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[资料] 「ALIENTEK 阿波罗 STM32F767 开发板资料连载」第六十一章 USB 读卡器(Slave)实验
2020-5-23 16:09:01  166 STM32
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1)实验平台:alientek 阿波罗 STM32F767 开发板
2)摘自《STM32F7 开发指南(HAL 库版)》关注官方微信号公众号,获取更多资料:正点原子



第六十一章 USB 读卡器(Slave)实验
STM32F7 系列芯片都自带了 USB OTG FS 和 USB OTG HS(HS 需要外扩高速 PHY 芯片
实现,速度可达 480Mbps),支持 USB Host 和 USB Device,阿波罗 STM32F7 开发板没有外扩
高速 PHY 芯片,仅支持 USB OTG FS(FS,即全速,12Mbps),所有 USB 相关例程,均使用
USB OTG FS 实现。
本章,我们将向大家介绍如何利用 USB OTG FS 在 ALIENTEK 阿波罗 STM32F7 开发板实
现一个 USB 读卡器。本章分为如下几个部分:
61.1 USB 简介
61.2 硬件设计
61.3 软件设计
61.4 下载验证
61.1 USB 简介
USB ,是英文 Universal Serial BUS(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 USB OTG FS(全速)和 USB OTG HS(高速),其中 HS 需
要外扩高速 PHY 芯片实现,我们这里不做介绍。
STM32F767 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 USB 2.0 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 USB 2.0 规范。在主机模式下,OTG FS 支持全速(FS,12
Mb/s)和低速(LS,1.5 Mb/s)收发器,而从机模式下则仅支持全速(FS,12 Mb/s)收发器。
OTG FS 同时支持 HNP 和 SRP。
STM32F767 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 1.3 版中的 OTG 协议
1,支持 A-B 器件识别(ID 线)
2,支持主机协商协议(HNP)和会话请求协议(SRP)
3,允许主机关闭 VBUS 以在 OTG 应用中节省电池电量
4,支持通过内部比较器对 VBUS 电平采取监控
5,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:
1, 具有 SRP 功能的 USB FS 从机(B 器件)
2, 具有 SRP 功能的 USB FS/LS 主机(A 器件)
3,USB On-The-Go 全速双角色设备
 支持 FS SOF 和 LS Keep-alive 令牌
1,SOF 脉冲可通过 PAD 输出
2,SOF 脉冲从内部连接到定时器 2 (tiM2)
3,可配置的帧周期
3, 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、关闭数字模时钟、对 PHY 和 DFIFO
电源加以管理
 具有采用高级 FIFO 控制的 1.25 KB 专用 RAM
1,可将 RAM 空间划分为不同 FIFO,以便灵活有效地使用 RAM
2,每个 FIFO 可存储多个数据包
3,动态分配存储区
4,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 12 个(FS)/16 个(HS)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:
1,在周期性硬件队列中存储多达 12(FS)/16(HS)个中断加同步传输请求
2,在非周期性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 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
 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
 5(FS)/7(HS)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 Rx FIFO 和一个 Tx-OUT FIFO,以高效使用 USB 数据 RAM
 管理多达 6(FS)/8(HS)个专用 Tx-IN FIFO(分别用于每个使能的 IN EP),降低应用程
序负荷支持软断开功能。
STM32F767 USB OTG FS 框图如图 61.1.1 所示:


图 61.1.1 USB OTG 框图
对于USB OTG FS功能模块,STM32F767通过AHB总线访问(AHB频率必须大于14.2Mhz),
其中 48Mhz 的 USB 时钟,是来自时钟树图里面的 PLL48CLK(和 SDMMC、RNG 共用)。
STM32F7 的主频一般为 216Mhz,而 USB 需要 48Mhz 的时钟,由主 PLL 经过 Q 分频得到:
PLL48CLK=Fvco/PLLQ,Fvco 为 432,设置 PLLQ=9 就可以得到 48Mhz 的 PLL48CLK 频率。
STM32F767 USB OTG FS 的其他介绍,请大家参考《STM32F7 中文参考手册》第 37 章内
容,我们这里就不再详细介绍了。
要正常使用 STM32F767 的 USB,就得编写 USB 驱动,而整个 USB 通信的详细过程是很
复杂的,本书篇幅有限,不可能在这里详细介绍,有兴趣的朋友可以去看看电脑圈圈的《圈圈
教你玩 USB》这本书,该书对 USB 通信有详细讲解。如果要我们自己编写 USB 驱动,那是一
件相当困难的事情,尤其对于从没了解过 USB 的人来说,基本上不花个一两年时间学习,是没
法搞定的。不过,ST 提供了我们一个完整的 USB OTG 驱动库(包括主机和设备),通过这个
库,我们可以很方便的实现我们所要的功能,而不需要详细了解 USB 的整个驱动,大大缩短了
我们的开发时间和精力。
STM32F7 的 USB 例程全部是以 HAL 库的形式提供,使用起来比较复杂,为了更好的与
STM32F1/F2/F4 兼容,我们通过修改 STM32F1/F2/F4 的 USB OTG 库来支持 STM32F7。
ST 提供的 STM32F1/F2/F4 USB OTG 库在: http://www.stmcu.org/document/list/index/
category-523 这里可以下载到(STSW-STM32046)。不过,我们已经帮大家下载到开发板光盘:
8,STM32 参考资料STM32 USB 学习资料,文件名:stm32_f105-07_f2_f4_usb-host-device_
lib.zip。该库包含了 STM32F1/F2/F4 的 USB 主机(Host)和从机(Device)驱动库,并提供
了 14 个例程供我们参考,如图 61.1.2 所示:


图 61.1.2 ST 提供的 USB OTG 例程
如图 61.1.2 所示,ST 提供了 3 类例程:①即设备类(Device,即 Slave)、②主从一体类
(Host_Device)和③主机类(Host),总共 14 个例程。整个 USB OTG 库还有一个说明文档:
CD00289278.pdf(在光盘有提供),即 UM1021,该文档详细介绍了 USB OTG 库的各个组成部分以
及所提供的例程使用方法,有兴趣学习 USB 的朋友,这个文档是必须仔细看的。
这 14 个例程,虽然都是基于官方 STM32F1/F2/F4 EVAL 板,但是很容易移植到我们的阿波
罗STM32F767开发板上,稍作修改就可以支持STM32F7系列。本章我们就是移植:STM32_USB-Host
-Device_Lib_v2.2.0\Project\USB_Device_Examples\MSC 这个例程,以实现 USB 读卡器功能。
61.2 硬件设计
本章实验功能简介:开机的时候先检测 SD 卡、SPI FLASH 和 NAND FLASH 是否存在,
如果存在则获取其容量,并显示在 LCD 上面(如果不存在,则报错)。之后开始 USB 配置,
在配置成功之后就可以在电脑上发现三个可移动磁盘。我们用 DS1 来指示 USB 正在读写,并
在液晶上显示出来,同样,我们还是用 DS0 来指示程序正在运行。
所要用到的硬件资源如下:
1) 指示灯 DS0 、DS1
2) 串口
3) LCD 模块
4) SD 卡
5) SPI FLASH
6) NAND FLASH
7) USB SLAVE 接口
前面 6 部分,在之前的实例中都介绍过了,我们在此就不介绍了。接下来看看我们电脑 USB
与 STM32 的 USB SLAVE 连接口。ALIENTEK 阿波罗 STM32 开发板采用的是 5PIN 的 MiniUSB
接头,用来和电脑的 USB 相连接,连接电路如图 61.2.1 所示:



图 61.2.1 MiniUSB 接口与 STM32 的连接电路图
从上图可以看出,USB 座没有直接连接到 STM32F767 上面,而是通过 P10 转接,所以我
们需要通过跳线帽将 Pa11 和 PA12 分别连接到 D-和 D+,如图 61.2.2 所示:



图 61.2.2 硬件连接示意图
不过这个 MiniUSB 座和 USB-A 座(USB_HOST)是共用 D+和 D-的,所以他们不能同时
使用。这个在使用的时候,要特别注意!!本实验测试时,USB_HOST 不能插入任何 USB 设
备!另外,如果只有 STM32F767 核心板的,可以利用核心板上面的 MicroUSB 接电脑,同样也
可以实现本例程的功能。
61.3 软件设计
本章,我们在:实验 41 NAND FLASH 实验 的基础上修改,代码移植自 ST 官方例程:
STM32_USB-Host-Device_Lib_V2.2.0\Project\USB_Device_Examples\MSC。由于 V2.2.0 的库,
仅提供 IAR 工程,所以无法用 MDK 直接打开 ST 的这个例程,不过大家可以参考 V2.1.0 的库
(光盘有提供:STM32_USB-Host-Device_Lib_V2.1.0.rar),V2.1.0 的库提供了 MDK 工程,它
的工程结构和 V2.2.0 的库是一样的。
我们使用 IAR 打开该例程(V2.2.0 仅提供 IAR 工程)即可知道 USB 相关的代码有哪些,
如图 61.3.1 所示:


