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icore3_arm_hal_20

这是本文档旧的修订版!


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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  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。  3. 配置RCC,使用外部时钟源  4. 配置调试引脚  5. 将LED对应的3个引脚(PI5,PI6,PI7)设置为GPIO_Output  6. 引脚模式配置  7. 配置UART4  8. 配置USB_OTG_HS  9. 配置USB_HOST  10. 配置文件系统  11. 时钟源设置,选择外部高速时钟源,配置为最大主频  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  13. 点击Code Generator,进行进一步配置

  • 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  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

  1. 了解STM32 USB HOST结构
  2. 了解STM32 USB HOST特征
  3. 掌握STM32 HAL库中USBH_MSC的配置方法
  4. 掌握USBH_MSC 使用方法
  5. 掌握Keil MDK集成开发环境使用方法

二、 实验设备及平台

  1. iCore3 双核心板。点击购买
  2. JLINK(或相同功能)仿真器。点击购买
  3. Micro USB线缆。
  4. Keil MDK 开发平台。
  5. STM32CubeMX开发平台。
  6. 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 === * 普通列表项目

  • 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。

  • 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:

  • 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)  
{  
  /* USER CODE BEGIN 1 */  
  int i;  
  unsigned char buffer[64];  
  unsigned char send_buffer[64];  
  static int counter;  
  RTC_DateTypeDef sDate;  
  RTC_TimeTypeDef sTime;  
  /* USER CODE END 1 */  
  HAL_Init();  
  SystemClock_Config();  
  /* Initialize all configured peripherals */  
  MX_GPIO_Init();  
  MX_RTC_Init();  
  MX_USB_DEVICE_Init();  
  /* USER CODE BEGIN WHILE */  
  while (1)  
  {  
    /* USER CODE END WHILE */  
        if(systick.second_flag == 1){  
            systick.second_flag = 0;  
            if(hUsbDeviceHS.dev_state == USBD_STATE_CONFIGURED){  
                if(counter ++ % 2){  
                    HAL_RTC_GetTime(&hrtc, &sTime, RTC_FORMAT_BIN);  
                    HAL_RTC_GetDate(&hrtc, &sDate, RTC_FORMAT_BIN);  
                    memset(send_buffer,0,64); 
                    sprintf((char *)send_buffer,"time:%02d:%02d:%02d  %02d-%02d-%02d",sTime.Hours,sTime.Minutes,sTime.Seconds,sDate.Year,sDate.Month,sDate.Date);
                    USBD_HID_SendReport(&hUsbDeviceHS,send_buffer,64);  
                }else{  
                    memset(send_buffer,0,64);  
                    if(ARM_KEY_STATE == KEY_DOWN)  
                        sprintf((char *)send_buffer,"key:KEY PRESS");  
                    else  
                        sprintf((char *)send_buffer,"key:");  
                    USBD_HID_SendReport(&hUsbDeviceHS,send_buffer,64); 
                }         
            }         
        }  
        //接收命令处理
        if(usb_receive_flag == 1){  
            usb_receive_flag = 0;  
            memcpy(buffer,usb_receive_buffer,usb_receive_counter);  
            memset(usb_receive_buffer,0,usb_receive_counter);  
            for(i = 0;i < 64;i++){  
                buffer[i] = tolower(buffer[i]);  
            }  
            command_process(buffer);  
        }        
  }  
}
  • 在主函数的while循环中通过定时器,定时向主机发送时间数据。再通过USB处理函数对主机发送过来的数据进行接收处理,并送入处理函数进行处理,实现相应的功能。

2. 时钟函数

void HAL_SYSTICK_Callback(void)  
{  
    //中断时间1ms, 
static int counter = 0;  
 
    if((counter ++ % 250) == 0){  
        systick.second_flag = 1;      
    }  
}
  • 通过时钟函数计时,定时向主机发送数据

3. usb驱动文件修改

  • 因为hal库中的驱动没有对hid设备接收函数的处理,需要修改usbd_hid.c文件。主要是添加USBD_HID_DataOut函数,增加对从主机发送的数据接收功能。
static uint8_t  USBD_HID_DataOut (USBD_HandleTypeDef *pdev,   
                              uint8_t epnum)  
{  
    if(epnum == HID_EPOUT_ADDR){  
        usb_receive_counter = USBD_GetRxCount(pdev,epnum);  
        if(pdev->dev_state == USBD_STATE_CONFIGURED){  
            usb_receive_flag = 1;  
  USBD_LL_PrepareReceive(pdev,HID_EPOUT_ADDR,usb_receive_buffer,HID_EPOUT_SIZE);  
        }  
    }  
  return USBD_OK;  
}
  • 修改USBD_HID_Init函数,增加USBD_LL_OpenEP函数语句与USBD_LL_PrepareReceive函数语句,保证相应功能的初始化。
/* Open Ep Out */  
    USBD_LL_OpenEP(pdev, HID_EPOUT_ADDR, USBD_EP_TYPE_INTR, HID_EPOUT_SIZE);   
    /* Prepare Out endpoint to receive next packet */  
    USBD_LL_PrepareReceive(pdev, HID_EPOUT_ADDR, usb_receive_buffer, HID_EPOUT_SIZE); 
  • 在usbd_hid.h中添加对EPOUT参数地址与大小的定义
#define HID_EPOUT_ADDR                              0x01  
#define HID_EPOUT_SIZE                              0x40 
  • 利用上位机hid.exe与iCore3通讯,HID设备的描述符需要进行修改,以便可以与上位机软件进行通讯。主要是对usbd_desc.c 设备描述符与usbd_hid.c配置描述符进行修改。这些描述符决定了HID设备的类型与定义,上位机需要根据这些描述符发出相应的指令控制。直接将程序中的usbd_hid.c文件替换为例程文件的usbd_hid.c。在usbd_desc.c中需要修改USBD_HS_DeviceDesc中的相应描述配置,将宏定义中的一些参数进行修改,即可实现hid描述符的修改。
#define USBD_VID     0x483  
#define USBD_LANGID_STRING     1033  
#define USBD_MANUFACTURER_STRING     "Gingko"  
#define USBD_PID_HS     0x5720  
#define USBD_PRODUCT_STRING_HS     "iCore3 in HS mode"  
#define USBD_SERIALNUMBER_STRING_HS     "00000000001A"  
#define USBD_CONFIGURATION_STRING_HS     "HID Config"  
#define USBD_INTERFACE_STRING_HS     "HID Interface"  
#define USB_SIZ_BOS_DESC            0x0C 

五、 实验步骤

  1. 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);
  2. 把跳线帽插在USBOTG;
  3. 把iCore3(USB_OTG)通过Micro USB线与计算机相连,为iCore3供电;
  4. 打开Keil MDK开发环境,并打开本实验工程;
  5. 烧写程序到iCore3;
  6. 也可以进入Debug模式,单步运行或设置断点验证程序逻辑;
  7. 打开usb_hid.exe进行验证。

六、 实验现象

  • 点击测试软件的LED控制按钮,iCore3上的LED灯的颜色状态将发生变化,点击校准时间,将用电脑系统的时间校准iCore3的内部RTC,按下iCore3上的ARM-KEY,按键状态栏将显示按键的状态(如下图所示)。

icore3_arm_hal_20.1587115690.txt.gz · 最后更改: 2020/04/17 17:28 由 fmj