【经验分享】STM32H7 RL-USB移植（MDK AC5）

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STMCU小助手发布时间：2021-12-30 14:01

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文章简介:	STM32H7 RL-USB移植（MDK AC5）

4.1 初学者重要提示
  学习RL-USB移植前，务必保证已经熟练掌握了RTX5内核的移植
  STM32H7使用MDK RTE环境添加RTX5和RL-USB，需要强制运行一次STM32CubeMX，因为H7已经没有配套RTE经典添加方式，而STM32F4是支持经典方式的，所以无需运行STM32CubeMX，详情可以看我们STM32F4开发板对应的RL-USB教程。
  本章配套例子使用STM32内部RAM模拟一个U盘，使用的MicroUSB接口。
4.2 移植RL-USB整体说明
移植之前，有必要对移植过程有个整体的认识：

  第1步，准备一个RTX5工程模板。
  第2步，移植RL-USB。
  移植RL-USB是采用MDK的RTE环境直接添加。当前H7芯片使用RTX5强制运行STM32CubeMX，所以需要大家提前安装好STM32CubeMX V6.0或者以上版本。
  第3步，处理HAL库时间基准，MPU配置等。
  第4步，创建应用。
总的来说，这4步就可以完成移植，下面将STM32H7的移植步骤和注意事项为大家做个说明。
! D( I, `5 U( K, K# X' L1 {) ]
4.3 了解RL-USB模板框架设计
移植RL-USB前，我们优先了解下移植好的RL-USB内核模板，方面大家后面移植：

框图如下：

4 B' J: z' v* F( V* p& d
4.4 第1步，安装指定的MDK软件包
移植新版RL-USB需要大家下载当前最新的MDK软件包版本（如果有最新版，推荐大家用最新版）：

  CMSIS 软件包使用当前最新的：V5.7.0
  STM32H7使用当前最新的：V2.6.0
  STM32F4使用当前最新的：V2.15.0
  STM32CubeMX使用当前最新的：V6.0.x
  ARM_Compiler使用当前最新的：V1.6.3
  RTX5中间件使用当前最新的：V7.12

不管以后MDK的软件包版本如何升级，当前的软件包版本和以后的新版是可以同时安装的，也就是说可以安装多个不同版本，在这里可以选择指定版本：

0 [) F1 @. t- B$ F7 X' T r
4.5 第2步，准备一个工程模板
首先准备好一个简单的裸机工程模板，已经为大家做好：V7-4001_RTX5 Kernal Template，准备好的工程模板如下图所示（大家也可以制作其它任意的工程模板，不限制）：

. C* z4 \6 @ ~% O# ]
4.6 第3步，添加RL-USB并配置
看这部分内容前，务必保证已经熟练掌握了RTX5教程移植章节的添加方法。

4.6.1 RL-USB相关文件和驱动
CMSIS-Driver分组中添加USB Device驱动：

添加USB驱动：

添加RL-USB并配置：

我们需要的都已经添加好，效果如下：

红色方框里面驱动要隔离出来，隔离后的效果如下（隔离方法看RTX5教程移植章节）：

3 f" e( f' a! q) u4.6.2 重新添加被隔离的CMSIS-Driver文件
将我们提供的程序模板中制作好的RL-ARM文件夹复制粘贴到大家准备好的工程模板中。

RL-ARM文件夹中有如下七个文件夹，其中只有RL-USB文件夹里面有文件

内容如下，这些文件是来自MDK安装目录：

然后将用到的两个文件添加进来：

4.6.3 重新添加被隔离的HAL库USB文件
文件stm32h7xx_hal_pcd.c，stm32h7xx_hal_pcd_ex.c和stm32h7xx_ll_usb.c被隔离出来了，我们单独在分组HAL_Driver里面添加。除了这三个文件，同时将两个pwr文件也添加进来：

