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STM32F7使用USB获取设备描述符失败怎么解决？


  • 本帖最后由 hxcnz 于 2019-12-17 15:14 编辑 *
正点原子阿波罗STM32F767开发板，用正点原子官方例程测试过USB Device，读卡器和虚拟串口都没问题。想在RTT上使用USB，于是参考这篇文档(https://blog.csdn.net/newbie_Blogger/article/details/92617242)进行了移植，但尝试很多遍永远是“未知USB设备（设备描述符请求失败）”：
配置界面：

用的是2019.12.17克隆下来的RTT源码。程序能正常执行，LED在闪，就是USB无法识别
如果主函数中执行了“MX_USB_OTG_FS_PCD_Init()”函数的话，插USB就没反应了，大神们教下这个USB该怎么移植？


回帖（1）

张虎豹

2025-10-11 16:15:09

我们正在解决STM32F7在RTT（RT-Thread）上使用USB时出现的设备描述符请求失败问题。根据描述，开发板是正点原子阿波罗STM32F767，使用官方例程（读卡器和虚拟串口）正常，但在RTT上移植后出现“未知USB设备（设备描述符请求失败）”。

问题分析：
1. 当主函数执行`MX_USB_OTG_FS_PCD_Init()`时，插入USB没有反应。这可能是USB初始化不正确，或者USB时钟配置有问题。
2. 参考的移植文档可能遗漏了某些关键点。

解决步骤：
1. 确认USB的时钟配置：STM32F7的USB OTG FS需要48MHz时钟。通常，时钟源可以来自HSE通过PLL分频得到。需要检查时钟树配置，确保USB时钟正确。
2. 检查USB端口配置：确认DP（PA12）和DM（PA11）的引脚配置正确，包括复用功能和速度。
3. 检查中断配置：USB OTG FS需要中断服务函数，并且中断优先级配置合理，确保中断能够被触发。
4. 在RTT中，需要正确实现USB设备框架，并注册设备驱动。

根据提供的参考文档（CSDN博客），我们可能需要做以下工作：

- 在CubeMX中配置USB_OTG_FS为设备模式（Device Only），并生成初始化代码（包括时钟、引脚、中断等）。
- 将生成的USB相关代码（如`usb_otg.c`，`usbd_conf.c`等）整合到RTT工程中。
- 在RTT中实现USB设备类（如CDC、MSC等）的驱动，并注册。

但是，根据问题描述，执行`MX_USB_OTG_FS_PCD_Init()`后插入USB无反应，说明硬件初始化可能有问题，或者USB中断没有正确处理。

建议的解决方案：

步骤1：检查时钟配置
确保系统时钟配置正确，并且USB时钟为48MHz。可以通过以下方式检查：
   - 在`SystemClock_Config()`函数中，确认PLL配置。例如，HSE为25MHz，PLL配置为：
        PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;
        PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSE;
        PLL.PLLM = 25;          // 分频后为1MHz（如果HSE是25MHz，则25/25=1）
        PLL.PLLN = 432;         // 1*432=432MHz
        PLL.PLLP = RCC_PLLP_DIV2; // 432/2=216MHz (系统时钟)
        PLL.PLLQ = 9;            // 432/9=48MHz (USB时钟)
   - 注意：不同开发板外部晶振可能不同，请根据实际情况调整。

步骤2：检查引脚配置
确保PA11和PA12被正确配置为USB_OTG_FS的DM和DP，并且没有其他功能冲突。

步骤3：检查中断
   - 确保USB OTG FS的中断使能，并且中断服务函数被正确实现和注册。在RTT中，通常使用`rt_hw_interrupt_install()`来注册中断。
   - 中断服务函数名称需要与启动文件中的向量表一致。对于STM32F7，USB OTG FS的中断服务函数名为`OTG_FS_IRQHandler`。

步骤4：在RTT中正确初始化和注册USB设备
   - 参考RTT的USB设备框架，需要实现一个USB设备驱动，并调用`rt_usb_device_init()`来初始化。
   - 对于CDC设备，还需要实现CDC类相关的操作，并注册为CDC设备。

