【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

技术帖
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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。
- p4 }" z' z# E
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：

. Y" R' Y  }  @: {
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：

& R' c: W/ g$ {! T) a
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）：

) v1 X j9 `" z u$ l% Z4.6 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）：

% _. W# r# q& u7 B: j1 _) a
4.6.2 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"
6 N8 B1 g& u+ k+ i" `
#include "USBD_STM32H7xx.h"
+ d2 \5 R# ^$ F9 \4 u/ F# ^" p) w; w
, J% z0 v x9 W _8 Q7 Y
#include "stm32h7xx.h"

复制代码

修改后的顺序如下：

#include "stm32h7xx.h"
0 I! o: d5 E. C/ k) f: a+ \
6 O, ~* ~$ {/ R0 q9 T, |
#include "OTG_STM32H7xx.h"1 \& _* X# b2 Z1 o* B
#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：

/*
- ^* t+ c! o+ f" f3 X3 i
**********************************************************************************************************
' B4 G# _. f: k1 S
变量0 ^) D7 Z$ N$ l5 F
**********************************************************************************************************
# T" T8 o: m0 T3 g
*/
' r! C+ O$ V/ n4 M9 w1 x) t
/* 任务的属性设置 */
B! p8 X: [5 v, V- D; t2 v+ b
const osThreadAttr_t ThreadStart_Attr = . a! ^! m% l, n* @5 `' w
{- D8 ?' _5 W7 F* H* D; s* Q
/* 未使用 */3 @# h- c. q( p% `# v5 q
// .cb_mem = &worker_thread_tcb_1,
( l6 Q4 E2 }7 C+ m* E/ k' k$ ?
// .cb_size = sizeof(worker_thread_tcb_1),# {0 y" r q" u2 x$ Y3 Y4 H
// .stack_mem = &worker_thread_stk_1[0],
8 W; D* K& m f% q9 S/ m
// .stack_size = sizeof(worker_thread_stk_1),
+ C7 B( j9 V- z7 \
// .priority = osPriorityAboveNormal,
x& W" [8 e1 ] E) d/ e1 R
// .tz_module = 0
, w) f7 X' F$ E5 H! S" j( ~; x
) r" J) T# @8 P9 r+ b
.name = "osRtxStartThread",
$ z& {; B1 V/ N
.attr_bits = osThreadDetached,
; d$ R; _9 r; C c! X' N4 S
.priority = osPriorityNormal4,
# J7 M7 U* x3 b/ G A0 I/ {) W
.stack_size = 2048,
4 a5 j3 K' n4 ~/ v E5 s9 h
};
+ Y2 o. F$ f! |7 A% n! ~
% r) M' {6 `( E9 @1 J+ `7 W! A
const osThreadAttr_t ThreadMsgPro_Attr =
' T" @6 c+ t& X0 c8 e3 d$ N
{
! R; z4 }9 I1 j4 e
.name = "osRtxMsgProThread",2 u F- u" j# A% C1 l7 @
.attr_bits = osThreadDetached, 2 n8 t4 ~1 y* b0 U: \8 G: `
.priority = osPriorityNormal3,; |" s1 C) z4 g& _
.stack_size = 1024,# @* c( E P0 c, y+ M/ z
};
$ L2 R0 m$ S0 ^4 m* x- ^/ `; _
+ B. S" q- `: c# b( D
const osThreadAttr_t ThreadLED_Attr = 8 ~; ]. l1 z3 \8 G/ R
{8 K: A' Z, X0 h$ s' G
.name = "osRtxLEDThread",
.attr_bits = osThreadDetached,
$ ^7 r: A$ l! h: Y3 ]
.priority = osPriorityNormal2,0 O5 |' s% G( c
.stack_size = 512,
8 q4 A4 w( t6 F) _2 c1 J' c
};0 d: m, A" Y% \
0 U, Y; T/ Z5 N; A
const osThreadAttr_t ThreadUserIF_Attr = 6 a2 @) f% F# M- E) t' ^. Y! N! h
{, T( z# \8 T4 J3 Z
.name = "osRtxThreadUserIF",
. Z2 f% R1 G0 d" C
.attr_bits = osThreadDetached,
9 J0 _ a( Y' f( ?: ~& Q- c
.priority = osPriorityNormal1,
5 X9 Z2 S5 y1 M: i8 k9 V1 ~
.stack_size = 1024,& A2 q! E) T' _ R
};

