|**银杏科技有限公司旗下技术文档发布平台** ||||
|技术支持电话|**0379-69926675-801** |||
|技术支持邮件|Gingko@vip.163.com |||
^ 版本 ^ 日期 ^ 作者 ^ 修改内容 ^
| V1.0 | 2020-04-17 | gingko | 初次建立 |
\\
\\
\\
\\
\\
===== STM32CubeMX教程二十——读/写U盘（大容量存储器） =====
1. 新建工程：在主界面选择File-->New Project 或者直接点击ACCEE TO MCU SELECTOR
{{ :icore3:icore3_cube_20_1.png?direct | }}
2. 出现芯片型号选择，搜索自己芯片的型号，双击型号，或者点击Start Project进入配置
在搜索栏的下面，提供的各种查找方式，可以选择芯片内核、型号等等，可以帮助你查找芯片。本实验选取的芯片型号为：STM32F407IGTx。
{{ :icore3:icore3_cube_20_2.png?direct | }}
3. 配置RCC，使用外部时钟源
{{ :icore3:icore3_cube_20_3.png?direct | }}
4. 配置调试引脚
{{ :icore3:icore3_cube_20_4.png?direct | }}
5. 将LED对应的3个引脚（PI5，PI6，PI7）设置为GPIO_Output
{{ :icore3:icore3_cube_20_5.png?direct | }}
6. 引脚模式配置
{{ :icore3:icore3_cube_20_6.png?direct | }}
7. 配置UART4
{{ :icore3:icore3_cube_20_7.png?direct | }}
8. 配置USB_OTG_HS
{{ :icore3:icore3_cube_20_8.png?direct | }}
9. 配置USB_HOST
{{ :icore3:icore3_cube_20_9.png?direct | }}
10. 配置文件系统
{{ :icore3:icore3_cube_20_10.png?direct | }}
11. 时钟源设置，选择外部高速时钟源，配置为最大主频
{{ :icore3:icore3_cube_20_11.png?direct | }}
12. 工程文件的设置, 这里就是工程的各种配置 我们只用到有限几个，其他的默认即可 IDE我们使用的是 MDK5
{{ :icore3:icore3_cube_20_12.png?direct | }}
13. 点击Code Generator，进行进一步配置
{{ :icore3:icore3_cube_20_13.png?direct | }}
* **Copy all used libraries into the project folder**
* 将HAL库的所有.C和.H都复制到所建工程中
* 优点：这样如果后续需要新增其他外设又可能不再用STM32CubeMX的时候便会很方便
* 缺点：体积大，编译时间很长
* **Copy only the necessary library files**
* 只复制所需要的.C和.H（推荐）
* 优点：体积相对小，编译时间短，并且工程可复制拷贝
* 缺点：新增外设时需要重新用STM32CubeMX导入
* **Add necessary library files as reference in the toolchain project configuration file**
* 不复制文件，直接从软件包存放位置导入.C和.H
* 优点：体积小，比较节约硬盘空间
* 缺点：复制到其他电脑上或者软件包位置改变，就需要修改相对应的路径
自行选择方式即可
14. 然后点击GENERATE CODE 创建工程
{{ :icore3:icore3_cube_20_14.png?direct | }}
创建成功，打开工程。
\\
\\
\\
\\
===== 实验二十：USBH_MSC实验——读/写U盘（大容量存储器） =====
==== 一、 实验目的与意义 ====
- 了解STM32 USB HOST结构。
- 了解STM32 USB HOST特征。
- 掌握STM32 HAL库中USBH_MSC的配置方法。
- 掌握USBH_MSC 使用方法。
- 掌握Keil MDK集成开发环境使用方法。
==== 二、 实验设备及平台 ====
- iCore3 双核心板。[[https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z10.1-c.w4024-251734887.3.5923532fXD2RIN&id=524229438677&scene=taobao_shop|点击购买]]
- JLINK（或相同功能）仿真器。[[https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z10.5-c.w4002-251734908.13.20822b61MmPeNN&id=554869837940|点击购买]]
- Micro USB线缆。
- Keil MDK 开发平台。
- STM32CubeMX开发平台。
- 装有WIN XP（及更高版本）系统的计算机。
==== 三、 实验原理 ====
=== 1、USBH_MSC及USB大容量存储设备 ===
* MSC是一种计算机和移动设备之间的传输协议，它允许一个通用串行总线（USB）设备来访问主机的计算设备，使两者之间进行文件传输。