图 61.3.1 ST 官方例程 USB 相关代码
有了这个官方例程做指引,我们就知道具体需要哪些文件,从而实现本章例程。
首先,在本章例程(即实验 41 NAND FLASH 实验)的工程文件夹下面,新建一个 USB
文件夹,并拷贝官方 USB 驱动库相关代码到该文件夹下,即拷贝:光盘 8,STM32 参考资料
STM32 USB 学习资料 STM32_USB-Host-Device_Lib_V2.2.0Libraries 文 件 夹 下 的
STM32_USB_Device_Library、STM32_USB_HOST_Library 和 STM32_USB_OTG_Driver 等三个
文件夹的源码到该文件夹下面。
然后,在 USB 文件夹下,新建 USB_APP 文件夹存放 MSC 实现相关代码,即:STM32_USB
-Host-Device_Lib_V2.2.0ProjectUSB_Device_ExamplesMSCsrc 下的部分代码:usb_bsp.c
、usbd_storage_msd.c、usbd_desc.c和 usbd_usr.c等4 个.c 文件,同时拷贝 STM32_USB-Host-Device
_Lib_V2.2.0ProjectUSB_Device_ExamplesMSCinc 下面的:usb_conf.h、usbd_conf.h 和
usbd_desc.h 等三个文件到 USB_APP 文件夹下,最后 USB_APP 文件夹下的文件如图 61.3.2 所
示:


图 61.3.2 USB_APP 代码
之后,根据 ST 官方 MSC 例程,在我们本章例程的基础上新建分组添加相关代码,具体细
节,这里就不详细介绍了,添加好之后,如图 61.3.3 所示:


图 61.3.3 添加 USB 驱动等相关代码
因为这个 USB 库是针对 STM32F1/F2/F4 系列的,并不是针对 STM32F7 系列,需要对部分
代码稍作修改。需要修改的地方有:
1,usb_core.c ,USB_OTG_CoreInit 函数改为:
USB_OTG_STS USB_OTG_CoreInit(USB_OTG_CORE_HANDLE *pdev)
{
USB_OTG_STS status = USB_OTG_OK;
USB_OTG_GUSBCFG_TypeDef usbcfg;
USB_OTG_GCCFG_TypeDef gccfg;
USB_OTG_GAHBCFG_TypeDef ahbcfg;
#if defined (STM32F446xx) || defined (STM32F469_479xx) || defined (STM32F767xx)
//增加对 STM32F767xx 的判断
USB_OTG_DCTL_TypeDef dctl;
   u32 tempreg;
#endif
usbcfg.d32 = 0;
……//省略部分未改动的代码
USB_OTG_EnableCommonInt(pdev);
#endif
#if defined (STM32F446xx) || defined (STM32F469_479xx) || defined (STM32F767xx)
//增加对 STM32F767xx 的判断
//必须注释掉这个(对 usbcfg.srpcap 的修改),否则无法正常使用!!
//usbcfg.d32 = USB_OTG_READ_REG32(&pdev->regs.GREGS->GUSBCFG);
//usbcfg.b.srpcap = 1;
//必须新增对 GOTGCTL 寄存器 bit6,bit7 的设置,否则 USB 工作不正常
tempreg=USB_OTG_READ_REG32(&pdev->regs.GREGS->GOTGCTL); //读 GOTGCTL
tempreg|=1<<6; //设置 BVALOEN=1
tempreg|=1<<7; //设置 BVALOVAL=1
USB_OTG_WRITE_REG32(&pdev->regs.GREGS->GOTGCTL,tempreg); //写 GOTGCTL
dctl.d32 = USB_OTG_READ_REG32(&pdev->regs.DREGS->DCTL);
dctl.b.sftdiscon = 0;
USB_OTG_WRITE_REG32(&pdev->regs.DREGS->DCTL, dctl.d32);
dctl.d32 = USB_OTG_READ_REG32(&pdev->regs.DREGS->DCTL);
//USB_OTG_WRITE_REG32(&pdev->regs.GREGS->GUSBCFG, usbcfg.d32);
USB_OTG_EnableCommonInt(pdev);
#endif
return status;
}2,usb_dcd.c ,DCD_Init 函数,将:
#if defined (STM32F446xx) || defined (STM32F469_479xx)
改为:
#if defined (STM32F446xx) || defined (STM32F469_479xx) || defined (STM32F767xx)
//增加对 STM32F767xx 的判断
3,usb_dcd_int.c ,DCD_HandleEnumDone_ISR 函数,改为:
static uint32_t DCD_HandleEnumDone_ISR(USB_OTG_CORE_HANDLE *pdev)
{
uint32_t hclk = 216000000;
//hclk 时钟为 216Mhz
USB_OTG_GINTSTS_TypeDef gintsts;
USB_OTG_GUSBCFG_TypeDef gusbcfg;
//RCC_clocksTypeDef RCC_Clocks;
//屏蔽掉,系统时钟直接赋值
USB_OTG_EP0Activate(pdev);
/* Get HCLK frequency */
// RCC_GetClocksFreq(&RCC_Clocks); //屏蔽掉,系统时钟直接赋值
//hclk = RCC_Clocks.HCLK_Frequency; //屏蔽掉,系统时钟直接赋值
……//省略部分未改动的代码
}
经过这三处修改(接下来的 USB 例程,都需要做这个修改),就可以使得该库支持 STM32F7
系列芯片了。此外,移植官方库的时候,我们重点要修改的就是 USB_APP 文件夹下面的代码。
其他代码(USB_OTG 和 USB_DEVICE 文件夹下的代码)一般不用修改。
usb_bsp.c 提供了几个 USB 库需要用到的底层初始化函数,包括:IO 设置、中断设置、VBUS
配置以及延时函数等,需要我们自己实现。USB Device(Slave)和 USB Host 共用这个.c 文件。
usbd_desc.c 提供了 USB 设备类的描述符,直接决定了 USB 设备的类型、断点、接口、字
符串、制造商等重要信息。这个里面的内容,我们一般不用修改,直接用官方的即可。注意,
这里:usbd_desc.c 里面的:usbd 即 device 类,同样:usbh 即 host 类,所以通过文件名我们可
以很容易区分该文件是用在 device 还是 host,而只有 usb 字样的那就是 device 和 host 可以共用
的。
usbd_usr.c 提供用户应用层接口函数,即 USB 设备类的一些回调函数,当 USB 状态机处理
完不同事务的时候,会调用这些回调函数,我们通过这些回调函数,就可以知道 USB 当前状态,
比如:是否枚举成功了?是否连接上了?是否断开了?等,根据这些状态,用户应用程序可以
执行不同操作,完成特定功能。
usbd_storage_msd.c 提供一些磁盘操作函数,包括支持的磁盘个数,以及每个磁盘的初始化
和读写等函数。本章我们设置了 3 个磁盘:SD 卡、SPI FLASH 和 NAND FLASH。
以上 4 个.c 文件里面的函数,基本上都是以回调函数的形式,被 USB 驱动库调用的。这些
代码的具体修改过程,我们这里不详细介绍,请大家参考光盘本例程源码,这里只提几个重点
地方讲解下:
1,要使用 USB OTG FS,必须在 MDK 编译器的全局宏定义里面,定义:USE_USB_OTG_FS
宏,如图 58.3.4 所示:



图 61.3.4 定义全局宏 USE_USB_OTG_FS
2,因为阿波罗 STM32F767 开发板没有用到 VUSB 电压检测,所以要在 usb_conf.h 里面,
将宏定义:#define VBUS_SENSING_ENABLED,屏蔽掉。
3,通过修改 usbd_conf.h 里面的 MSC_MEDIA_PACKET 定义值大小,可以一定程度提高
USB 读写速度(越大越快),本例程我们设置 32*1024,也就是 32KB 大小。
4,官方例程不支持大于 4G 的 SD 卡,得修改 usbd_msc_scsi.c 里面的 SCSI_blk_addr 类型
为 uint64_t,才可以支持大于 4G 的卡,官方默认是 uint32_t,最大只能支持 4G 卡。
5,官方例程在 2 个或以上磁盘支持的时候,存在 bug,需要修改 usbd_msc_scsi.c 里面的
SCSI_blk_nbr 变量,将其改为数组形式:uint32_t SCSI_blk_nbr[3]; 这里,数组大小是 3,我
们可以支持最多 3 个磁盘,修改数组的大小,即可修改支持的最大磁盘个数。修改该参数后,
相应的有一些函数要做修改,请大家参考本例程源码。
6,修改 usbd_msc_core.c 里面的 USBD_MSC_MaxLun 定义方式,去掉 static 关键字。然
后,在 usbd_msc_bot.c 里面修改 MSC_BOT_CBW_Decode 函数,将 MSC_BOT_cbw.bLUN > 1
改为:MSC_BOT_cbw.bLUN > USBD_MSC_MaxLun,以支持多个磁盘。
以上 6 点,就是我们移植的时候需要特别注意的,其他我们就不详细介绍了(USB 相关源码解释,请参考:CD00289278.pdf 这个文档),最后修改 main.c 里面代码如下:
USB_OTG_CORE_HANDLE USB_OTG_dev;
extern vu8 USB_STATUS_REG; //USB 状态
extern vu8 bDeviceState; //USB 连接 情况
int main(void)
{
u8 offline_cnt=0;
u8 tct=0;
u8 USB_STA;
u8 Divece_STA;

