3.1   初学者重要提示
1、  本章使用的ST专门为STM32H7提供的软件包

2、  本章配套例子使用SD卡模拟一个U盘，使用的MicroUSB接口。

3.2   USBX移植步骤
ThreadX USBX的移植步骤如下：

3.2.1      第1步，了解整体设计框架
为了方便大家移植，需要大家先对移植好的工程有个整体认识：

3.2.2      第2步，添加USBX和USB驱动到工程
这里我们在FileX教程做的模板例子基础上添加USBX文件和USB驱动文件，大家可以直接从本章教程提供的例子里面复制。

  模拟U盘驱动文件ux_device_msc.c/.h和ux_device_descriptors.c/.h添加到自己的工程里面，路径不限。
配套例子是放在\User\usb文件。

  USB驱动文件stm32h7xx_hal_hcd.c，stm32h7xx_hal_pcd.c，stm32h7xx_hal_pcd_ex.c和stm32h7xx_ll_usb.c。
这个是STM32H7的HAL库自带的。

  USBX相关源文件。
大家可以将所有相关文件都复制到自己的工程里面，配套例子是放在\USBX。

3.2.3      第3步，添加工程路径
大家根据自己添加的源文件位置，添加相关路径即可：

3.2.4      第4步，禁止掉添加进来一些文件
之所以要禁止掉是因为这些文件要用到NetXDUO网络协议栈，或者大家不添加进来都是可以的。添加进来后再禁止的优势是添加时候可以全选添加。

禁止的方法是右击此文件去掉如下对钩即可：

3.2.5      第4步，配置GPIO和时钟
USB时钟配置在bsp.c文件的函数SystemClock_Config里面：

1. {
   
2.                 /*
   
3.                 USB工作需要48MHz的时钟，可以由PLL1Q，PLL3Q和HSI48提供
   
4.                         PLL1Q用于给SDMMC提供时钟
   
5.                     PLL3Q给LTDC提供时钟，也可以跟USB共用，不过得更USB设置相同的频率才可一起用。
   
6.                     HSI48可以供USB独享，就是精度不是很高。
   
7.                 */
   
8.                 RCC_PeriphCLKInitTypeDef PeriphClkInitStruct = {0};
   
9. #if 0
   
10.                 /* PLL3-Q for USB Clock = 48M */
    
11.                 PeriphClkInitStruct.PeriphClockSelection = RCC_PERIPHCLK_USB;
    
12.                 PeriphClkInitStruct.PLL3.PLL3M = 5;
    
13.                 PeriphClkInitStruct.PLL3.PLL3N = 48;
    
14.                 PeriphClkInitStruct.PLL3.PLL3P = 2;
    
15.                 PeriphClkInitStruct.PLL3.PLL3Q = 5;
    
16.                 PeriphClkInitStruct.PLL3.PLL3R = 2;
    
17.                 PeriphClkInitStruct.PLL3.PLL3RGE = RCC_PLL3VCIRANGE_2;
    
18.                 PeriphClkInitStruct.PLL3.PLL3VCOSEL = RCC_PLL3VCOWIDE;
    
19.                 PeriphClkInitStruct.PLL3.PLL3FRACN = 0;
    
20.                 PeriphClkInitStruct.UsbClockSelection = RCC_USBCLKSOURCE_PLL3;
    
21.                 if (HAL_RCCEx_PeriphCLKConfig(&PeriphClkInitStruct)!= HAL_OK)
    
22.                 {
    
23.                         Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
    
24.                 }        
    
25. #else
    
26.                 PeriphClkInitStruct.PeriphClockSelection = RCC_PERIPHCLK_USB;
    
27.                 PeriphClkInitStruct.UsbClockSelection = RCC_USBCLKSOURCE_HSI48;
    
28.                 if (HAL_RCCEx_PeriphCLKConfig(&PeriphClkInitStruct) != HAL_OK)
    
29.                 {
    
30.                         Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
    
31.                 }
    
32.               HAL_PWREx_EnableUSBVoltageDetector();
    
33. #endif
    
34.         }        

复制代码

USB的GPIO，NVIC初始化在demo_sd_usbx.c：

1. /* 配置USB GPIO, NVIC */
   
2.     {
   
3.         GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStruct = {0};
   
4. 
   
