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icore4t_35
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版本 日期 作者 修改内容
V1.0 2020-03-17 gingko 初次建立




STM32CubeMX教程三十五——USBD_MSC实验(FS)


1.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:STM32H750IBKx。 3.配置RCC,使用外部时钟源 4.时基源选择SysTick 5.将PA10,PB7,PB8设置为GPIO_Output 6.引脚模式配置 7.配置USB_OTG_FS 引脚模式配置 8.配置USB_DEVICE 9.配置SDMMC1 10.时钟源设置,选择外部高速时钟源,配置为最大主频 11.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 MDK V5.27 12.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

13.然后点击GENERATE CODE 创建工程 创建成功,打开工程。





实验三十五:USBD_MSC实验(FS)——虚拟U盘(SD卡)

一、 实验目的与意义

  1. 了解STM32 USB SLAVE结构。
  2. 了解STM32 USB SLAVE特征。
  3. 掌握USB SLAVE MSC的使用方法。
  4. 掌握STM32 HAL库中USB SLAVE属性的配置方法。
  5. 掌握KEIL MDK 集成开发环境使用方法。

二、 实验设备及平台

  1. iCore4T 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.USB OTG FS简介

  • STM32H750系列芯片自带有2个USB OTG,其中USB1是高速USB(USB1 OTG HS);USB2是全速USB(USB2 OTG FS)。
  • STM32H750的USB OTG FS是一款双角色设备(DRD)控制器,同时支持从机功能和主机功能,完全符合USB2.0规范的On-The-Go补充标准。此外,该控制器也可配置为“仅主机”模式或“仅从机”模式,完全符合USB2.0规范。在主机模式下,OTG FS支持全速(FS,12Mb/s)和低速(LS,1.5Mb/s)收发器,而从机模式下则仅支持全速(FS,12Mb/s)收发器。OTG FS同时支持HNP和SRP。

2.USB OTG FS主要特性

  • STM32H750的USB OTG FS主要特性可分为三类:通用特性、主机模式特性和从机模式特性。
  • (1) 通用特性
    • 经USB-IF认证,符合通用串行总线规范第2.0版
    • 集成全速PHY,且完全支持定义在标准规范OTG补充第2.0版中的OTG协议
      • 支持A-B器件识别(ID线)
      • 支持主机协商协议(HNP)和会话请求协议(SRP)
      • 允许主机关闭VBUS以在OTG应用中节省电池电量
      • 支持通过内部比较器对VBUS电平采取监控
      • 支持主机到从机的角色动态切换
    • 可通过软件配置为以下角色:
      • 具有SRP功能的USB FS从机(B器件)
      • 具有SRP功能的USB FS/LS主机(A器件)
      • USB On-The-Go全速双角色设备
    • 支持FS SOF和LSKeep-alive令牌
      • SOF脉冲可通过PAD输出
      • SOF脉冲从内部连接到定时器2(TIM2)
      • 可配置的帧周期
      • 可配置的帧结束中断
    • 具有省电功能,例如在USB挂起期间停止系统、关闭数字模块时钟、对PHY和DFIFO电源加以管理
    • 具有采用高级FIFO控制的4KB专用RAM
      • 可将RAM空间划分为不同FIFO,以便灵活有效地使用RAM
      • 每个FIFO可存储多个数据包
      • 动态分配存储区
      • FIFO大小可配置为非2的幂次方值,以便连续使用存储单元
    • 一帧之内可以无需要应用程序干预,以达到最大USB带宽
  • (2) 主机(Host)模式特性
    • 通过外部电荷泵生成VBUS电压。
    • 多达16个主机通道(管道):每个通道都可以动态实现重新配置,可支持任何类型的USB传输。
    • 内置硬件调度器可:
      • 在周期性硬件队列中存储多达16个中断加同步传输请求
      • 在非周期性硬件队列中存储多达16个控制加批量传输请求
  • 管理一个共享RX FIFO、一个周期性TX FIFO和一个非周期性TX FIFO,以有效使用USB数据RAM。
  • (3) 从机(Slave/Device)模式特性
    • 1个双向控制端点0
    • 8个IN端点(EP),可配置为支持批量传输、中断传输或同步传输
    • 8个OUT端点(EP),可配置为支持批量传输、中断传输或同步传输
    • 管理一个共享RxFIFO和一个Tx-OUTFIFO,以高效使用USB数据RAM
    • 管理多达9个专用Tx-INFIFO(分别用于每个使能的INEP),降低应用程序负荷支持软断开功能。