4.6.4 RL-USB配置
添加完毕RL-USB所需的文件后，就是配置RL-USB，具体每个配置所代表的含义，会在后面章节专为大家讲解。

USBD_Config_0.c文件配置：

注意这个文件里面还有一个RL-USB内核线程的优先级配置，当前是将其配置为：

osPriorityAboveNormal：

USBD_Config_MSC_0.h文件的配置如下：

这个文件里面有一个USB MSC任务的优先级配置，当前是将其配置为：osPriorityAboveNormal。

4.7 第4步，强制运行一次CubeMX配置USB
我们这里要强行运行一次STM32CubeMX来自动使能RL-USB的相关宏定义，并配置USB接口使用到的两个引脚PA11和PA12。

打开RTE环境，点击如下按钮：

弹出的STM32CubeMX配置如下：

修改位置1：用于选择仅使用设备。

修改位置2：用于使能USB FS中断。然后点击“GENERATE CODE”

然后弹出如下对话框，点击Close即可，然后关闭STM32CubeMX。

重新回到MDK，会有一个对话框，点击“是”即可：

配置后，就可以看到stm32h7xx_hal_msp.c文件里面对USB引脚做了配置。

4.8 第5步，修改文件USBD_STM32H7xx.C
这个文件开头的头文件顺序要修改，否则编译会出错，原始的顺序如下：

#include "OTG_STM32H7xx.h"
; G/ X7 K' `! z% _1 ]
#include "USBD_STM32H7xx.h"
& W" w; j* n$ G) o: w6 t
+ X+ C0 G. J" M1 N7 `: j' K8 H
#include "stm32h7xx.h"

复制代码

修改后的顺序如下：

#include "stm32h7xx.h"
1 l7 w( g5 P' I3 J6 u. n
' B! Z6 F1 r3 y4 F/ ^4 L
#include "OTG_STM32H7xx.h"' P {. G/ f/ _2 i/ e
#include "USBD_STM32H7xx.h"

复制代码

4.9 第6步，修改文件stm32h7xx_hal_msp.c
需要在这个文件开头添加一个变量PCD_HandleTypeDef hpcd_USB_OTG_FS，此贴变量会被USB的CMSIS Driver文件所调用。最好将其放在如下位置，防止重新调用STM32CubeMX时将清除掉：

4.10 第7步，修改文件includes
添加USB头文件：#include "rl_usb.h"

#ifndef  __INCLUDES_H__
#define  __INCLUDES_H__

/*
*********************************************************************************************************
*                                        标准库
*********************************************************************************************************
*/
#include  <stdarg.h>
#include  <stdio.h>
#include  <stdlib.h>
#include  <math.h>

/*
*********************************************************************************************************
*                                        其它库
*********************************************************************************************************
*/

/*
*********************************************************************************************************
*                                        OS和系统库
*********************************************************************************************************
*/
#include "cmsis_os2.h"
#include "rl_usb.h"

/*
*********************************************************************************************************
*                                        宏定义
*********************************************************************************************************
*/

/*
*********************************************************************************************************
*                                     APP / BSP
*********************************************************************************************************
*/
#include "bsp.h"

/*
*********************************************************************************************************
*                                        变量和函数
*********************************************************************************************************
*/
/* 方便RTOS里面使用 */
extern void SysTick_ISR(void);

#define bsp_ProPer1ms  SysTick_ISR

#endif

/***************************** 安富莱电子 www.armfly.com (END OF FILE) *********************************/
4.11 第8步，添加两个应用文件
为了验证移植的USB是否成功，我们这里使用内部RAM模拟一个U盘。需要添加的两个文件在MDK安装目录里面。方便起见，大家可以直接从本章配套例子里面复制粘贴（这两个文件位于User文件夹），添加后的效果如下：

4.12 第9步，添加头文件路径
添加头文件路径：

4.13 第10步，创建应用任务（重要，注意启动任务）
应用程序比较简单，大家可以直接复制本章教程配置例子的main.c文件中的内容到自己工程里面测试。主要创建了如下几个任务：