复制代码

任务创建：

/*0 ?$ b! H, e: G6 P# i! ]* W2 C5 a
*********************************************************************************************************4 H9 n3 }8 P I$ ^: K# h
* 函数名: main, \" r* y7 ^6 `& m+ S
* 功能说明: 标准c程序入口。
! E9 n A/ P9 \0 d9 ?* {
* 形参: 无
8 L% m, z+ L x1 E, e6 `+ x
* 返回值: 无
1 N9 g5 U9 v. x' ]3 I+ \' {
*********************************************************************************************************
* e7 m6 b% D$ B' ]
*/
: N' K, L4 k9 s7 j/ Y: r3 c* y
int main (void)
0 m3 c P2 r1 K/ Y2 x
{ " u5 {, j- O0 [4 {' X) N ]$ I4 I
/* HAL库，MPU，Cache，时钟等系统初始化 */+ m6 b7 a1 d0 P$ m4 [$ p, u7 l+ g6 G. e
System_Init();
4 [$ ~+ O( T' B9 k% K
" C. G/ G" c! T; J' v% @
/* 内核开启前关闭HAL的时间基准 */' @. W% y, N2 A) n2 e2 j- r
HAL_SuspendTick();# z$ y9 Q! [ c8 R" s2 e
4 d2 ]$ p3 u6 k0 P+ t3 c
/* 内核初始化 */" c0 H' B d7 ^* z& q% d: ~- w
osKernelInitialize();
7 o' V o+ i5 {* n4 ^
# E; J* B/ c' l- D! i6 C# c3 P
/* 创建启动任务 */
- A4 m8 ?% M) H$ |7 p! N$ Q5 K1 s
ThreadIdStart = osThreadNew(AppTaskStart, NULL, &ThreadStart_Attr);
# Z$ b5 ~; U: \1 Z7 k7 W0 o
& R0 C* u: t" q, |4 c+ |
/* 开启多任务 */
# P0 Y# a3 s4 F5 V2 f5 X
osKernelStart();7 Z2 B4 Z% C. [6 t$ G
$ E4 G0 r$ G4 G8 n' q. e1 h
while(1);- |& V9 m. {, b, q4 q
}4 Z- E0 ?% C* v2 n
) L3 f! v$ f1 f0 W/ C3 y/ w3 n
/*
! s& F9 W# F% b, E) F) ]
*********************************************************************************************************9 w3 ~$ F' W2 v3 i% I
* 函数名: AppTaskCreate. F7 Y* {- A9 y" D
* 功能说明: 创建应用任务1 i; [" ~5 a( B4 k: V0 q! h5 Q
* 形参: 无
3 }4 x! e1 T$ L; V
* 返回值: 无
/ S* N2 V' z( r! Y
*********************************************************************************************************5 U. q& v+ Z! B7 M; k
*/" o. e: t. c: x9 |4 C: S# Q
static void AppTaskCreate (void)
0 W, I. ?1 m4 k; p$ t+ e
{9 \& y* K$ W! `* y
ThreadIdTaskMsgPro = osThreadNew(AppTaskMsgPro, NULL, &ThreadMsgPro_Attr);
. l4 Q) {# b- d+ m0 b
ThreadIdTaskLED = osThreadNew(AppTaskLED, NULL, &ThreadLED_Attr);
2 d8 a2 N# L9 {( |
ThreadIdTaskUserIF = osThreadNew(AppTaskUserIF, NULL, &ThreadUserIF_Attr); 2 N! [* o b1 a
}

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。

/*
9 K* k/ }9 P3 l' m, @3 C/ A, y; F
*********************************************************************************************************
+ u1 `4 x8 v+ u
* 函数名: AppTaskStart
- S& J! i) Z- S9 g. L0 P
* 功能说明: 启动任务，这里用作BSP驱动包处理。2 a0 J$ T @% P* F4 x3 f2 V7 t$ M, E: e
* 形参: 无* ]5 w! I0 P4 U/ C5 B: b+ [' {
* 返回值: 无
3 f! l7 J- A) t( y- g
* 优先级: osPriorityHigh4
3 X$ C2 V8 E8 _# g$ ^/ s& b
*********************************************************************************************************9 ^0 ~, W2 W+ w1 Z
*/9 ?' R: h( T8 |2 ?
void AppTaskStart(void *argument)0 I) L, z6 z0 i4 F
{) S; M. y" c* j' k' Y) V
const uint16_t usFrequency = 1; /* 延迟周期 */ H1 D0 {, }3 [5 z& \
uint32_t tick;
/ G9 A% v6 R; z9 l+ B3 K9 O
' R k: [7 @5 ^8 N# [ @5 q
/* 初始化外设 */' \5 W* G. s. E! p- r$ o) w
HAL_ResumeTick();
) k: t: U+ N0 P: k2 `7 `
bsp_Init();( k- q& }+ W7 e# f6 w
) p/ i' T; H' Z& S
/* 创建任务 */
+ [5 C! I! z3 L# R
AppTaskCreate();
* M. t$ D* d6 N$ k! I1 a
$ Z& q" {6 `7 m0 Y
USBD_Initialize(0U); /* 初始化USB设备 */
2 B' [9 I$ L! s2 L- P
USBD_Connect (0U); /* USB设备连接 */5 ] m( z) x# I0 `7 T& n
6 ^8 j" q/ E; z# j3 D
/* 获取当前时间 *// J& n3 j& ?' D% p2 {
tick = osKernelGetTickCount(); 9 s3 B/ K+ C+ r4 b! \ ]' Z
c. ]2 c; x$ V) I, n) H
while(1)
6 x9 t4 P! f2 y4 G$ ~* f: N6 ]+ Q
{# ]* S* n8 Z N' l. S* N
/* 需要周期性处理的程序，对应裸机工程调用的SysTick_ISR */
$ C) t$ L9 h& m- v) N6 ^
bsp_ProPer1ms();
1 x: H" a8 O/ z O
1 U3 j* d; L1 r. A" b
/* 相对延迟 */7 h* J) _1 @* V+ V. F. G
tick += usFrequency; : ^6 O7 O _' W; E* u
osDelayUntil(tick);" Z4 C' k) A, ^8 x# v3 `9 G0 ?
}8 I: f+ V( m8 F- @9 i& i: ]) t; j' N
}

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：