* USB大容量存储设备类（The USB mass storage device class）是一种计算机和移动设备之间的传输协议，它允许一个通用串行总线（USB）设备来访问主机的计算设备，使两者之间进行文件传输
=== 2、USB_MSC HOST ===
* USB MSC设备中的固件（firmware）或者硬件（hardware），必须要实现下面这些功能：
* 检测和响应通用的USB Request和USB总线上的事件。
* 检测和响应来自USB设备的关于信息或者动作的USB Mass Storage Request。
* 检测和响应，从USB Transfer中获得的SCSI Command。这些业界标准的命令,是用来获得状态信息，控制设备操作，向存储介质块中读取（read block）和写入（write block）数据的。
* 另外，设备如果想要向存储介质中，创建/读取/写入，文件/文件夹的话，那么就涉及到文件系统，还要实现对应的文件系统。嵌入式系统中常见的文件系统有FAT16或FAT32。
=== 3、USB MSC Device ==
* 我们所关注的U盘，就是所谓的MSC设备，大容量存储设备。
* U盘的功能，就是数据存储。而对应的数据传输，用的是USB中的Bulk Transfer。
=== 4、USB MSC相关的协议 ===
* USB MSC Bulk-Only (BBB) Transport
* 如上所述，Bulk-only是USB设备端，此处的U盘和USB Host端，即普通PC，之间信息交换的协议。Bulk Only Transport，也被简称为BOT。
* USB MSC USB Attached SCSI Protocol (UASP)
* “Attached”顾名思义，是附在某个上面的，此处即附在SCSI协议的上面的，即SCSI协议的补充部分。
* UASP规范，定义了关于如何在USB 2.0和USB 3.0中，UAS的传输标准是如何实现的，并且给出了一些范例和一些推荐的做法。
{{ :icore3:icore3_arm_hal_20_1.png?direct |}}
* 如上图，我们U盘实现的功能，主要就是数据的读写，而Device和Host之间的数据通信，主要有两种：
* CBI：主要用于Floppy设备，所以新的设备，都很少用此协议
* BOT：Bulk-Only Transport，也称BBB（Bulk/Bulk/Bulk），而对于BOT/BBB来说，对其提高USB总线利用率，提高了USB速度后，就是对应的UASP协议，故此处称UASP为BOT的增强版的协议。
=== 5、USBH_MSC实验介绍 ===
* 硬件框架图：
{{ :icore3:icore3_arm_hal_20_2.png?direct&600 |}}
* USBH_MSC实验是用STM32F407的USB接口实现iCore3作为主机对U盘（即USB大容量存储器）实现读／写操作并通过串口打印到电脑上并显示的实验。
* 实验内容：
* 通过cube MX库提供的代码来实现STM32对U盘或者读卡器等大容量USB存储设备的读写操作，本实验是向存储设备中新建一个名为test.txt的文件，并向文件中写入数据，待写入成功后，读出文件的内容，并通过终端显示出来。
==== 四、 实验程序 ====
=== 1. 主函数 ===
int main(void)
{
HAL_Init();
SystemClock_Config();
MX_GPIO_Init();
MX_UART4_Init();
MX_FATFS_Init();
MX_USB_HOST_Init();
uart4.printf("\x0c");
uart4.printf("\033[1;32;40m");
uart4.printf("\r\nHello, I am iCore3.\r\n");
while (1)
{
MX_USB_HOST_Process();
LED_RED_ON;
}
}
* 对于USB主机，需要调用一个重要函数MX_USB_HOST_Process，该函数用于实现USB主机通信的核心状态机处理，该函数必须在主函数里面，被循环调用，而且调用频率得比较快才行（越快越好），以便及时处理各种事务。注意，MX_USB_HOST_Process函数仅在U盘识别阶段，需要频繁反复调用，但是当U盘被识别后，剩下的操作（U盘读写），都可以由USB中断处理。
=== 2. 用户处理函数 ===
static void USBH_UserProcess (USBH_HandleTypeDef *phost, uint8_t id)
{
int i,j;
static FRESULT res;
unsigned char write_buffer[512];
unsigned char read_buffer[512];
unsigned int counter;
switch(id)
{
case HOST_USER_SELECT_CONFIGURATION:
break;
case HOST_USER_DISCONNECTION:
Appli_state = APPLICATION_DISCONNECT;
break;
case HOST_USER_CLASS_ACTIVE:
//f_mount
res = f_mount(&fatfs,"0:",1);
if(res != RES_OK){
USBH_UsrLog("\r\nf_mount error!");
return;
}else{
USBH_UsrLog("\r\nf_mount successful!");
