stm32 usb应用笔记 -凯发k8国际

stm32 usb应用笔记

usb

目录

• 1   简介
• 2   stm32的usb简介
• 3   usb实现类
• 3.1   usb-cdc
• 4   代码分析
• 4.1   stm32f4-discovery-usb-cdc-example分析
• 4.1.1   main.c
• 4.1.2   usbd_desc.h
• 4.1.3   usbd_desc.c
• 4.1.4   stm32f4xx_it.c
• 4.1.5   usb_bsp.c
• 4.1.6   usb_conf.h
• 4.1.7   usbd_conf.h
• 4.1.8   usbd_usr.c
• 4.1.9   usbd_cdc.h
• 4.1.10   usbd_cdc.c
• 4.1.11   项目文件
• 4.2   stsw_stm32081.zip中stm32_usb-fs-device_lib_v4.0.0的usb库
• 4.2.1   usb_def.h
• 4.2.2   usb_type.h
• 4.2.3   usb_lib.h
• 4.2.4   usb_core.h/.c
• 4.2.5   usb_init.h/.c
• 4.2.6   usb_int.h/.c
• 4.2.7   usb_mem.h/.c
• 4.2.8   usb_regs.h/.c
• 4.2.9   usb_sil.h/.c
• 4.3   stsw-stm32081.zip中stm32_usb-fs-device_lib_v4.0.0的virtualcomport_loopback
• 4.3.1   main.c
• 4.3.2   platform_config.h
• 4.3.3   hw_config.h/.c
• 4.3.4   stm32_it.h/.c
• 4.3.5   usb_conf.h
• 4.3.6   usb_desc.h/.c
• 4.3.7   usb_istr.h/.c
• 4.3.8   usb_prop.h/.c
• 4.3.9   usb_pwr.h/.c
• 4.3.10   usb_endp.c
• 5   应用注记
• 5.1   使用cdc类与上位机的通信
• 5.1.1   尝试ctr中断的通信
• 5.2   使用usb-fs-device的virtualcomport_loopback例子，作为与电脑的usb串口通信
• 5.3   休眠处理

1   简介

一种还算凑合的通信方式。

参考文献：

1. [r] 基于stm32的usb程序开发笔记(序)：
2. [r] 基于stm32的usb程序开发笔记(一)：
3. [u] 基于stm32的usb程序开发笔记(二)： 直接罗列代码
4. [u] 基于stm32的usb程序开发笔记(三)： 还是代码
5. [u] 基于stm32的usb程序开发笔记(四)： 设备枚举上
6. [u] 基于stm32的usb程序开发笔记(五)： 设备枚举下
7. [u] 基于stm32的usb程序开发笔记(六)： xp下usb驱动开发
8. [u] 基于stm32的usb程序开发笔记(七)： xp下usb驱动开发
9. [i] 基于stm32的usb程序开发笔记.pdf： 2502410字节，就是如上一系列文章整理的
10. [u] stm32的usb例程修改步骤：
11. [u] 开始学习usb-从stm32的usb-demo开始：
12. [u] stm32 usb学习：
13. [r] 发一个stm32f4的usb虚拟串口程序： 一个1.13mb的源码下载，stm32f4 discovery
14. [u] [coide]_usb_cdc_example.rar： 12.19mb没下载
15. [u] 嵌入式系统的usb虚拟串口设计：
16. [r] usb-serial on stm32f4： 很初级的介绍
17. [u] stm32f4-discovery: help transfering data to pc： 一些源码例子的下载地址
18. [u] ericherman/stm32f-discovery-example： 使用usb-cdc的例子
19. [u] serialusb：
20. [u] stm32f4 usb cdc connection：
21. [u] stm32实现usb video class开始干活了：

2   stm32的usb简介

基本资料是stm32的参考手册、usb2.0规范、usb外设库。

设备(device)只是被动触发的，主机(host)掌握主动权，包括发送什么数据，什么时候发送，读还是写。设备只是配合完成设备枚举、数据方向和大小，之类的。

两个中断向量:

/* 处理usb高优先级或can tx中断 */

void usb_hp_can_tx_irqhandler(void) {

    usb_hpi();

}

/* 处理usb低优先级或can rx0中断 */

void usb_lp_can_rx0_irqhandler(void) {

    usb_lpi();

}

usb_hpi() 和 usb_lpi() 即转向 usb_core.h/.c 进行处理。中断传输、控制传输、批量传输(bulk)由 usb_lpi() 响应，批量传输也可以由 usb_hpi() 响应，同步传输只由 usb_hpi() 处理。

这样只需要关注 usb_core.c 的 usb_lpi() 和 usb_hpi() 了。

usb_lpi() 函数的定义： @page 7-10

3   usb实现类

3.1   usb-cdc

cdc协议是通用的usb实现，在很多操作系统都不需要驱动就支持。所以有人实现了基于usb-cdc的串口，倒是个好思路。

例子代码的下载：

貌似我也应该使用bsp了，方便些。

官方库的 stm32_usb-host-device_lib_v2.1.0/libraries/stm32_usb_device_library/class/cdc 提供了cdc的支持了。