3.OTG FS框图

  • 对于USB OTG FS功能模块,STM32H750通过AHB总线访问(AHB频率必须大于30Mhz),另外,USB OTG的内核时钟必须是48Mhz,由RCC_D2CCIP2R寄存器的USBSEL[1:0]位选择:00,禁止USB内核时钟;01,USB内核时钟来自pll1_q_ck;10,USB内核时钟来自pll3_q_ck;11,USB内核时钟来自hsi48_ck;因为pll1_q_ck和pll3_q_ck很有可能被其他外设用作时钟,不方便设置为48Mhz,因此我们一般使用hsi48_ck作为USB OTG内核时钟(USBSEL[1:0]=11),这样就不会受到其他外设的影响。

4.SDMMC简介

  • (1) SDMMC指的是SD、SDIO 、MMC卡主机接口,提供APB2外设总线和多媒体卡(MMCs),数字安全记忆卡(SD)和SDIO卡。
  • (2) MMC的全称是“Multi Media Card”――所以也通常被叫做“多媒体卡”,是一种小巧大容量的快闪存储卡,特别应用于移动电话 和数字影像及其他移动终端中。
  • (3) SD卡,数字安全记忆卡(Secure Digital Memory Card),是 用于移动设备的标准记忆卡。SD卡数据传送和物理规范由MMC发 展而来,大小和MMC差不多。长宽和MMC一样,比MMC稍微厚了一点。兼容性方面SD卡向下兼容多媒体卡(Multi Media Card)。
  • (4) SDIO是在SD内存卡接口的基础上发展起来的外设接口,SDIO接 口兼容以前的SD内存卡,并且可以连接SDIO接口的设备。目前,根据SDIO协议的SPEC,SDIO接口支持的设备总类有蓝牙,网卡,电视卡等。
  • 本实验使用STM32H750的USB OTG FS利用SD卡虚拟U盘,用USB线连接PC机与开发板的USB FS Micro USB接口,在电脑上就可以像操作普通U盘那样来操作开发板中的MicroSD卡。原理图如下:

四、 实验程序

1.主函数

int main(void)
{
    uint8_t sd_state = HAL_OK;
    HAL_Init();
    SystemClock_Config();
 
    i2c.initialize();
    axp152.initialize();
    axp152.set_dcdc1(3500);//[ARM & FPGA BK1/2/6 &OTHER]
    axp152.set_dcdc2(1200);//[FPGA INT & PLL D]
    axp152.set_aldo1(2500);//[FPGA PLL A]
    axp152.set_dcdc4(3300);//[POWER_OUTPUT]
    axp152.set_dcdc3(3300);//[FPGA BK4][Adjustable]
    axp152.set_aldo2(3300);//[FPGA BK3][Adjustable]
    axp152.set_dldo1(3300);//[FPGA BK7][Adjustable]
    axp152.set_dldo2(3300);//[FPGA BK5][Adjustable]
 
    MX_GPIO_Init();
    MX_SDMMC1_SD_Init();
    MX_USB_DEVICE_Init();
    sd_state = HAL_SD_Init(&hsd1);
    /*配置SD总线宽度(选择4位模式)*/
    if (sd_state == HAL_OK)
    {
      if (HAL_SD_ConfigWideBusOperation(&hsd1, SDMMC_BUS_WIDE_4B) != HAL_OK)
      {
      sd_state = HAL_ERROR;
      }
    }
    LED_ON;
  while (1)
  {
  }
}
 