Cache_Enable(); //打开 L1-Cache
HAL_Init(); //初始化 HAL 库
Stm32_Clock_Init(432,25,2,9); //设置时钟,216Mhz
delay_init(216); //延时初始化
uart_init(115200); //串口初始化
LED_Init(); //初始化 LED
KEY_Init(); //初始化按键
SDRAM_Init(); //初始化 SDRAM
LCD_Init(); //初始化 LCD
W25QXX_Init(); //初始化 W25Q256
PCF8574_Init(); //初始化 PCF8574
my_mem_init(SRAMIN); //初始化内部内存池
my_mem_init(SRAMEX); //初始化外部内存池
my_mem_init(SRAMDTCM); //初始化 DTCM 内存池
POINT_COLOR=RED;
LCD_ShowString(30,50,200,16,16,"Apollo STM32F4/F7");
LCD_ShowString(30,70,200,16,16,"USB Card Reader TEST");
LCD_ShowString(30,90,200,16,16,"ATOM@ALIENTEK");
LCD_ShowString(30,110,200,16,16,"2016/7/20");
if(SD_Init())LCD_ShowString(30,130,200,16,16,"SD Card Error!"); //检测 SD 卡错误
else //SD 卡正常
{
LCD_ShowString(30,130,200,16,16,"SD Card Size: MB");
LCD_ShowNum(134,130,SDCardInfo.CardCapacity>>20,5,16);//显示 SD 卡容量
}
if(W25QXX_ReadID()!=W25Q256)
LCD_ShowString(30,130,200,16,16,"W25Q128 Error!"); //检测 W25Q128 错误
else //SPI FLASH 正常
{
LCD_ShowString(30,150,200,16,16,"SPI FLASH Size:25MB");
}
if(FTL_Init())LCD_ShowString(30,170,200,16,16,"NAND Error!"); //检测 NAND 错误
else //NAND FLASH 正常
{
LCD_ShowString(30,170,200,16,16,"NAND Flash Size: MB");
LCD_ShowNum(158,170,nand_dev.valid_blocknum*nand_dev.block_pagenum*\
nand_dev.page_mainsize>>20,4,16); //显示 SD 卡容量
}
LCD_ShowString(30,190,200,16,16,"USB Connecting..."); //提示正在建立连接
MSC_BOT_Data=mymalloc(SRAMIN,MSC_MEDIA_PACKET); //申请内存
USBD_Init(&USB_OTG_dev,USB_OTG_FS_CORE_ID,&USR_desc,
&USBD_MSC_cb,&USR_cb);
delay_ms(1800);
while(1)
{
delay_ms(1);
if(USB_STA!=USB_STATUS_REG)//状态改变了
{
LCD_Fill(30,210,240,210+16,WHITE);//清除显示
if(USB_STATUS_REG&0x01)//正在写
{
LED1(0);
LCD_ShowString(30,210,200,16,16,"USB Writing...");//提示正在写入数据
}
if(USB_STATUS_REG&0x02)//正在读
{
LED1(0);
LCD_ShowString(30,210,200,16,16,"USB Reading...");//提示正读出数据
}
if(USB_STATUS_REG&0x04)LCD_ShowString(30,230,200,16,16,
"USB Write Err ");//提示写入错误
else LCD_Fill(30,230,240,230+16,WHITE);//清除显示
if(USB_STATUS_REG&0x08)LCD_ShowString(30,250,200,16,16,
"USB Read Err ");//提示读出错误
else LCD_Fill(30,250,240,250+16,WHITE);//清除显示