4   代码分析

4.1   stm32f4-discovery-usb-cdc-example分析

系统文件列表：

1. startup_stm32f4xx.s：与我用的基本相同，除了注释
2. stm32f4_discovery.c：有些不同，详见下面
3. stm32f4_discovery.h：有些不同，详见下面
4. stm32f4xx_conf.h：与我用的基本相同，除了注释
5. stm32f4xx_it.c：对方加了好多东西，要看
6. stm32f4xx_it.h：只有注释不同
7. system_stm32f4xx.c：版本有所不同，但用我的更靠谱些

对于stm32f4_discovery.c/.h文件，他们在该项目里，但不在 stm32f4_dsp_stdperiph_lib.zip 。存在于 stm32f4discovery_fw.zip 中。不过函数名有些差别。例如该项目的 stm32f4_discovery_ledinit() 对应 stm32f4discovery_fw.zip 中的 stm_eval_ledinit() 。以下的区别也是如此。

usb支持文件：

1. usb_bsp.c：是由usb支持库提供的，版本不同，差异很大
2. usb_conf.h：与系统自带的差异很大，要看
3. usbd_cdc.c：官方库没有找到对应内容，要看
4. usbd_cdc.h：官方库没有找到对应内容，要看
5. usbd_conf.h：与系统自带的差异很大，要看
6. usbd_desc.c：配置文件，要看
7. usbd_desc.h：配置文件，要看
8. usbd_usr.c：与系统自带的差异很大，要看

用户文件列表：

1. main.c

4.1.1   main.c

需导入诸多头文件：

1. stm32f4xx.h
2. usbd_cdc_core.h
3. usbd_cdc.h
4. usbd_usr.h
5. usbd_desc.h

初始化一堆led，使用了bsp:

stm32f4_discovery_ledinit(led3);

stm32f4_discovery_ledinit(led4);

stm32f4_discovery_ledinit(led5);

stm32f4_discovery_ledinit(led6);

stm32f4_discovery_pbinit(button_user,button_mode_exti);

stm32f4_discovery_ledon(led3);

delay(0xffff);

usb的初始化，有可能的话，尽量使用otg_hs(480mbps):

//外部声明

__align_begin usb_otg_core_handle usb_otg_dev __align_end;

//main()函数中

usbd_init(&usb_otg_dev,

#ifdef usb_usb_otg_hs

usb_otg_hs_core_id,

#else

usb_otg_fs_core_id,

#endif

&usr_desc,

&usbd_cdc_cb,

&usr_cb);

注释说，魔术发生在 usbd_cdc.c 文件，其他应该看的还有 usbd_desc.h 。

最后就是每0x100000个周期让灯闪耀一次。

这里调用的 usbd_init() 函数，定义于 libraries/stm32_usb_device_library/core/src/usbd_core.c 。

4.1.2   usbd_desc.h

实际上是几个常量定义，加一堆函数声明，实际配置内容并不在这里。常量:

#define usb_device_descriptor_type              0x01

#define usb_configuration_descriptor_type       0x02

#define usb_string_descriptor_type              0x03

#define usb_interface_descriptor_type           0x04

#define usb_endpoint_descriptor_type            0x05

#define usb_siz_device_desc                     18

#define usb_siz_string_langid                   4

4.1.3   usbd_desc.c

317行。常量定义如下:

#define usbd_vid                        0x304

#define usbd_pid                        0xe457

#define usbd_langid_string              0x40b

#define usbd_manufacturer_string        "roope kokkoniemi"

#define usbd_product_hs_string          "stm32f4-discovery-usb-cdc-example"

#define usbd_serialnumber_hs_string     "00000000050b"

#define usbd_product_fs_string          "stm32f4-discovery-usb-cdc-example"

#define usbd_serialnumber_fs_string     "00000000050c"

#define usbd_configuration_hs_string    "usb-cdc-example config"

#define usbd_interface_hs_string        "usb-cdc-example interface"

#define usbd_configuration_fs_string    "usb-cdc-example config"

#define usbd_interface_fs_string        "usb-cdc-example interface"

由此可见实际的vid、pid，以及定义的各种字符串。

89行定义结构体变量 usr_desc

usbd_device usr_desc= {

    usbd_usr_devicedescriptor,

    usbd_usr_langidstrdescriptor,

    usbd_usr_manufacturerstrdescriptor,

    usbd_usr_productstrdescriptor,

    usbd_usr_serialstrdescriptor,

    usbd_usr_configstrdescriptor,

    usbd_usr_interfacestrdescriptor,

};

具体函数定义都在下面呢。

107行的结构体 usbd_devicedesc 定义了usb设备的详细信息。

135行的结构体 usbd_devicequalifierdesc 似乎也是定义usb设备的，但是参数来源未知。10个成员。

155行的结构体 usbd_langiddesc 是以字符串描述的设备信息。

一系列不长，甚至仅仅用于返回字符串的函数：

1. usbd_usr_devicedescriptor()
2. usbd_usr_langidstrdescriptor()
3. usbd_usr_productstrdescriptor()
4. usbd_usr_manufacturerstrdescriptor()
5. usbd_usr_serialstrdescriptor()
6. usbd_usr_configstrdescriptor()
7. usbd_usr_interfacestrdescriptor()