步骤5：调试技巧
   - 使用逻辑分析仪或示波器检查USB数据线（DP/DM）是否有信号。如果插入USB时没有看到任何信号，可能是硬件初始化问题。
   - 在USB初始化函数中检查返回值，确保每一步都成功。
   - 在中断服务函数中添加调试信息，看是否进入中断。

由于问题中提到了执行`MX_USB_OTG_FS_PCD_Init()`后插入USB无反应，我们可以先集中检查硬件初始化部分。

这里提供一个可能的初始化代码框架（基于HAL库和RTT）：

1. 在`drv_usb.c`中实现USB驱动，包括初始化和中断处理。
2. 在`board.h`中定义USB相关的时钟和引脚。

由于代码较长，我们只给出关键部分：

关键初始化代码（在board.c中的`SystemClock_Config`）：
```c
void SystemClock_Config(void)
{
    // ... 其他时钟配置

    // 配置PLL，确保USB时钟为48MHz
    RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0};
    RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {0};

    // 根据实际外部晶振调整
    RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSE;
    RCC_OscInitStruct.HSEState = RCC_HSE_ON;
    RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;
    RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSE;
    RCC_OscInitStruct.PLL.PLLM = 25;
    RCC_OscInitStruct.PLL.PLLN = 432;
    RCC_OscInitStruct.PLL.PLLP = RCC_PLLP_DIV2;
    RCC_OscInitStruct.PLL.PLLQ = 9;

    if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK)
    {
        Error_Handler();
    }

    // 时钟配置
    RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK
                                |RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;
    RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK;
    RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;
    RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV4;
    RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV2;

    if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_7) != HAL_OK)
    {
        Error_Handler();
    }

    // 使能USB时钟
    __HAL_RCC_USB_OTG_FS_CLK_ENABLE();
}
```

引脚配置（在board.c的`rt_hw_board_init`中调用）：
```c
static void MX_GPIO_Init(void)
{
    __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();

    // 配置PA11和PA12为USB
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
    GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_11 | GPIO_PIN_12;
    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;
    GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
    GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH;
    GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF10_OTG_FS;
    HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
}
```

USB初始化和中断配置：
```c
#include "usbd_core.h"
#include "usbd_desc.h"
#include "usbd_cdc.h"
#include "usbd_cdc_if.h"

// 外部变量
extern USBD_HandleTypeDef hUsbDeviceFS;

int usb_device_init(void)
{
    // 初始化GPIO和时钟（如果还没有初始化）
    MX_GPIO_Init();
    // 注意：时钟已经在SystemClock_Config中配置

    // 初始化USB设备库
    if (MX_USB_DEVICE_Init() != HAL_OK) // 这个函数由CubeMX生成，在usbd_conf.c中
    {
        return -1;
    }

    // 注册中断
    rt_hw_interrupt_install(OTG_FS_IRQn, (rt_isr_handler_t)OTG_FS_IRQHandler, RT_NULL, "usbfs");
    rt_hw_interrupt_umask(OTG_FS_IRQn);

    return 0;
}
INIT_APP_EXPORT(usb_device_init); // 自动初始化
```

注意：`MX_USB_DEVICE_Init`是CubeMX生成的函数，它调用了`HAL_PCD_Init`等函数进行初始化。

如果上述步骤都正确，但问题仍然存在，请检查：
   - 在`MX_USB_DEVICE_Init`中，是否正确地设置了USB设备描述符、配置描述符等。
   - 在中断服务函数中，是否调用了`HAL_PCD_IRQHandler`。

中断服务函数示例：
```c
void OTG_FS_IRQHandler(void)
{
    rt_interrupt_enter();
    HAL_PCD_IRQHandler(&hpcd_USB_OTG_FS); // hpcd_USB_OTG_FS是PCD句柄
    rt_interrupt_leave();
}
```