}
//f_open
for(i = 0; i < 512 ; i ++)write_buffer[i] = i % 256;
res = f_open(&file,"0:/test.txt",FA_READ | FA_WRITE | FA_OPEN_ALWAYS);
if(res != RES_OK){
USBH_UsrLog("f_open error!");
return;
}else{
USBH_UsrLog("f_open successful!");
}
//f_lseek
res = f_lseek(&file,0);
if(res != RES_OK){
USBH_UsrLog("f_lseek error!");
return;
}else{
USBH_UsrLog("f_lseek successful!");
}
//f_write
res = f_write(&file,write_buffer,512,&counter);
if(res != RES_OK || counter != 512){
USBH_UsrLog("f_write error!");
return;
}else{
USBH_UsrLog("f_write successful!");
} //f_lseek
res = f_lseek(&file,0);
if(res != RES_OK){
USBH_UsrLog("f_lseek error!");
return;
}else{
USBH_UsrLog("f_lseek successful!");
}
//f_read
res = f_read(&file,read_buffer,512,&counter);
if(res != RES_OK || counter != 512){
return;
}else{
USBH_UsrLog("f_read successful!");
}
f_close(&file);
USBH_UsrLog("read data:");
for(i = 0;i < 32;i++){
for(j = 0; j < 16; j ++)
USBH_UsrLog("%02X ",read_buffer[i*16+j]);
}
memset(read_buffer,0,sizeof(read_buffer));
break;
case HOST_USER_CONNECTION:
Appli_state = APPLICATION_START;
break;
default:
break;
}
}
=== 3. 打印函数 ===
* USBH自带打印输出，但是需要向串口4打印输出，需要修改相应的打印输出参数。在打印调试输出之前需要打开USBH_DEBUG。打开方式参照iCore3_CubeMX教程二十_USBH_MSC或在usbh_conf.h中将宏定义USBH_DEBUG_LEVEL改为
#define USBH_DEBUG_LEVEL 1U
* 打开USBH_DEBUG后，需将打印信息输出到串口4，即将打印信息修改为
#if (USBH_DEBUG_LEVEL > 0U)
#define USBH_UsrLog(...) uart4.printf(__VA_ARGS__);\
uart4.printf("\r\n");
#else
#define USBH_UsrLog(...) do {} while (0)
#endif
#if (USBH_DEBUG_LEVEL > 1U)
#define USBH_ErrLog(...) do { \
uart4.printf("ERROR: ") ; \
uart4.printf(__VA_ARGS__); \
#define USBH_ErrLog(...) do {} while (0)
#endif
#if (USBH_DEBUG_LEVEL > 2U)
#define USBH_DbgLog(...) do { \
uart4.printf("DEBUG : ") ; \
uart4.printf(__VA_ARGS__); \
uart4.printf("\r\n"); \
} while (0)
#else
* 即可正常向串口4打印调试信息。
==== 五、 实验步骤 ====
- 把仿真器与iCore3的SWD调试口相连（直接相连或者通过转接器相连）；
- 将跳线帽插在USB_UART；
- 把iCore3（USB_UART）通过Micro USB线与计算机相连，为iCore3供电；
- 把USB_OTG通过Micor USB线与U盘或者读卡器相连，向此存储设备写入文件；
- 打开Keil MDK 开发环境，并打开本实验工程；
- 打开PuTTY串口中断（注：PuTTY使用方法见附录）；
- 烧写程序到iCore3上；
- 也可以进入Debug 模式，单步运行或设置断点验证程序逻辑。
==== 六、 实验现象 ====
* 打开串口终端可以显示操作过程，操作完成后可以通过电脑查看U盘是否操作成功，成功后U盘内新建一个test.txt文件。
{{ :icore3:icore3_arm_hal_20_3.png?direct |}}
**附录：**
**PuTTY使用方法：**
* 1、iCore3供电后，打开计算机——属性——设备管理器——端口，查看iCore3所占用的COM口；
{{ :icore3:icore3_arm_hal_20_4.png?direct |}}
* 2、打开PuTTY；
{{ :icore3:icore3_arm_hal_20_5.png?direct |}}
* 3、烧写程序验证