4.1.4   stm32f4xx_it.c

中断处理的，大部分还是空的，前头有些外部变量定义:

extern usb_otg_core_handle           usb_otg_dev;

extern uint32_t usbd_otg_isr_handler (usb_otg_core_handle *pdev);

extern void discovery_exti_irqhandler(void);

#ifdef usb_otg_hs_dedicated_ep1_enabled

extern uint32_t usbd_otg_ep1in_isr_handler (usb_otg_core_handle *pdev);

extern uint32_t usbd_otg_ep1out_isr_handler (usb_otg_core_handle *pdev);

#endif

otg_fs_wkup_irqhandler() 中断处理函数:

#ifdef use_usb_otg_fs

void otg_fs_wkup_irqhandler(void)

{

  if(usb_otg_dev.cfg.low_power)

  {

    *(uint32_t *)(0xe000ed10) &= 0xfffffff9 ;

    systeminit();

    usb_otg_ungateclock(&usb_otg_dev);

  }

  exti_clearitpendingbit(exti_line18);

}

#endif

otg_hs_wkup_irqhandler() 中断处理函数:

#ifdef use_usb_otg_hs

void otg_hs_wkup_irqhandler(void)

{

  if(usb_otg_dev.cfg.low_power)

  {

    *(uint32_t *)(0xe000ed10) &= 0xfffffff9 ;

    systeminit();

    usb_otg_ungateclock(&usb_otg_dev);

  }

  exti_clearitpendingbit(exti_line20);

}

#endif

然后是将一些中断处理函数映射出去:

#ifdef use_usb_otg_hs

void otg_hs_irqhandler(void)

#else

void otg_fs_irqhandler(void)

#endif

{

  usbd_otg_isr_handler (&usb_otg_dev);

}

#ifdef usb_otg_hs_dedicated_ep1_enabled

void otg_hs_ep1_in_irqhandler(void)

{

  usbd_otg_ep1in_isr_handler (&usb_otg_dev);

}

void otg_hs_ep1_out_irqhandler(void)

{

  usbd_otg_ep1out_isr_handler (&usb_otg_dev);

}

#endif

按钮的事件处理:

void exti0_irqhandler(void) {

    discovery_exti_irqhandler();

    /* clear the exti line pending bit */

    exti_clearitpendingbit(user_button_exti_line);

}

可见基本上就是做一下初始化，然后把实际的中断处理都交给外面去做了。

函数 usbd_otg_isr_handler() 、 usbd_otg_ep1in_isr_handler() 、 usbd_otg_ep1out_isr_handler() 定义于 usb_dcd_int.c 文件。

4.1.5   usb_bsp.c

382行。主要就两个函数：

1. usb_otg_bsp_init() ：从90行开始，根据几种开发板，和hs/fs设置相关引脚的功能
2. usb_otg_bsp_enableinterrupt() ：从309行开始，配置各种中断

宏 use_usb_otg_fs 用于定义stm32f4探索套件以otg_fs运行。下面只看对stm32f4 discovery的初始化。

usb_otg_bsp_init() 的内容：

1. 将pa8、pa9、pa11、pa12定义为100mhz，无上拉下拉，gpio_af_otg_fs
2. 将pa10定义为100mhz、上拉，gpio_otype_od、gpio_af_otg_fs
3. 启用外设时钟:
   rcc_apb2periphclockcmd(rcc_apb2periph_syscfg,enable);
4. rcc_ahb2periphclockcmd(rcc_ahb2periph_otg_fs,enable);
5. usb_otg_hs的初始化从132行开始到243行，用到的线更多，先不看了
6. 250行，启用pwr时钟 rcc_apb1periphresetcmd(rcc_apb1periph_pwr,enable);
7. 最后用了很多行分别配置fs和hs模式的user_button的功能，貌似用来唤醒usb的

usb_otg_bsp_enableinterrupt() 的内容，就是配置各种nvic，优先级什么的，一共就29行。

4.1.6   usb_conf.h

271行。定义一些宏，以及各种usb ram fifo的大小。

定义的宏，先假设我们定义了宏 use_usb_otg_fs ：

1. usb_otg_fs_core
2. rx_fifo_fs_size=128
3. tx0_fifo_fs_size=32
4. tx1_fifo_fs_size=128
5. tx2_fifo_fs_size=32
6. tx3_fifo_fs_size=0
7. usb_device_mode
8. __align_begin ：对应的是空，但不为空时对应特定编译器的 __align(4) 用于对齐
9. __align_end ：对应的是空
10. __packed __attribute__ ((__packed__)) ：对gcc的宏

4.1.7   usbd_conf.h

98行。用于usb-cdc的一些设置。常量定义如下，也是假设定义了 use_usb_otg_fs ：

1. usbd_cfg_max_num=1
2. usbd_itf_max_num=1
3. usb_max_str_desc_siz=50
4. cdc_in_ep=0x81 ：ep1用于data in
5. cdc_out_ep=0x01 ：ep1用于data out
6. cdc_cmd_ep=0x82 ：ep2用于cdc命令
7. cdc_data_max_packet_size=64 ：输入输出包最大大小
8. cdc_cmd_packet_sze=8 ：控制端点包大小
9. cdc_in_frame_interval=5 ：两个in传输间最大帧数量
10. app_rx_data_size=2048 ：in缓冲的总大小
11. app_fops=cdc_fops