5.         __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
   
6. 
   
7.         GPIO_InitStruct.Pin = (GPIO_PIN_11 | GPIO_PIN_12);
   
8.         GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;
   
9.         GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
   
10.         GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;
    
11.         GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF10_OTG1_FS;
    
12.         HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
    
13. 
    
14.         /* 使能USB FS时钟 */
    
15.         __HAL_RCC_USB2_OTG_FS_CLK_ENABLE();
    
16. 
    
17.         /* 在睡眠模式下禁用USB时钟 */
    
18.         __HAL_RCC_USB2_OTG_FS_ULPI_CLK_SLEEP_DISABLE();
    
19. 
    
20.         /* 配置USB FS中断 */
    
21.         HAL_NVIC_SetPriority(OTG_FS_IRQn, 0x2, 0);
    
22.         HAL_NVIC_EnableIRQ(OTG_FS_IRQn);
    
23.     }
    
24. 
    
25.     /* 初始化USB */
    
26.     {
    
27.         HAL_PWREx_EnableUSBVoltageDetector();
    
28. 
    
29.         memset(&hpcd_USB_OTG_FS, 0x0, sizeof(PCD_HandleTypeDef));
    
30.         hpcd_USB_OTG_FS.Instance = USB2_OTG_FS;
    
31.         hpcd_USB_OTG_FS.Init.dev_endpoints = 8;
    
32.         hpcd_USB_OTG_FS.Init.use_dedicated_ep1 = 0;
    
33.         hpcd_USB_OTG_FS.Init.ep0_mps = 0x40;
    
34.         hpcd_USB_OTG_FS.Init.low_power_enable = 0;
    
35.         hpcd_USB_OTG_FS.Init.phy_itface = PCD_PHY_EMBEDDED;
    
36.         hpcd_USB_OTG_FS.Init.Sof_enable = 0;
    
37.         hpcd_USB_OTG_FS.Init.speed = PCD_SPEED_FULL;
    
38.         hpcd_USB_OTG_FS.Init.vbus_sensing_enable = 0;
    
39.         hpcd_USB_OTG_FS.Init.lpm_enable = 0;
    
40. 
    
41.         /* 初始化USB  */
    
42.         HAL_PCD_Init(&hpcd_USB_OTG_FS);
    
43. 
    
44.         /* 设置TX FIFO和RX FIFO */
    
45.         HAL_PCDEx_SetRxFiFo(&hpcd_USB_OTG_FS, 1024);
    
46.         HAL_PCDEx_SetTxFiFo(&hpcd_USB_OTG_FS, 0, 64);
    
47.         HAL_PCDEx_SetTxFiFo(&hpcd_USB_OTG_FS, 1, 1024);
    
48. 
    
49.         /* 注册STM32到USBX协议栈并初始化 */
    
50.         status =  ux_dcd_stm32_initialize((ULONG)USB2_OTG_FS, (ULONG)&hpcd_USB_OTG_FS);
    
51. 
    
52.         if (status != FX_SUCCESS)
    
53.         {
    
54.             return;
    
55.         }
    
56. 
    
57.     }

复制代码

3.2.6      第5步，MPU配置
为了方便大家移植测试，我们这里直接关闭AXI SRAM的读Cache和写Cache（这样就跟使用STM32F1或者STM32F4系列里面的SRAM一样）。此配置是在bsp.c文件的MPU_Config函数里面实现：

1. /*
   
2. *********************************************************************************************************
   
3. *        函 数 名: MPU_Config
   
4. *        功能说明: 配置MPU
   
5. *        形    参: 无
   
6. *        返 回 值: 无
   
7. *********************************************************************************************************
   
8. */
   
9. static void MPU_Config( void )
   
10. {
    
11.         MPU_Region_InitTypeDef MPU_InitStruct;
    
12. 
    