如果还是不行，建议在RTT论坛或社区寻求帮助，或者检查RTT的USB设备栈是否有针对STM32F7的更新。

最后，请确保在工程中正确包含了HAL库的USB驱动，并且没有编译错误。

由于问题描述有限，以上解决步骤可能需要根据实际工程进行调整。希望这些指导能帮助你解决问题。

针对STM32F7在RT-Thread中USB设备描述符请求失败的问题，以下是系统化的解决方案：


1. 检查时钟配置（关键步骤）



  • USB需要精确的48MHz时钟（由PLLQ提供）。在board.c中确认时钟配置：
    void SystemClock_Config(void) {
    
 // 确保PLL配置正确（以HSE=25MHz为例）：
    
 RCC_OscInitStruct.PLL.PLLM = 25;     // HSE分频至1MHz
    
 RCC_OscInitStruct.PLL.PLLN = 432;    // 主PLL倍频至432MHz
    
 RCC_OscInitStruct.PLL.PLLP = RCC_PLLP_DIV2; // 系统时钟216MHz
    
 RCC_OscInitStruct.PLL.PLLQ = 9;      // USB时钟=432/9=48MHz
    
 // 启用USB时钟
    
 __HAL_RCC_USB_OTG_FS_CLK_ENABLE();
    
}

  • 使用逻辑分析仪或printf输出时钟寄存器值（RCC->DCKCFGR2的OTGFSSEL和OTGFSPS位）。


2. 引脚与GPIO配置


   static void MX_GPIO_Init(void) {

     // 配置USB FS的DM(PA11)/DP(PA12)

     GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_11 | GPIO_PIN_12;

     GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;

     GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;

     GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH;

     GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF10_OTG_FS;

     HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);

   }

3. 中断配置



  • 在stm32f7xx_hal_conf.h中启用USB全局中断：
     #define HAL_PCD_MODULE_ENABLED

  • 注册中断服务函数：
     rt_hw_interrupt_install(OTG_FS_IRQn, (rt_isr_handler_t)OTG_FS_IRQHandler, RT_NULL);
    
 rt_hw_interrupt_umask(OTG_FS_IRQn);


4. USB协议栈集成



  • 避免直接调用MX_USB_OTG_FS_PCD_Init()，改用RT-Thread的USB框架：
     #include 
    
 int usbd_init(void) {
    
     rt_usb_device_init(); // 核心初始化
    
     // 注册设备类（如CDC）
    
     rt_usb_cdc_init();
    
     return 0;
    
 }
    
 INIT_APP_EXPORT(usbd_init); // 自动初始化


5. 描述符配置



  • 在usbd_descriptor.c中检查设备描述符：
     const uint8_t DeviceDescriptor[18] = {
    
   0x12, 0x01, 0x00, 0x02, 0xEF, 0x02, 0x01, 0x40,
    
   0x48, 0x12, 0x34, 0x56, 0x78, 0x01, 0x01, 0x02,
    
   0x03, 0x01 // 确保bcdUSB=0x0200, bDeviceClass=0xEF
    
 };


6. 调试技巧



  • 信号检测：用示波器检查PA11(DM)/PA12(DP)在插入USB时是否有1.5KΩ上拉电压（DP线约3.3V）。

  • 软件追踪：

    • 在USB中断中添加日志：rt_kprintf("USB IRQ: %dn", state);

    • 检查hpcd.Init结构体参数（速度模式、端点大小等）。


  • 最小化测试：仅保留USB初始化代码，屏蔽其他外设。


7. 参考已验证方案



  • 对比RT-Thread官方STM32F7 USB驱动的实现。

  • 使用USB协议分析仪捕获设备枚举过程的通信数据。



关键点总结：问题多由时钟配置错误或框架集成不当导致。优先确保48MHz时钟精确，并通过RT-Thread USB框架替代裸机初始化。若仍失败，请提供以下信息进一步分析：



  1. 完整的时钟树配置（SystemClock_Config()）

  2. USB初始化代码片段（drv_usb.c）

  3. 硬件连接图（重点检查USB-DP的上拉电阻）


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