4.1.8   usbd_usr.c

189行。先导入几个头文件：

1. usbd_usr.h
2. usbd_ioreq.h
3. stm32f4_discovery.h

定义结构体变量:

usbd_usr_cb_typedef usr_cb= {

    usbd_usr_init,

    usbd_usr_devicereset,

    usbd_usr_deviceconfigured,

    usbd_usr_devicesuspended,

    usbd_usr_deviceresumed,

};

这里引用的5个函数都在下面定义的，但是实际都是操作led5(红色)的：

1. usbd_usr_init() ：初始化led5
2. usbd_usr_devicereset() ：无内容，会传入 uint8_t speed 可选输出日志
3. usbd_usr_deviceconfigured() ：点亮led5
4. usbd_usr_devicesuspended() ：熄灭led5
5. usbd_usr_deviceresume() ：点亮led5

4.1.9   usbd_cdc.h

41行。就定义了两个宏：

1. default_config=0
2. other_config=1

4.1.10   usbd_cdc.c

218行。具体的usb-cdc实现。

37-40行定义了收发缓冲区:

extern uint8_t app_rx_buffer[];

extern uint32_t app_rx_ptr_in;

53-60行定义结构体变量:

cdc_if_prop_typedef cdc_fops= {

    cdc_init,

    cdc_deinit,

    cdc_ctrl,

    cdc_datatx,

    cdc_datarx,

};

这里定义的5个函数中 cdc_init() 和 cdc_deinit() 很简单，就是直接返回 usbd_ok 即可。

cdc_ctrl() 是根据输入命令cmd来用switch做处理的，但是虽然列出了所有命令，但是没有做任何处理，最后直接返回了 usbd_ok 。

cdc_datatx() 用于通过in端点发送数据，实际内部就是把参数的缓冲区内容复制到 app_rx_buffer 中。最后返回 usbd_ok 。

cdc_datarx() 用于通过out端点接收数据，本例实际就是将接到的数据回发回去而已。该函数会阻塞其他out包接收，直到退出该函数。如果在cdc接口完成前退出，会收到更多数据，而之前的却不会发出。

cdc_datarx() 将参数指定的缓冲区写入内容，当遇到a/a时点亮led6，当遇到s/s时熄灭led6，再通过 cdc_datatx() 函数将内容发出，最后返回 usbd_ok 。

discovery_exti_irqhandler() 中断处理函数，用于指定缓冲区内容为 "terve" ，然后发送出去。

4.1.11   项目文件

文件名叫 stm32f4-discovery-usb-cdc-example.elf.launch 。

其中多处提到 atollic.hardwaredebug ，不知道是什么ide的。而且也没有提到哪些文件应该一起编译进去，看来又要我自己想办法了。

4.2   stsw_stm32081.zip中stm32_usb-fs-device_lib_v4.0.0的usb库

4.2.1   usb_def.h

一些枚举:

typedef enum _recipient_type {

    device_recipient,

    interface_recipient,

    endpoint_recipient,

    other_recipient,

} recipient_type;

typedef enum _standard_requests {

    get_status=0,

    clear_feature,

    reserved1,

    set_feature,

    reserved2,

    set_address,

    get_descriptor,

    set_descriptor,

    get_confiruration,

    set_confiruration,

    get_interface,

    set_interface,

    total_srequest,

    synch_frame=12

} stand_requests; //by gashero

typedef enum _descriptor_type {

    device_descriptor=1,

    config_descriptor,

    string_descriptor,

    interface_descriptor,

    endpoint_descriptor,

} descriptor_type;

typedef enum _feature_selector {

    endpoint_stall,

    device_remote_wakeup,

} feature_selector;

一些常量定义:

#define request_type    0x60

#define standard_request    0x00

#define class_request   0x20

#define vendor_request  0x40

#define recipient       0x1f

4.2.2   usb_type.h

内容特别短，如下:

#include "usb_conf.h"

#ifndef null

#define null ((void*)0)

#endif

typedef enum {

    false=0, true=!false

} bool;

4.2.3   usb_lib.h

只是导入了一堆其他头文件:

#include "hw_config.h"

#include "usb_type.h"

#include "usb_regs.h"

#include "usb_def.h"

#include "usb_core.h"

#include "usb_init.h"

#include "usb_sil.h"

#include "usb_mem.h"

#include "usb_int.h"

4.2.4   usb_core.h/.c

usb_core.h

定义了一些数据结构：

1. _control_state 枚举
2. onedescriptor 结构体
3. _result 枚举
4. _endpoint_info 结构体
5. _device 结构体
6. _device_info 结构体
7. _device_prop 结构体
8. _user_standard_request 结构体

一堆导出函数就不写了，在 usb_core.c 里写。

一些从外部导入的变量：

1. device_prop device_property
2. user_standard_requests user_standard_requests
3. device device_table
4. device_info device_info
5. uint16_t saverstate
6. uint16_t savetstate

usb_core.c

@wait

4.2.5   usb_init.h/.c

@wait

4.2.6   usb_int.h/.c

@wait

4.2.7   usb_mem.h/.c

@wait

4.2.8   usb_regs.h/.c

都很长。

usb_regs.h

定义的数据结构：

1. _ep_dbuf_dir 枚举
2. ep_buf_num 枚举

一些地址：

1. regbase：usb外设基址
2. pmaaddr：packet memory area基址
3. cntr：寄存器
4. istr：寄存器
5. fnr：寄存器
6. daddr：寄存器
7. btable：寄存器
8. ep_out：端点寄存器
9. ep_in：端点寄存器
10. endp：端点枚举值