13.         /* 禁止 MPU */
    
14.         HAL_MPU_Disable();
    
15. 
    
16. #if 0
    
17.            /* 配置AXI SRAM的MPU属性为Write back, Read allocate，Write allocate */
    
18.         MPU_InitStruct.Enable           = MPU_REGION_ENABLE;
    
19.         MPU_InitStruct.BaseAddress      = 0x24000000;
    
20.         MPU_InitStruct.Size             = MPU_REGION_SIZE_512KB;
    
21.         MPU_InitStruct.AccessPermission = MPU_REGION_FULL_ACCESS;
    
22.         MPU_InitStruct.IsBufferable     = MPU_ACCESS_BUFFERABLE;
    
23.         MPU_InitStruct.IsCacheable      = MPU_ACCESS_CACHEABLE;
    
24.         MPU_InitStruct.IsShareable      = MPU_ACCESS_NOT_SHAREABLE;
    
25.         MPU_InitStruct.Number           = MPU_REGION_NUMBER0;
    
26.         MPU_InitStruct.TypeExtField     = MPU_TEX_LEVEL1;
    
27.         MPU_InitStruct.SubRegionDisable = 0x00;
    
28.         MPU_InitStruct.DisableExec      = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_ENABLE;
    
29. 
    
30.         HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct);
    
31. 
    
32. #else
    
33.      /* 当前是采用下面的配置 */
    
34.         /* 配置AXI SRAM的MPU属性为NORMAL, NO Read allocate，NO Write allocate */
    
35.         MPU_InitStruct.Enable           = MPU_REGION_ENABLE;
    
36.         MPU_InitStruct.BaseAddress      = 0x24000000;
    
37.         MPU_InitStruct.Size             = MPU_REGION_SIZE_512KB;
    
38.         MPU_InitStruct.AccessPermission = MPU_REGION_FULL_ACCESS;
    
39.         MPU_InitStruct.IsBufferable     = MPU_ACCESS_NOT_BUFFERABLE;
    
40.         MPU_InitStruct.IsCacheable      = MPU_ACCESS_NOT_CACHEABLE;
    
41.         MPU_InitStruct.IsShareable      = MPU_ACCESS_NOT_SHAREABLE;
    
42.         MPU_InitStruct.Number           = MPU_REGION_NUMBER0;
    
43.         MPU_InitStruct.TypeExtField     = MPU_TEX_LEVEL1;
    
44.         MPU_InitStruct.SubRegionDisable = 0x00;
    
45.         MPU_InitStruct.DisableExec      = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_ENABLE;
    
46. 
    
47.         HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct);
    
48. #endif
    
49.         /* 配置FMC扩展IO的MPU属性为Device或者Strongly Ordered */
    
50.         MPU_InitStruct.Enable           = MPU_REGION_ENABLE;
    
51.         MPU_InitStruct.BaseAddress      = 0x60000000;
    
52.         MPU_InitStruct.Size             = ARM_MPU_REGION_SIZE_64KB;        
    
53.         MPU_InitStruct.AccessPermission = MPU_REGION_FULL_ACCESS;
    
54.         MPU_InitStruct.IsBufferable     = MPU_ACCESS_BUFFERABLE;
    
55.         MPU_InitStruct.IsCacheable      = MPU_ACCESS_NOT_CACHEABLE;
    
56.         MPU_InitStruct.IsShareable      = MPU_ACCESS_NOT_SHAREABLE;
    
57.         MPU_InitStruct.Number           = MPU_REGION_NUMBER1;
    
58.         MPU_InitStruct.TypeExtField     = MPU_TEX_LEVEL0;
    
59.         MPU_InitStruct.SubRegionDisable = 0x00;
    
60.         MPU_InitStruct.DisableExec      = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_ENABLE;
    
61.         
    
62.         HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct);
    
63. 
    