USB_STA=USB_STATUS_REG;//记录最后的状态
}
if(Divece_STA!=bDeviceState)
{
if(bDeviceState==1)LCD_ShowString(30,190,200,16,16,
"USB Connected ");//提示 USB 连接已经建立
else LCD_ShowString(30,190,200,16,16,
                    "USB DisConnected ");//提示 USB 被拔出了
Divece_STA=bDeviceState;
}
tct++;
if(tct==200)
{
tct=0;
LED1(1);
LED0_Toggle;//提示系统在运行
if(USB_STATUS_REG&0x10)
{
offline_cnt=0;//USB 连接了,则清除 offline 计数器
bDeviceState=1;
}else//没有得到轮询
{
offline_cnt++;
if(offline_cnt>10)bDeviceState=0;//2s 内没收到在线标记代表 USB 被拔出
}
USB_STATUS_REG=0;
}
}
}其中,USB_OTG_CORE_HANDLE 是一个全局结构体类型,用于存储 USB 通信中 USB 内
核需要使用的的各种变量、状态和缓存等,任何 USB 通信(不论主机,还是从机),我们都必
须定义这么一个结构体以实现 USB 通信,这里定义成:USB_OTG_dev。
然后,USB 初始化非常简单,只需要调用 USBD_Init 函数即可,顾名思义,该函数是 USB
设备类初始化函数,本章的 USB 读卡器属于 USB 设备类,所以使用该函数。该函数初始化了
USB 设备类处理的各种回调函数,以便 USB 驱动库调用。执行完该函数以后,USB 就启动了,
所有 USB 事务,都是通过 USB 中断触发,并由 USB 驱动库自动处理。USB 中断服务函数在
usbd_usr.c 里面:
//USB OTG 中断服务函数,处理所有 USB 中断
void OTG_FS_IRQHandler(void)
{
USBD_OTG_ISR_Handler(&USB_OTG_dev);
}
该函数调用 USBD_OTG_ISR_Handler 函数来处理各种 USB 中断请求。因此在 main 函数里
面,我们的处理过程就非常简单,main 函数里面通过两个全局状态变量(USB_STATUS_REG
和 bDeviceState),来判断 USB 状态,并在 LCD 上面显示相关提示信息。
USB_STATUS_REG 在 usbd_storage_msd.c 里面定义的一个全局变量,不同的位表示不同状
态,用来指示当前 USB 的读写等操作状态。
bDeviceState 是在 usbd_usr.c 里面定义的一个全局变量,0 表示 USB 还没有连接;1 表示
USB 已经连接。
注意:因为 USB 通信需要 48Mhz 的 USB 时钟,这了我们把 STM32 的主频倍频到 192Mhz
(稍微超频,不影响正常使用),以得到 48Mhz 的 USB 时钟。接下来的几个 USB 例程,我们
也都采用 192Mhz 的主频,以得到 48Mhz 的 USB 时钟。软件设计部分,就给大家介绍到这里。
61.4 下载验证
在代码编译成功之后,我们下载到阿波罗 STM32 开发板上,在 USB 配置成功后(假设已
经插入SD卡,注意:USB数据线,要插在USB_SLAVE口!不是USB_232端口!另外,USB_HOST
接口,也不要插入任何设备,否则会干扰!!),LCD 显示效果如图 61.4.1 所示:


图 61.4.1 USB 连接成功
此时,电脑提示发现新硬件,并开始自动安装驱动,如图 61.4.2 所示:



图 61.4.2 USB 读卡器被电脑找到
等 USB 配置成功后,DS1 不亮,DS0 闪烁,并且在电脑上可以看到我们的磁盘,如图 61.4.3
所示:


图 61.4.3 电脑找到 USB 读卡器的三个盘符
我们打开设备管理器,在通用串行总线控制器里面可以发现多出了一个 USB 大容量存储
设备,同时看到磁盘驱动器里面多了 3 个磁盘,如图 61.4.4 所示:


图 61.4.4 通过设备管理器查看磁盘驱动器
此时,我们就可以通过电脑读写 SD 卡、SPI FLASH 和 NAND FLASH 里面的内容了。在
执行读写操作的时候,就可以看到 DS1 亮,并且会在液晶上显示当前的读写状态。
注意,在对 SPI FLASH 操作的时候,最好不要频繁的往里面写数据,否则很容易将 SPI
FLASH 写爆!!
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