一些成段的声明：

1. istr中断事件：105-125行
2. cntr寄存器位：130-144行
3. fnr寄存器位：149-153行
4. daddr寄存器位：157-158行
5. 端点寄存器：163-205行

@wait 看到206行的导出宏，太大了

4.2.9   usb_sil.h/.c

@wait

4.3   stsw-stm32081.zip中stm32_usb-fs-device_lib_v4.0.0的virtualcomport_loopback

分析的是模板，而不是我改出来的。(by gashero)

要改进通信速度，应该从两个方面，一个是usb_endp.c中每秒发送次数，一个是使用ctr中断。

4.3.1   main.c

导入头文件:

#include "hw_config.h"

#include "usb_lib.h"

#include "usb_desc.h"

#include "usb_pwr.h"

一些全局需要使用的变量，从外部导入:

extern __io uint8_t receive_buffer[64];

extern __io uint32_t receive_length;

extern __io uint32_t length;

uint8_t send_buffer[64];

uint32_t packet_sent=1;

uint32_t packet_receive=1;

主函数，初始化usb相关的东西，以及按照收到的数据来转发:

int main() {

    set_system();

    set_usbclock();

    usb_interrupts_config();

    usb_init();

    while(1) {

        if (bdevicestate==configured) {

            cdc_receive_data();

            if(receive_length!=0) {

                if(packet_sent==1) {

                    cdc_send_data((unsigned char*)receive_buffer,receive_length);

                }

                receive_length=0;

            }

        }

    }

}

标准的断言处理:

#ifdef use_full_assert

void assert_failed(uint8_t *file, uint32_t line) {

    while(1);

}

#endif

4.3.2   platform_config.h

看来是平台相关配置。

note

移植过程大量修改这里。

32行到72行，必须声明个开发板什么的，其实无所谓，都删除掉就是了。然后导入 "stm32f10x.h" 。

76行到94行，是声明3个id，不知干啥用的，反正没改也过去了。

97行到148行，是声明d 上拉电阻控制引脚的。该引脚低电平有效，开启d 的上拉电阻。我是将其全部删掉，然后自己重新定义的:

#define usb_disconnect      gpiob

#define usb_disconnect_pin  gpio_pin_1

#define rcc_apb2periph_gpio_disconnect rcc_apb2periph_gpiob

4.3.3   hw_config.h/.c

hw_config.h ：

导入头文件:

#include "platform_config.h"

#include "usb_type.h"

几个导出常量，不太清楚:

#define mass_memory_start       0x04002000

#define bulk_max_packet_size    0x00000040

#define led_on                  0xf0

#define led_off                 0xff

然后就是声明10个函数，不写了。

hw_config.c ：

导入头文件:

#include "stm32_it.h"

#include "usb_lib.h"

#include "usb_prop.h"

#include "usb_desc.h"

#include "hw_config.h"

#include "usb_pwr.h"

一堆似有变量声明:

errorstatus hsestartupstatus;

exti_inittypedef exti_initstructure;

extern __io uint32_t packet_sent;

extern __io uint8_t send_buffer[virtual_com_port_data_size];

extern __io uint32_t packet_receive;

extern __io uint8_t receive_length;

uint8_t receive_buffer[64];

uint32_t send_length;

static void inttounicode(uint32_t value, uint8_t *pbuf, uint8_t len);

extern line_coding linecoding;

各个函数的定义：

1. set_system() ：63-141行，配置usb使用的gpio，以及中断线
2. set_usbclock() ：149-162行，开启usb时钟
3. enter_lowpowermode() ：170-174行，进入低功耗模式
4. leave_lowpowermode() ：182-198行，离开低功耗模式，需要重新初始化系统
5. usb_interrupts_config() ：206-254行，中断配置，包括低优先级，高优先级、唤醒
6. usb_cable_config(newstate) ：262-284行，控制d 上拉是否开启
7. get_serialnum() ：293-308行，创建一个序列号字符串描述符
8. inttounicode(value,*pbuf,len) ：317-336行，看来是数字到unicode的转换，有必要么
9. cdc_send_data(*ptrbuffer,send_length) ：345-362行，发送数据，直接调用usb库的3个函数，成功返回1，失败返回0
10. cdc_receive_data() ：371-377行，获取数据，返回1

4.3.4   stm32_it.h/.c

stm32_it.h 就是声明了一堆的中断处理函数，共11个。

stm32_it.c 定义了11个中断处理函数。

导入头文件:

#include "hw_config.h"

#include "stm32_it.h"

#include "usb_lib.h"

#include "usb_istr.h"

中断处理函数中，9个标准的：

1. nmi_handler() ：空的
2. hardfault_handler() ：死循环
3. memmanage_handler() ：死循环
4. busfault_handler() ：死循环
5. usagefault_handler() ：死循环
6. svc_handler() ：空的
7. debugmon_handler() ：空的
8. pendsv_handler() ：空的
9. systick_handler() ：空的

