ART-PI H750-USB-MSC设备描述符异常的原因？怎么解决？

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针对ART-Pi STM32H750开发板的USB-MSC设备描述符异常问题，以下是系统性的分析和解决方案：

根本原因分析

1. 
   

   USB描述符不匹配  

   
   
   
   
   • CubeMX生成的USB描述符（设备类bDeviceClass、接口协议等）与MSC规范不符，导致PC无法识别设备类型。
   
   
   • 常见错误：bDeviceClass设置为0xEF（Miscellaneous）而非MSC专用的0x08，或接口协议未设为SCSI。
   
   
   
   


2. 
   

   USB时钟配置错误  

   
   
   
   
   • STM32H750的USB OTG HS需精确的时钟：
     
     
     
     • ULPI PHY（USB3320）需要60MHz内核时钟（USB_OTG_HS_CK）和24MHz外部晶振（PHY_OSC_OUT）
     
     
     • 若PLL分频错误导致偏离48MHz（实际误差需<±0.25%），会导致枚举失败。
     
     
   
   
   
   


3. 
   

   物理层配置遗漏  

   
   
   
   
   • ART-Pi使用外部USB3320 PHY，需启用ULPI接口：
     

     // CubeMX中必须勾选：
     
     USB_OTG_HS -> Mode: Device
     
     PHY_Selection: ULPI  // (非内部FS PHY)

   
   
   
   


4. 
   

   端点缓冲区溢出  

   
   
   
   
   • MSC默认端点最大包64字节，但H750的USB_OTG_HS FIFO需手动调整：
     

     #define MSC_MPS_SIZE  64  // 检查是否与描述符一致

   
   
   
   

解决方案步骤

1. 验证CubeMX配置

• USB模式:
  
  
  
  • 选择 USB_Device → USB_OTG_HS (非OTG_FS)
  
  
  • 勾选 Activate VBUS 和 Activate ID
  
  


• Middleware配置:
  
  
  
  • Class: MSC
  
  
  • Max Packet Size: 64
  
  
  • 接口协议: SCSI Transparent Command Set
  
  


• 时钟树:
  
  
  
  • 确保PLL3输出60MHz给USB_OTG_HS（生成路径：HSE→PLL3_P→60MHz）
  
  
  • 启用 RCC->CRRCR 输出24MHz到PHY_OSC_OUT（MCO配置）
  
  

2. 修正USB描述符（关键步骤）

修改 usbd_desc.c：

// 设备描述符修正

__ALIGN_BEGIN uint8_t USBD_FS_DeviceDesc[USB_LEN_DEV_DESC] __ALIGN_END = {

  0x12,                       // bLength

  USB_DESC_TYPE_DEVICE,       // bDescriptorType

  0x00, 0x02,                 // bcdUSB (USB2.0)

  0x00,                       // bDeviceClass（必须在接口定义类）

  0x00,                       // bDeviceSubClass

  0x00,                       // bDeviceProtocol

  0x40,                       // bMaxPacketSize（端点0）

  ... // VID/PID自定义

};



// 接口描述符修正

__ALIGN_BEGIN static uint8_t USBD_MSC_HS_InterfaceDesc[USB_INTERFACE_DESC_LEN] __ALIGN_END = {

  0x09,                       // bLength

  USB_DESC_TYPE_INTERFACE,    // bDescriptorType

  0x00,                       // bInterfaceNumber

  0x00,                       // bAlternateSetting

  0x02,                       // bNumEndpoints（需2个端点）

  0x08,                       // bInterfaceClass: MSC类 = 0x08

  0x06,                       // bInterfaceSubClass: SCSI透明命令集

  0x50,                       // bInterfaceProtocol: Bulk-Only Transport

  ... 

};

3. 增强PHY初始化（针对USB3320）

在 MX_USB_OTG_HS_PHY_Init 中添加：

HAL_PCDEx_SetRxFiFo(&hpcd_USB_OTG_HS, 0x80);  // 分配256字节RX FIFO

HAL_PCDEx_SetTxFiFo(&hpcd_USB_OTG_HS, 0, 0x40);  // EP0 TX:64字节

HAL_PCDEx_SetTxFiFo(&hpcd_USB_OTG_HS, 1, 0x80);  // MSC Bulk EP TX:128字节

4. 调试SD卡与FatFS整合

确保MSC回调函数 STORAGE_Read() 和 STORAGE_Write() 正确处理SDIO访问：

int8_t STORAGE_Read(uint8_t lun, uint8_t *buf, uint32_t sector, uint32_t count) {

  if(BSP_SD_ReadBlocks_DMA(buf, sector, count) != MSD_OK) 

    return -1;

  return 0; 

}

// 使用DMA确保实时性（避免阻塞USB中断）

5. PC端调试技巧

• 查看错误码：设备管理器 → 右键设备 → 属性 → 事件 → 查找 "Device Descriptor Request Failed" 错误码。


• USB日志工具：使用Wireshark抓取USB枚举过程（需USB硬件探头）。


• 强制重枚举：复位MCU后拔插USB线（跳过PC缓存错误描述符）。

迁移到CherryUSB(RTT)的建议

1. 在RT-Thread中启用 ENABLE_USB_DEVICE 和 ENABLE_USB_MSTORAGE。


2. 配置 stm32h7xx_hal_conf.h 激活 HAL_PCD_MODULE_ENABLED。


3. 复用已调试的：
   
   
   
   • USB描述符（移植到 dcd_stm32h7_otg.c）
   
   
   • SD卡读写逻辑（封装为 msc_disk_ops 结构体）
   
   

通过以上步骤可解决99%的USB-MSC枚举问题。若仍失败，建议用逻辑分析仪检查DP/DM信号完整性（排查硬件干扰）。