AppTaskUserIF任务 : 按键消息处理。

AppTaskLED任务 : LED闪烁。

AppTaskMsgPro任务 : 消息处理，暂未使用。

AppTaskStart任务 : 启动任务，也是最高优先级任务，这里实现按键扫描。

osRtxTimerThread任务: 定时器任务，暂未使用。

任务栈大小和任务控制块定义如下：

/*0 o1 ~. a7 y" ~ O+ T9 _0 _9 F2 H
**********************************************************************************************************% M. }* P0 _ ]
变量/ N3 E- v6 _. U8 T. O1 A, d6 {9 S
**********************************************************************************************************+ H/ i2 B; p V/ S( {3 O- B
*/; q2 J. P9 x) l- ?- f0 n
/* 任务的属性设置 */
! L: o( ^+ c# l- R" T
const osThreadAttr_t ThreadStart_Attr =
! l% m% n) A1 T3 E4 o: v0 O
{" _8 M! F% v/ D) _
/* 未使用 */+ K5 [# G- j* y7 u* D
// .cb_mem = &worker_thread_tcb_1,& S: G- Y+ j7 G* B$ ?/ s0 L
// .cb_size = sizeof(worker_thread_tcb_1), K* T+ P7 L% ^# e5 Y# i) w8 `
// .stack_mem = &worker_thread_stk_1[0],
2 E% \4 e, t9 M) h& m K* I, A
// .stack_size = sizeof(worker_thread_stk_1),
4 i' A# o% L; v8 v5 j0 W2 k
// .priority = osPriorityAboveNormal,4 @/ z# i4 V9 F' F
// .tz_module = 0) g/ a5 t; ?7 d1 {+ \, a# o1 t
5 V0 ?! }# O; J& I6 u
.name = "osRtxStartThread",
4 @7 @' @' P g
.attr_bits = osThreadDetached,
- p- h2 E+ E0 }% _5 o+ g2 q
.priority = osPriorityNormal4,( F- |- Y# i" J& Y- Q. D
.stack_size = 2048,/ f3 L* ]7 p/ `9 u% X& S( F8 p" h" Z
};
) W6 V2 b: K- P$ f+ U+ C
& y* S' e' x0 Q, e4 [; n
const osThreadAttr_t ThreadMsgPro_Attr =
& g% n w, m4 P: L1 X7 J: Q! c
{1 N6 W/ z$ j, X& Y T! }
.name = "osRtxMsgProThread",- _5 i8 D Y( D- c7 u
.attr_bits = osThreadDetached, : p% g$ g! Z1 ^4 o t; E
.priority = osPriorityNormal3,& y2 z9 ^1 G5 t5 U3 i* q- Z" b6 S) w
.stack_size = 1024,2 q; s4 z- t0 ^7 A
};
+ _- S) q& _( T5 V; u
?2 K& d6 p# J" ^0 h0 s
const osThreadAttr_t ThreadLED_Attr = X1 t" K& S K3 q0 T
{
5 E1 i# v9 W' U* p$ ?3 G* e+ J2 ]8 ]
.name = "osRtxLEDThread",2 L" L8 y) M* p G( W: ~
.attr_bits = osThreadDetached,
: P3 g8 f3 n4 y% I# ~
.priority = osPriorityNormal2,8 q* p: w" O5 G: |$ C( C
.stack_size = 512,
0 T! l8 `' q+ T4 X5 u* A1 K
};! i1 O/ v& ] x; f
, [# M# |: J8 A& [
const osThreadAttr_t ThreadUserIF_Attr =
* t- L% l0 ~& w* e4 x
{% R4 H& S% k& M; k+ G8 z3 X
.name = "osRtxThreadUserIF",
; `! U; a9 p! w/ j7 i$ A
.attr_bits = osThreadDetached,
- T3 ^: h% t" n, v: d+ C
.priority = osPriorityNormal1,: g& _; b0 w7 S2 c
.stack_size = 1024,4 g6 }3 q, T0 {& D! D: F! N: F
};