然后就是两个usb相关的，以hd设备为例：

usb_lp_irqhandler() ：内部直接调用 usb_istr() 。

usb_fs_wkup_irqhandler() ：内部直接调用 exti_clearitpendingbit(exti_line18) 。

4.3.5   usb_conf.h

一些声明。

1. ep_num (4) ：使用的端点数量
2. btable_address (0x00) ：缓冲表基址
3. endp_rxaddr (0x40) ：端点n的接收缓冲基址
4. endp_txaddr (0x80) ：端点n的发送缓冲基址
5. imr_msk ：事件屏蔽位
6. ep_in_callback ：输入端点回调，全是空的
7. ep_out_callback ：输出端点回调，全是空的

实际的缓冲表部分:

#define btable_address  (0x00)

#define endp0_rxaddr    (0x40)

#define endp0_txaddr    (0x80)

#define endp1_txaddr    (0xc0)

#define endp2_txaddr    (0x100)

#define endp3_rxaddr    (0x110)

imr_msk的声明:

#define imr_msk (cntr_ctrm | cntr_wkupm | cntr_suspm | cntr_errm | \

    cntr_sofm | cntr_esofm | cntr_resetm)

4.3.6   usb_desc.h/.c

决定了设备显示的名字，和其他字符串描述。收发缓冲区大小也是在这里。

usb_desc.h 一些常量定义和函数声明:

#define usb_device_descriptor_type          0x01

#define usb_configuration_descriptor_type   0x02

#define usb_string_descriptor_type          0x03

#define usb_interface_descriptor_type       0x04

#define usb_endpoint_descriptor_type        0x05

#define virtual_com_port_data_size          64

#define virtual_com_port_int_size           8

#define virtual_com_port_siz_device_desc    18

#define virtual_com_port_siz_config_desc    67

#define virtual_com_port_siz_string_langid  4

#define virtual_com_port_siz_string_vendor  38

#define virtual_com_port_siz_string_product 50

#define virtual_com_port_siz_string_serial  26

#define standard_endpoint_desc_size         0x09

usb_desc.c 一些结构体的定义。

导入头文件:

#include "usb_lib.h"

#include "usb_desc.h"

virtual_com_port_devicedescriptor 数组，元素是uint8_t类型，18个元素。

virtual_com_port_configdescriptor 数组，元素是uint8_t类型，65个元素。

virtual_com_port_stringlangid 数组，元素是uint8_t类型，4个元素。

virtual_com_port_stringvendor 数组，元素是uint8_t类型，具体长度看virtual_com_port_siz_string_vendor。

virtual_com_port_stringproduct 数组，元素是uint8_t类型，具体长度看virtual_com_port_siz_string_product。

virtual_com_port_stringserial 数组，元素是uint8_t类型，具体长度看virtual_com_port_siz_string_serial。

4.3.7   usb_istr.h/.c

分发回调函数的声明和定义。

usb_istr.h 一些声明。

导入头文件:

#include "usb_conf.h"

导出函数 usb_istr() 。直接声明的回调函数 ep_in_callback 和 ep_in_callback 其中n取1~7。

一些需要宏定义才声明的函数，对应宏的名字就是函数名的全大写：

1. ctr_callback()
2. dovr_callback()
3. err_callback()
4. wkup_callback()
5. susp_callback()
6. reset_callback()
7. sof_callback()
8. esof_callback()

usb_istr.c 各类回调函数的定义。

导入头文件:

#include "usb_lib.h"

#include "usb_prop.h"

#include "usb_pwr.h"

#include "usb_istr.h"

似有变量声明:

__io uint16_t wistr;

__io uint8_t bintpacksof=0; //by gashero

__io uint32_t esof_counter=0;

__io uint32_t wcntr=0;

非控制端点的函数指针 pepint_in 和 pepint_out 。

usb_istr() 从77-229行。包括按照各种标识调用各个其他回调函数，相当于一个分派器。从现在看还是针对usb的，而不是虚拟串口的。

4.3.8   usb_prop.h/.c

usb_prop.h 常量定义和14个函数声明。

一个结构体的定义:

typedef struct {

    uint32_t bitrate;

    uint8_t format;

    uint8_t paritytype;

    uint8_t datatype;

} line_coding;

常量定义:

#define virtual_com_port_getconfiguration          nop_process

//#define virtual_com_port_setconfiguration          nop_process

#define virtual_com_port_getinterface              nop_process

#define virtual_com_port_setinterface              nop_process

#define virtual_com_port_getstatus                 nop_process

#define virtual_com_port_clearfeature              nop_process

#define virtual_com_port_setendpointfeature        nop_process

#define virtual_com_port_setdevicefeature          nop_process

//#define virtual_com_port_setdeviceaddress          nop_process

#define send_encapsulated_command   0x00

#define get_encapsulated_response   0x01

#define set_comm_feature            0x02

#define get_comm_feature            0x03

#define clear_comm_feature          0x04

#define set_line_coding             0x20

#define get_line_coding             0x21

#define set_control_line_state      0x22

#define send_break                  0x23

usb_prop.c

导入头文件:

#include "usb_lib.h"

#include "usb_conf.h"

#include "usb_prop.h"

#include "usb_desc.h"

#include "usb_pwr.h"

#include "hw_config.h"

