差别

这里会显示出您选择的修订版和当前版本之间的差别。

--- usb_msc实验_读_写u盘_大容量存储器 [2019/12/21 11:04]
zhangzheng
+++ usb_msc实验_读_写u盘_大容量存储器 [2022/03/22 10:20] (当前版本)
sean
@@ 行 1: / 行 1: @@
-[[http://www.cnblogs.com/xiaomagee/p/7482828.html]]
+|  **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  |  2020-07-04  |  gingko  |  初次建立  |
+===== 实验十七：USB_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USB HOST MSC的使用方法。
+  - 掌握STM32 HAL库中USB HOST属性的配置方法。
+  - 掌握KEIL MDK 集成开发环境使用方法。
+==== 二、 实验设备及平台 ====
+  - iCore4 双核心板[[https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z10.1-c-s.w4004-22598974120.15.5923532fsFrHiE&id=551864196684|点击购买]]。
+  - JLINK（或相同功能）仿真器[[https://item.taobao.com/item.htm?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、U盘简介 ===
+  * U盘，全称USB闪存盘，英文名“USBflashdisk”。它是一种使用USB接口的无需物理驱动器的微型高容量移动存储产品，通过USB接口与主机连接，实现即插即用，是最常用的移动存储设备之一。
+  * STM32F767的USB_OTG_HS支持U盘，并且ST官方提供了USB HOST大容量存储设备（MSC）例程，本实验，我们就要移植该例程到iCore4双核心板上，以通过STM32F767的USB HOST接口，读写U盘或SD卡读卡器等设备。
+=== 2、USB简介 ===
+  * USB，是英文UniversalSerialBUS（通用串行总线）的缩写，而其中文简称为“通串线，是一个外部总线标准，用于规范电脑与外部设备的连接和通讯。是应用在PC领域的接口技术。USB接口支持设备的即插即用和热插拔功能。USB是在1994年底由英特尔、康柏、IBM、Microsoft等多家公司联合提出的。
+  * USB发展到现在已经有USB1.0/1.1/2.0/3.0等多个版本。目前用的最多的就是USB1.1和USB2.0，USB3.0目前已经开始普及。STM32F767自带的USB符合USB2.0规范。
+  * 标准USB共四根线组成,除VCC/GND外，另外为D+和D-，这两根数据线采用的是差分电压的方式进行数据传输的。在USB主机上，D-和D+都是接了15K的电阻到地的，所以在没有设备接入的时候，D+、D-均是低电平。而在USB设备中，如果是高速设备，则会在D+上接一个1.5K的电阻到VCC，而如果是低速设备，则会在D-上接一个1.5K的电阻到VCC。这样当设备接入主机的时候，主机就可以判断是否有设备接入，并能判断设备是高速设备还是低速设备。接下来，我们简单介绍一下STM32的USB控制器。
+  * STM32F767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），高速USB（HS）需要外扩高速PHY芯片实现。
+=== 3、USB_OTG主要特性 ===
+  * 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**
+  * OTG_FS/OTG_HS 接口的通用特性如下：
+    *  经USB-IF认证，符合通用串行总线规范第2.0版
+    *  OTGHS支持3个PHY接口
+      * – 片上全速PHY
+      * – 连接外部全速PHY的I2C接口
+      * – 连接外部高速PHY的ULPI接口
+    *  模块内嵌的PHY还完全支持定义在标准规范OTG补充第1.3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OTG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USBFS/HS从机（B器件）
+      * – 具有SRP功能的USBFS/HS/LS主机（A器件）
+      * – USBOn-The-Go全速双角色设备
+  *  支持FS/HSSOF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(TIMx)
+      * – 可配置的帧周期
+      * – 可配置的帧结束中断
+  *  OTGHS内嵌DMA，并可软件配置AHB的批量传输类型。
+  *  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1.25K[FS]/4K[HS]字节专用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
+  * **(2) 主机模式特性**
+  * OTG_FS/OTG_HS接口在主机模式下具有以下主要特性和要求：
+    *  通过外部电荷泵生成VBUS电压。
+    *  多达12[FS]/16[HS]个主机通道（又称之为管道）：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：
+      * – 在周期性传输硬件队列中存储多达12[FS]/16[HS]个中断加同步传输请求
+      * – 在非周期性传输硬件队列中存储多达12[FS]/16[HS]个控制加批量传输请求
+    *  管理一个共享RxFIFO、一个周期性传输TxFIFO和一个非周期性传输TxFIFO，以有效使用USB数据RAM。
+  * **(3) 从机模式特性**
+  * OTG_FS/OTG_HS接口在从机模式下具有以下主要特性：
+    *  1个双向控制端点0
+    *  5[FS]/7[HS]个IN端点(EP)，可配置为支持批量传输、中断传输或同步传输
+    *  具有5[FS]/7[HS]个OUT端点，可配置为支持批量、中断或同步传输
+    *  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6[FS]/8[HS]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。
+=== 4、高速OTG模块框图 ===
+{{ :icore4:icore4_arm_hal_17_1.png?direct |}}
+=== 5、OTG_HS中断 ===
+{{ :icore4:icore4_arm_hal_17_2.png?direct |}}
+  * 上图显示了中断层级，当OTG_HS控制器在一种模式下（设备模式或主机模式）工作时，应用程序不得以另一种角色模式访问寄存器。如果发生了非法访问，将会产生模式不匹配中断并在模块中断寄存器（OTG_GINTSTS寄存器中的MMIS位）中反映。当模块从一种角色模式切换到另一种角色模式时，新工作模式下的寄存器必须重新编程为上电复位后的状态。
+=== 6、原理图 ===
+{{ :icore4:icore4_arm_hal_17_3.png?direct |}}
+  * 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，待写入成功之后，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 ===
+<code c>
+int main(void)
+{
+  /* MCU配置 */
+  /* 重置所有外围设别, 初始化Flash接口和Systick. */
+  HAL_Init();