2.USB_DEVICE初始化

void MX_USB_DEVICE_Init(void)
{
  /* 初始化设备库,添加支持的类并启动该库. */
  if (USBD_Init(&hUsbDeviceFS, &FS_Desc, DEVICE_FS) != USBD_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
  if (USBD_RegisterClass(&hUsbDeviceFS, &USBD_MSC) != USBD_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
  if (USBD_MSC_RegisterStorage(&hUsbDeviceFS, &USBD_Storage_Interface_fops_FS) != USBD_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
  if (USBD_Start(&hUsbDeviceFS) != USBD_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
/* 启用USB电压检测器 */
  HAL_PWREx_EnableUSBVoltageDetector();
}
 

3.SDMMC1初始化函数

void MX_SDMMC1_SD_Init(void)
{
  hsd1.Instance = SDMMC1;
  hsd1.Init.ClockEdge = SDMMC_CLOCK_EDGE_RISING;
  hsd1.Init.ClockPowerSave = SDMMC_CLOCK_POWER_SAVE_DISABLE;
  hsd1.Init.BusWide = SDMMC_BUS_WIDE_4B;
  hsd1.Init.HardwareFlowControl = SDMMC_HARDWARE_FLOW_CONTROL_DISABLE;
  hsd1.Init.ClockDiv = 10;
  hsd1.Init.TranceiverPresent = SDMMC_TRANSCEIVER_NOT_PRESENT;
  if (HAL_SD_Init(&hsd1) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
}
void HAL_SD_MspInit(SD_HandleTypeDef* sdHandle)
{
  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
  if(sdHandle->Instance==SDMMC1)
  {
    /* SDMMC1时钟使能 */
    __HAL_RCC_SDMMC1_CLK_ENABLE();
    __HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE();
    __HAL_RCC_GPIOD_CLK_ENABLE();
    /**SDMMC1引脚配置  
    PC12     ------> SDMMC1_CK
    PC11     ------> SDMMC1_D3
    PC10     ------> SDMMC1_D2
    PD2     ------> SDMMC1_CMD
    PC9     ------> SDMMC1_D1
    PC8     ------> SDMMC1_D0 
    */
    GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_12|GPIO_PIN_11|GPIO_PIN_10|GPIO_PIN_9 
                          |GPIO_PIN_8;
    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;
    GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
    GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH;
    GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF12_SDIO1;
    HAL_GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStruct);
    GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_2;
    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;
    GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL; 
    GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH;
    GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF12_SDIO1;
    HAL_GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStruct);
  }
}

4.STORAGE_Read_FS函数

int8_t STORAGE_Read_FS(uint8_t lun, uint8_t *buf, uint32_t blk_addr, uint16_t blk_len)
{
    uint32_t timeout = 10000;
    if(HAL_SD_ReadBlocks(&hsd1,(uint8_t*)buf, blk_addr, blk_len, timeout) == USBD_OK){
            while(((HAL_SD_GetCardState(&hsd1) == HAL_SD_CARD_TRANSFER ) ? HAL_OK : HAL_ERROR) != HAL_OK)
            {
                if (timeout-- == 0)
                {
                    return -1;
                }
            }
    }   
  return (USBD_OK);
}

5.STORAGE_Write_FS函数

int8_t STORAGE_Write_FS(uint8_t lun, uint8_t *buf, uint32_t blk_addr, uint16_t blk_len)
{
    uint32_t timeout = 10000;
    if(HAL_SD_WriteBlocks(&hsd1,(uint8_t*)buf, blk_addr, blk_len, timeout) == USBD_OK){
            while(((HAL_SD_GetCardState(&hsd1) == HAL_SD_CARD_TRANSFER ) ? HAL_OK : HAL_ERROR) != HAL_OK)
            {
                if (timeout-- == 0)
                {
                    return -1;
                }
            }
    }
  return (USBD_OK);
}

五、 实验步骤

  1. 把仿真器与iCore4T的SWD调试口相连(直接相连或者通过转接器相连);
  2. 把iCore4T通过Micro USB线与计算机相连,为iCore4T供电;
  3. 打开Keil MDK 开发环境,并打开本实验工程;
  4. 烧写程序到iCore4T上;
  5. 将iCore4T的USB FS Micro USB口通过Micro USB线与计算机相连;
  6. 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

icore4t_35.txt · 最后更改: 2022/04/01 10:50 由 sean