定义变量:

uint8_t request=0;

一些结构体的实例化：

1. line_coding linecoding ：波特率115200，无停止位，无校验位，8位数据
2. device device_table ：就2个字段，ep_num和1
3. device_prop device_property ：12个字段的结构体定义，传入串口的一堆操作函数
4. user_standard_requests user_standard_requests ：9个字段，也是一堆函数引用
5. one_descriptor device_descriptor ：2个字段，描述符
6. one_descriptor config_descriptor ：2个字段，描述符
7. one_descriptor string_descriptor[4] ：4个元素的数组，每个2个字段，字符串描述符

虚拟串口相关的操作函数：

1. virtual_com_port_init() ：121-137行，串口初始化
2. virtual_com_port_reset() ：146-191行，串口复位
3. virtual_com_port_setconfiguration() ：200-209行，设置配置
4. virtual_com_port_setdeviceaddress() ：218-221行，设置设备地址
5. virtual_com_port_status_in() ：230-236行，in状态
6. virtual_com_port_status_out() ：245-256行，out状态，无内容
7. virtual_com_port_data_setup() ：255-286行，数据设置
8. virtual_com_port_nodata_setup() ：295-311行，无数据设置
9. virtual_com_port_getdevicedescriptor() ：320-323行，获取设备描述符
10. virtual_com_port_getconfigdescriptor() ：332-335行，获取配置描述符
11. virtual_com_port_getstringdescriptor() ：344-355行，获取字符串描述符
12. virtual_com_port_get_interface_setting() ：366-377行，获取接口设置
13. virtual_com_port_getlinecoding() ：386-394行，获取行编码
14. virtual_com_port_setlinecoding() ：403-411行，设置行编码

4.3.9   usb_pwr.h/.c

usb_pwr.h

两个枚举定义，恢复状态和设备状态:

typedef enum _resume_state {

    resume_external,

    resume_internal,

    resume_later,

    resume_wait,

    resume_start,

    resume_on,

    resume_off,

    resume_esof,

} resume_state;

typedef enum _device_state {

    unconnected,

    attached,

    powered,

    suspended,

    addressed,

    configured,

} device_state;

然后是5个函数的声明。

两个变量的声明:

extern __io uint32_t bdevicestate;

extern __io bool fsuspendenabled;

usb_pwr.c

导入头文件:

#include "usb_lib.h"

#include "usb_conf.h"

#include "usb_pwr.h"

#include "hw_config.h"

变量和结构体定义:

__io uint32_t bdevicestate = unconnected;

__io bool fsuspendenabled=true;

__io uint32_t ep[8];

struct {

    __io resume_state estate;

    __io uint8_t besofcnt;

} resumes;

__io uint32_t remotewakeupon=0;

函数的定义：

1. poweron() ：64-85行，一些基本配置，返回usb_success
2. poweroff() ：94-108行，基本配置，返回usb_success
3. suspend() ：117-213行，挂起支持
4. resume_init() ：222-245，恢复的初始化
5. resume() ：259-316行，恢复

4.3.10   usb_endp.c

导入头文件:

#include "usb_lib.h"

#include "usb_desc.h"

#include "usb_mem.h"

#include "hw_config.h"

#include "usb_istr.h"

#include "usb_pwr.h"

一个常量定义，发送in数据包的间隔1帧=1ms:

#define vcomport_in_frame_interval 5

一些变量定义:

extern __io uint32_t packet_sent;

extern __io uint32_t packet_receive;

extern __io uint8_t receive_buffer[64];

uint32_t receive_length;

然后是一堆看起来是回调函数的。不过刚才在 usb_conf.h 中说了都是空的。具体不清楚，先把定义都写了吧:

void ep1_in_callback() {

    packet_sent=1;

}

void ep3_out_callback() {

    packet_receive=1;

    receive_length=geteprxcount(endp3);

    pmatouserbuffercopy((unsigned char*)receive_buffer, endp3_rxaddr, receive_length);

}

5   应用注记

5.1   使用cdc类与上位机的通信

已经使用usb库实现了，但是现在通信经常丢包，所以研究接下来的办法。

5.1.1   尝试ctr中断的通信

分析发现ctr关键字在 stm32_usb-fs-device_lib_v4.0.0 库中，出现在如下文件中：

1. inc/usb_int.h：3处
2. inc/usb_regs.h：20处
3. src/usb_int.c：27处
4. src/usb_regs.c：8处

且没有看到具体的中断处理有关语句。

usb_regs.h 中声明的两个函数 clearep_ctr_rx(bepnum) 和 clearep_ctr_tx(bepnum) 看来是用来清除收发两个方向的ctr标识的。

而 src/usb_int.c 中有关ctr的调用全部在两个函数中，即 ctr_hp() 和 ctr_lp() 。貌似是中断处理函数。

在应用代码中，ctr在 usb_conf.h 中出现两处，用于定义要启用ctr_callback。应该从这里启用ctr回调。另外在 usb_istr.h 中出现两处，没有意义。在 usb_istr.c 中出现六处，启用回调。

所以要启用ctr回调，分为几个步骤：

1. 在 usb_conf.h 的75行，启用宏 ctr_callback
2. 不要修改 usb_istr.* 文件
3. 在应用中定义 ctr_callback() 函数，内容自己玩