复制代码

任务创建：

/*
' X$ w1 `. S/ f. x G/ \
*********************************************************************************************************
$ R6 f& D& S; D' D
* 函数名: main6 A' o1 d6 R% z- I, g. R: G
* 功能说明: 标准c程序入口。2 N q* P5 e! O& f; \
* 形参: 无
# c H }! B' y0 T9 S
* 返回值: 无
" _7 A4 L' \- j [. b% U- o j, p
********************************************************************************************************* s8 e& T$ V+ y/ @
*/& h/ {* S* y2 J+ P
int main (void) # D# E O. L4 l& t0 L: y
{
0 v; ^- P$ W0 ^; A0 `
/* HAL库，MPU，Cache，时钟等系统初始化 */
- b% z3 p4 c s/ d2 G
System_Init();
3 a4 A+ l3 [' ^$ Q/ }) M+ V
, b; d0 f' h) n+ T7 l( v
/* 内核开启前关闭HAL的时间基准 */
( N2 u6 u9 O; w9 f$ S
HAL_SuspendTick();, o+ a! L, \2 q5 r: y9 {
" W9 G8 C+ A1 H$ J' T( z+ [6 }
/* 内核初始化 */& z7 N! ?, X( r' A+ N4 M, @
osKernelInitialize();
6 N3 o' C# E7 d. g8 [1 m G/ w( U4 h
) Z: J" E$ y2 o2 o# x) o
/* 创建启动任务 */
% L& _( o v* f3 x* p& f5 ?# T
ThreadIdStart = osThreadNew(AppTaskStart, NULL, &ThreadStart_Attr);
8 h) m# ] h; k( j4 B
, M+ t1 v: Q6 B- G, j8 T% J
/* 开启多任务 */
/ S1 [: @' o% m j& n) \/ H) o, o7 M
osKernelStart();
8 h( M3 M |- E+ ^$ c0 O& U% p
; E7 e) j0 t% p* I: k
while(1);( t; E' ?3 N+ ^
}
3 ?; m, `6 O1 q5 D) t- \
& c# w7 A4 ^: x* A7 d' a' o
/*" Z( M d" Q6 Y! }
*********************************************************************************************************' p5 F7 {, k, I, D( S
* 函数名: AppTaskCreate. G/ Z+ t" h) k6 Z
* 功能说明: 创建应用任务: k- J% e4 I# |
* 形参: 无+ R/ R4 t1 e0 q- p* x, j1 ^" [
* 返回值: 无) C* B% T+ M' H* t* v9 B+ I
*********************************************************************************************************
! e9 k' r3 |1 W4 K; q+ ?
*/
0 l) U* W2 r( s) R$ Q8 N
static void AppTaskCreate (void)
4 b! a: \! j0 A+ Q, H8 i
{: ]3 X( u% O3 O8 Z5 ]2 | p7 \
ThreadIdTaskMsgPro = osThreadNew(AppTaskMsgPro, NULL, &ThreadMsgPro_Attr); 2 b9 h! _$ [4 g
ThreadIdTaskLED = osThreadNew(AppTaskLED, NULL, &ThreadLED_Attr);
- a* w- s0 p# q1 i0 \" h: f3 m
ThreadIdTaskUserIF = osThreadNew(AppTaskUserIF, NULL, &ThreadUserIF_Attr); * Q7 X5 p! _5 L' W1 W
}

复制代码

这里我们重点看下启动任务，主要做了五个工作：

  外设初始化bsp_Init。
  任务创建AppTaskCreate。
  初始化USB并连接电脑。
  需要周期性处理的程序bsp_ProPer1ms，对应裸机工程调用的SysTick_ISR。这个的实现非常重要，这样之前裸机里面使用的API，就可以直接在RTX5里面直接调用。