+   SystemClock_Config(); /*配置系统时钟 */
+  /* 初始化所有已配置的外围设备 */
+  MX_GPIO_Init();
+  MX_USB_HOST_Init();
+  MX_USART6_UART_Init();
+  MX_FATFS_Init();
+  usart6.printf("\x0c");              //清屏
+  usart6.printf("\033[1;32;40m");      //设置终端字体为绿色
+  usart6.printf("\r\nHello, I am iCore4.\r\n");  //串口信息输出
+  while (1)
+  {
+    MX_USB_HOST_Process();
+  }
+}
+</code>
+=== 2、USB_HOST初始化 ===
+<code c>
+void MX_USB_HOST_Init(void)
+{
+  /* 初始化主机库，添加支持的类并启动该库*/
+/* 初始化主机核心*/
+  USBH_Init(&hUsbHostHS, USBH_UserProcess, HOST_HS);
+  /* 将类驱动程序链接到主机核心。*/
+  USBH_RegisterClass(&hUsbHostHS, USBH_MSC_CLASS);
+   /* 启动主机核心*/
+  USBH_Start(&hUsbHostHS);
+}
+</code>
+=== 3、USB_HOST后台任务 ===
+<code c>
+void MX_USB_HOST_Process(void)
+{
+  /* USB Host 后台任务 */
+    USBH_Process(&hUsbHostHS);
+}
+</code>
+=== 4、读写测试 ===
+<code c>
+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:
+  Appli_state = APPLICATION_READY;
+    //挂载逻辑驱动器
+    res = f_mount(&fatfs,"0:",1);
+    if(res != RES_OK){
+        USBH_UsrLog("\r\nf_mount error!"); //操作失败红灯闪烁
+        while(1){
+            LED_RED_ON;
+            HAL_Delay(500);
+            LED_RED_OFF;
+            HAL_Delay(500);
+        }
+    }else{
+        USBH_UsrLog("\r\nf_mount successful!");
+    }
+    //打开文件
+    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);   //打开驱动器0上的源文件
+    if(res != RES_OK){
+        USBH_UsrLog("f_open error!");
+        while(1){
+            LED_RED_ON;
+            HAL_Delay(500);
+            LED_RED_OFF;
+            HAL_Delay(500);
+        }
+    }else{
+        USBH_UsrLog("f_open successful!");
+    }
+    //移动文件读/写指针
+    res = f_lseek(&file,0);
+    if(res != RES_OK){
+        USBH_UsrLog("f_lseek error!");
+        while(1){
+            LED_RED_ON;
+            HAL_Delay(500);
+            LED_RED_OFF;
+            HAL_Delay(500);
+        }
+    }else{
+        USBH_UsrLog("f_lseek successful!");
+    }
+    //写文件
+    res = f_write(&file,write_buffer,512,&counter);
+    if(res != RES_OK || counter != 512){
+        USBH_UsrLog("f_write error!");
+        while(1){
+            LED_RED_ON;
+            HAL_Delay(500);
+            LED_RED_OFF;
+            HAL_Delay(500);
+        }
+    }else{
+        USBH_UsrLog("f_write successful!");
+    }
+    //移动文件读/写指针
+    res = f_lseek(&file,0);
+    if(res != RES_OK){
+        USBH_UsrLog("f_lseek error!");
+        while(1){
+            LED_RED_ON;
+            HAL_Delay(500);
+            LED_RED_OFF;
+            HAL_Delay(500);
+        }
+    }else{
+        USBH_UsrLog("f_lseek successful!");
+    }
+    //读文件
+    res = f_read(&file,read_buffer,512,&counter);
+    if(res != RES_OK || counter != 512){
+        USBH_UsrLog("f_read error!");
+        while(1){
+            LED_RED_ON;
+            HAL_Delay(500);
+            LED_RED_OFF;
+            HAL_Delay(500);
+        }
+    }else{
+        USBH_UsrLog("f_read successful!");
+    }
+    f_close(&file); //关闭文件
+    USBH_UsrLog("read data:");
+    for(i = 0;i < 32;i++){
+        for(j = 0; j < 16; j ++)
+            USBH_UsrLog("%02X ",read_buffer[i*16+j]);
+    }
+  break;
+  case HOST_USER_CONNECTION:
+  Appli_state = APPLICATION_START;
+  break;
+  default:
+  break;
+  }
+}
+</code>
+==== 五、 实验步骤 ====
+  - 把仿真器与iCore4的SWD调试口相连（直接相连或者通过转接器相连）；
+  - 将跳线帽插到USB UART；
+  - 把iCore4（USB UART）通过Micro USB线与计算机相连，为iCore4供电；
+  - 打开PuTTY串口终端；
+  - 通过读U盘转接线将U盘（或者读卡器）与iCore4 USB OTG接口相连；
+  - 打开Keil MDK 开发环境，并打开本实验工程；
+  - 烧写程序到iCore4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 ====
+  * 在终端屏幕上可以看到操作信息，如下图所示：
+ {{ :icore4:icore4_arm_hal_17_4.png?direct |}}

用户工具

站点工具

差别

页面工具