica se recebeu algum dado.
    {
      if(HidReadBuff[0]==1) //Faz a leitura do primeiro byte recebido
      {
        PORTB.B0 = ~PORTB.B0; //aciona alguma coisa.
      }
      
      HidWriteBuff[0] = PORTB; //Escreve um byte no buffer de transmissão
      while(!Hid_Write(HidWriteBuff, 64)); //Envia algo atraves da USB para o PC.
    }
}
}
    

4 - Configuração do cristal e...

Modo Full Speed:

O Modo Full Speed, a velocidade do clock é de 48Mhz. A biblioteca do MikroC trabalha com este modo.
Veja as configurações necessárias:

PLL Prescaler Selection - Seleciona o valor do cristal a ser utilizado no seu projeto. Exemplo: Divide by 4(16Mhz oscillator input) quer dizer que você deve utilizar um cristal de 16 MHz.

System Clock Postcaler Selection - Deixe como a imagem acima. Divide o valor da frequência do clock e do PLL.

USB Clock Selection - Seleciona a fonte de clock da USB. Deixe como a a imagem acima.

Oscillator Selection - Seleciona a fonte de clock do PIC. Escolha somente aquelas com PLL Enable.

USB Voltage Regulator - Deve estar habilitado.

Obs.:

• Quando o PLL é ativado, o clock da USB é de 48Mhz e seu código também rodará à 48Mhz. Não esquece de configurar a frequência no seu projeto.

• Não é possível utilizar o clock interno.

Modo Low Speed

Para Low Speed USB , ajuste o clock à 24 Mhz (veja o datasheet ) e define o valor do registro UCFG.FSEN para 0. Isto faz também que a velocidade de clock da CPU seja de 24 MHz.

5 - Está Pronto!!!

Projeto concluído, é hora de testar.

Ao conectar o microcontrolador no PC, irá aparecer uma mensagem informativa do Windows.

Não há necessidade de instalar drivers.

Abra o HID Terminal para visualizar e transmitir os dados para seu microcontrolador. Você também pode utilizar qualquer programa criado com Visual C#, Basic, Java, etc, desde que este tivesse os devidos componentes de comunicação USB.

Isto é tudo pessoal!! Se tiver alguma dúvida é só PERGUNTAR.