/*, N6 K3 R- N: E V# a
*********************************************************************************************************
' y* K! a7 H" c9 ^
* 函数名: AppTaskStart
$ m2 v% Y2 C3 ]
* 功能说明: 启动任务，这里用作BSP驱动包处理。
) P9 R$ B6 y$ a
* 形参: 无- V( G E( v; j2 P$ ]
* 返回值: 无
- j% _; E s- s' J% M
* 优先级: osPriorityHigh4
4 R+ u, n' w! s
*********************************************************************************************************( q' e, E3 G# m: p
*/
/ }3 r2 G# L4 I* O6 P
void AppTaskStart(void *argument)( S- K4 p3 L# N) X% r" M: j
{0 ^4 A* V7 R1 Y
const uint16_t usFrequency = 1; /* 延迟周期 */2 j0 i, @" M# Y
uint32_t tick;
& E4 l$ N6 _8 N8 P' v5 x
* W9 \5 G( R, }
/* 初始化外设 */; q6 R6 Q) F, J
HAL_ResumeTick();. `# |& g5 r, L6 i" _4 p* U( _. x
bsp_Init();
. s3 T8 |1 E0 O. y: u0 _
2 T7 B/ u- c Q
/* 创建任务 */& {7 N9 G. B X6 j3 L& v3 S6 v
AppTaskCreate();5 g( M6 P5 K1 U2 L1 x" P8 A
6 T3 x; n0 M' R1 t7 l U
USBD_Initialize(0U); /* 初始化USB设备 */
" C. r0 `' i1 i X; l5 }
USBD_Connect (0U); /* USB设备连接 */
4 C4 u9 g; z1 @3 B( b; M: E& S; G
, i8 j. J6 I3 |0 U/ \) I
/* 获取当前时间 */8 o! p" X5 ]: x
tick = osKernelGetTickCount();
3 R1 r, X l$ p1 z. d2 d) i1 F+ A; b
, |. C+ t, v8 a- S2 j% X/ x
while(1)
+ y+ a' s; V( | b7 k0 p
{
) ?. Z+ [8 |' y% S% G* ]$ I
/* 需要周期性处理的程序，对应裸机工程调用的SysTick_ISR */
, ?5 M6 ?5 U4 `4 M7 v* \
bsp_ProPer1ms();
8 t* F' O O2 Z6 P8 L& M, v
$ d6 U d0 e& E7 @6 p# J
/* 相对延迟 */
" u! ]# k6 v. z8 U7 ]' t i
tick += usFrequency; 0 L7 s( p1 O. Q; x7 u
osDelayUntil(tick);
3 k' v" O2 m# P9 q0 s
}
* i' A+ D. ]/ `7 p- U: S1 O8 h
}

复制代码

4.14 常见移植错误总结
编译后提示如下错误：
error: 'Driver_USBD.h' file not found

解决办法是将新版 CMSIS 软件包里面 Driver 文件夹全部复制到自己所创建工程里面的 CMSIS文件夹下，并添加路径：

提示如下错误
unknown type name 'HAL_StatusTypeDef'

解决办法：本章4.8小节。

4.15 使用的MicroUSB接口并注意跳线帽设置
本周教程移植的例子使用内部RAM模拟了一个U盘，效果如下：

注意使用的是MicroUSB接口：

注意板子左下角跳线帽的设置：

这里是用于选择CAN1 TX使用PB9或者PA12引脚，CAN1 RX使用PB8或者PA11引脚。大家这里可以什么都不接，或者CAN1 TX通过跳线帽短接PA12，CAN1 RX通过跳线帽短接PA11。切记不可以短接到PA12和PA11引脚上，USB要使用这两个引脚。

4.16 实验例程
本章节配套了如下几个例子供大家移植参考：

V7-4001_RTX5 Kernal Template

RTX5内核模板。

V7-4002_RL-USB Template

RL-USB工程内核模板，使用内部RAM模拟了一个U盘。

MDK进入调试状态后，选择周期更新：