CherryUSB怎样实现U盘动态加载？

在AT32F403A上实现文件系统与CherryUSB U盘动态切换需解决关键问题：同一块设备无法同时被文件系统和U盘驱动访问。以下是分步解决方案：

核心方案：动态挂载/卸载文件系统 + USB事件驱动

在CherryUSB的USB连接/断开事件中动态切换文件系统和U盘模式：

#include "fal.h"

#include "elm_fatfs.h"

#include "usbd_msc.h"



// 定义块设备及挂载点

static struct fal_blk_device *blk_dev; // FAL块设备指针

const char *mount_point = "/";        // 文件系统挂载点



// 挂载文件系统

int mount_filesystem(void) {

    FRESULT res = f_mount(&blk_dev->fatfs, mount_point, 1);

    return (res == FR_OK) ? 0 : -1;

}



// 卸载文件系统

void unmount_filesystem(void) {

    f_mount(NULL, mount_point, 0); // 卸载

    fatfs_device_unlock();         // 解锁块设备 (见下文关键点)

}



// CherryUSB事件回调

void usbd_event_handler(uint8_t event, void *arg) {

    switch (event) {

    case USBD_EVENT_CONNECTED:   // USB插入

        unmount_filesystem();    // 卸载文件系统

        usbd_msc_init();         // 初始化MSC设备 (需关联blk_dev)

        break;

    case USBD_EVENT_DISCONNECTED: // USB拔出

        usbd_msc_deinit();        // 反初始化MSC

        mount_filesystem();       // 重新挂载文件系统

        break;

    }

}

关键实现细节

1. 
   

   块设备互斥访问

   
   
   
   
   • 问题：文件系统（Elm-FatFS）和CherryUSB MSC会同时访问同一块设备。
   
   
   • 解决：在卸载文件系统后解锁设备，挂载前加锁：
     

     // 在FAL驱动中实现设备锁
     
     void fal_blk_device_lock(struct fal_blk_device *dev) {
     
      rt_mutex_take(&dev->lock, RT_WAITING_FOREVER);
     
     }
     
     void fal_blk_device_unlock(struct fal_blk_device *dev) {
     
      rt_mutex_release(&dev->lock);
     
     }

   
   
   
   


2. 
   

   CherryUSB事件触发时机

   
   
   
   
   • 确保USB事件能正确触发：
     
     
     
     • 检查USB初始化代码中已注册事件回调：
       

       usbd_desc_register(usbd_descriptor); // 描述符
       
       usbd_msc_class_register();           // MSC类
       
       usbd_event_handler_register(usbd_event_handler); // !!! 关键注册 !!!
       
       usbd_initialize();                   // 初始化USB

     
     
   
   
   
   


3. 
   

   FatFS与MSC共享块设备

   
   
   
   
   • 在MSC初始化时传入FAL设备：
     

     void usbd_msc_init(void) {
     
      // 将FAL块设备绑定到MSC
     
      usbd_msc_storage_set(0, (struct msc_block_dev *)blk_dev);
     
     }

   
   
   • 实现CherryUSB所需的msc_block_ops接口（对接FAL）：
     

     const struct msc_block_ops fal_block_ops = {
     
      .read_block  = fal_blk_read,  // 从FAL读取扇区
     
      .write_block = fal_blk_write, // 写入FAL扇区
     
     };

   
   
   
   

操作流程

1. 
   

   初始状态（无USB连接）  

   
   
   
   
   • 系统启动 → 挂载文件系统 → 应用访问文件。
   
   
   
   


2. 
   

   USB插入事件  

   
   
   
   
   • 触发USBD_EVENT_CONNECTED →
     
     卸载文件系统 → 初始化MSC设备 →
     
     PC识别U盘并操作文件。
   
   
   
   


3. 
   

   USB拔出事件  

   
   
   
   
   • 触发USBD_EVENT_DISCONNECTED →
     
     反初始化MSC → 重新挂载文件系统 →
     
     应用恢复文件访问。
   
   
   
   

调试技巧

1. 
   

   确认事件触发
   
   在usbd_event_handler中加入调试输出：

   
   

   printf("[USB] Event: %dn", event);

   
   

   观察插入/拔出时是否打印事件。

   
   


2. 
   

   检查卸载/挂载返回值  

   
   

   FRESULT res = f_mount(NULL, mount_point, 0);
   
   if (res != FR_OK) {
   
      printf("Unmount failed: %dn", res);
   
   }

   
   


3. 
   

   确保USB中断使能
   
   在board_init()中确认USB时钟和中断已配置：

   
   

   at32_msp_init(AT32_USB_DEVICE); // AT32库的USB初始化
   
   nvic_irq_enable(USB_LP_CAN1_RX0_IRQn, 0, 0); // 使能中断

   
   

为何之前回调不执行？

最常见原因：未正确注册事件回调（usbd_event_handler_register），或USB配置/中断问题。参考CherryUSB设备模式示例检查初始化流程。

通过动态卸载/挂载文件系统和USB事件驱动，即可实现无缝切换。最终效果：

无USB → 文件系统工作 | 插入USB → U盘工作 | 拔出USB → 文件系统恢复。

#include "fal.h"

#include "elm_fatfs.h"

#include "usbd_msc.h"



// 定义块设备及挂载点

static struct fal_blk_device *blk_dev; // FAL块设备指针

const char *mount_point = "/";        // 文件系统挂载点



// 挂载文件系统

int mount_filesystem(void) {

    FRESULT res = f_mount(&blk_dev->fatfs, mount_point, 1);

    return (res == FR_OK) ? 0 : -1;

}



// 卸载文件系统

void unmount_filesystem(void) {

    f_mount(NULL, mount_point, 0); // 卸载

    fatfs_device_unlock();         // 解锁块设备 (见下文关键点)

}



// CherryUSB事件回调

void usbd_event_handler(uint8_t event, void *arg) {

    switch (event) {

    case USBD_EVENT_CONNECTED:   // USB插入

        unmount_filesystem();    // 卸载文件系统

        usbd_msc_init();         // 初始化MSC设备 (需关联blk_dev)

        break;

    case USBD_EVENT_DISCONNECTED: // USB拔出

        usbd_msc_deinit();        // 反初始化MSC

        mount_filesystem();       // 重新挂载文件系统

        break;

    }

}

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