确定了每个端点都有自己的ctr_tx和ctr_rx位，我需要的是向上位机发送数据，所以要寻找特定端点的ctr_tx位。

usb_regs.h 中定义了端点寄存器的一些值 ep_ctr_rx 和 ep_ctr_tx 。也许就是 geteptxstatus() 函数。实际的实现是在 usb_regs.h:337 的一个宏。当该函数返回0x30时，就是可以发送数据了。

usb外设的基址 0x4000,5c00 。

分析下usb cdc应用中的4个端点：

1. ep0：usb_ep0r=0x5210，control端点
2. ep1：usb_ep1r=0x0031，bulk端点
3. ep2：usb_ep2r=0x0622，interrupt端点
4. ep3：usb_ep3r=0x3003，bulk端点

这里几乎看不出东西。那就分析 cdc_send_data() 函数。直接在 hw_config.c 中发现了，是通过ep1发送的。而接收则是ep3。没找到ep2干啥的。

标准做法是收到主机ack后，通过usb_istr寄存器的ep_id和dir位识别是哪里产生的事件，然后清除ctr_tx位，然后准备好发送缓冲区。dir=0时是只有ctr_tx被置位，dir=1时则ctr_rx被置位，而ctr_tx可能被置位。所以对于只关心ctr_tx的我，可以不看dir。实际上usb_istr中并没有看到任何值，都是0。

5.2   使用usb-fs-device的virtualcomport_loopback例子，作为与电脑的usb串口通信

先从 stm32_usb-fs-device_lib_v4.0.0/projects/virtualcomport_loopback 目录打开，其内重要的内容包括inc目录里的头文件和src目录里的c文件。把如下文件拷贝到应用的目录里：

1. hw_config.h/.c
2. stm32_it.h/.c
3. usb_conf.h
4. usb_desc.h/.c
5. usb_endp.c
6. usb_istr.h/.c
7. usb_prop.h/.c
8. usb_pwr.h/.c

然后都要编译到程序里。

原装的 platform_config.h 太麻烦了，自己写一个简单的:

#ifndef __platform_config_h

#define __platform_config_h

#ifdef blueridge13

#include

#define usb_disconnect          gpiob

#define usb_disconnect_pin      gpio_pin_1

#define rcc_apb2periph_gpio_disconnect rcc_apb2periph_gpiob

#define         id1          (0x1ffff7e8)

#define         id2          (0x1ffff7ec)

#define         id3          (0x1ffff7f0)

#endif

#endif

所以这里的关键内容就是定义芯片的头文件，usb断开的引脚(pb1)，所用外设时钟，以及3各id，不知干啥的。

另外在自己程序的主文件里需要声明几个全局变量以及头文件，方便后续使用:

#include "hw_config.h"

#include "usb_lib.h"

#include "usb_desc.h"

#include "usb_pwr.h"

#include "usb_regs.h"

extern __io uint8_t receive_buffer[64];

extern __io uint32_t receive_length;

extern __io uint32_t length;

__io uint32_t packet_sent=1;

__io uint32_t packet_receive=1;

拥有如上信息就能编译成功了。

stm32_it.c 中有一些没必要的中断声明，反倒耽误我做事了，可以直接过去注释掉，比如 systick_handler() 。

main() 函数里需要加几行初始化内容，然后才能实际的发送内容:

set_system();       //必须有

set_usbclock();

usb_interrupts_config();

usb_init();

发送数据到pc的例子，基于systick，初始化为 systick_config(9000000);    //8hz 。然后实际的代码:

void systick_handler() {

    stm_eval_ledtoggle(led2);

    if ((geteptxstatus(1) & ep_tx_nak)=ep_tx_nak) {

        cdc_send_data((uint8_t*)"hello\r\n",7);

    }

}

然后用minicom就可以看到发来的数据了。minicom在数据的发送上是每次一个字符的，务必小心。单片机接收到的也是每次一个字符。而不是在回车时一个完整的。而python的serial库等，就能一次发送个完整的字符串。

要在单片机上接收上位机发来的信息，使用:

extern __io uint8_t receive_buffer[64];

extern __io uint32_t receive_length;                //没错，后面的length是全小写的

while(1) {

    cdc_receive_data();     //接收信息并更新全局变量

    if (receive_length!=0) {    //收到了信息

        cdc_send_data((uint8_t*)receive_buffer,receive_length);

        receive_length=0;   //必须写

    }

}

5.3   休眠处理

stm32提供的usb库会在特定情况下让芯片进入挂起状态来省电。但一旦进入挂起模式，hse会停止，导致jtag/swd调试也停止了，就没法继续调试了。而这个功能，对于大多数时候并没有什么意义。

挂起模式的实现在 usb_pwr.c 的 suspend() ，被 usb_istr.c 所调用。逻辑是当变量 fsuspendenabled=true 时就调用。

最简单方便的解决方法是在主程序的启动文件里声明一下该变量:

extern __io bool fsuspendenabled;

然后在主程序里将其设置为不进入挂起:

fsuspendenabled=false;

然后就不会进入该死的挂起了。

这种挂起状态往往是因为usb设置出了问题，usb初始化失败，从而进入了挂起。而正常启动usb设备时不会出现该问题。