64.         /*使能 MPU */
    
65.         HAL_MPU_Enable(MPU_PRIVILEGED_DEFAULT);
    
66. }

复制代码

3.2.7      第7步，添加应用代码（USB中断，打开U盘和关闭U盘）
USB操作专门整理到了文件demo_sd_usbx.c。主要三部分，打开U盘，关闭U盘和USB中断服务程序。这三个函数基本是通用的，大家直接复制粘贴使用即可

特别注意USB中断服务程序别忘了添加。

3.3   USBX的模拟U盘移植接口文件ux_device_msc.c说明
这里将USBX的底层接口文件ux_device_msc.c的实现为大家简单做个说明。

3.3.1  状态函数app_usb_device_thread_media_status
代码如下：

1. UINT  app_usb_device_thread_media_status(VOID *storage, ULONG lun, ULONG media_id, ULONG *media_status)
   
2. {
   
3. 
   
4.   /* The ATA drive never fails. This is just for app_usb_device only !!!! */
   
5.   return (UX_SUCCESS);
   
6. }

复制代码

此函数主要用于获取SD卡模拟U盘的状态。

3.3.2  读取函数app_usb_device_thread_media_read
代码如下：

1. /**
   
2.   * @brief  Function implementing app_usb_device_thread_media_read.
   
3.   * @param  storage : Not used
   
4.   * @param  lun: Logical unit number
   
5.   * @param  lba: Logical block address
   
6.   * @param  number_blocks: Blocks number
   
7.   * @param  data_pointer: Data
   
8.   * @param  media_status: Not used
   
9.   * @retval Status (0 : OK / -1 : Error)
   
10.   */
    
11. UINT  app_usb_device_thread_media_read(VOID *storage, ULONG lun,
    
12.                                        UCHAR *data_pointer,
    
13.                                        ULONG number_blocks,
    
14.                                        ULONG lba, ULONG *media_status)
    
15. {
    
16.     UINT status = 0U;
    
17. 
    
18.     BSP_SD_ReadBlocks((uint32_t *) data_pointer, lba, number_blocks, 500);                                                                        
    
19.     //while(BSP_SD_GetCardState() != SD_TRANSFER_OK);
    
20.     status = check_sd_status(0);   
    
21.     return (status);
    
22. }

复制代码

用于实现SD模拟U盘的读取功能。

3.3.3  写入函数app_usb_device_thread_media_write
代码如下：

1. /**
   
2.   * @brief  Function implementing app_usb_device_thread_media_write.
   
3.   * @param  storage : Not used
   
4.   * @param  lun: Logical unit number
   
5.   * @param  lba: Logical block address
   
6.   * @param  number_blocks: Blocks number
   
7.   * @param  data_pointer: Data
   
8.   * @param  media_status: Not used
   
9.   * @retval Status (0 : OK / -1 : Error)
   
10.   */
    
11. UINT  app_usb_device_thread_media_write(VOID *storage, ULONG lun,
    
12.                                         UCHAR *data_pointer,
    
13.                                         ULONG number_blocks,
    
14.                                         ULONG lba, ULONG *media_status)
    
15. {
    
16.     UINT status = 0U;
    
17. 
    
18.     BSP_SD_WriteBlocks((uint32_t *) data_pointer, lba, number_blocks, 500);
    
19.     //while(BSP_SD_GetCardState() != SD_TRANSFER_OK);
    
20.     status = check_sd_status(0);
    
21. 
    
22.     return (status);
    
23. }

复制代码

用于实现SD模拟U盘的写入功能。

3.3.4  接口函数注册
接口函数的注册是在文件demo_sd_usbx.c里面：

1. storage_parameter.ux_slave_class_storage_parameter_lun[0].ux_slave_class_storage_media_read  =  app_usb_device_thread_media_read;
   
2. 
   
3. storage_parameter.ux_slave_class_storage_parameter_lun[0].ux_slave_class_storage_media_write  =  app_usb_device_thread_media_write;
   
4. 
   
5. storage_parameter.ux_slave_class_storage_parameter_lun[0].ux_slave_class_storage_media_status =  app_usb_device_thread_media_status;

复制代码

3.4   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。

3.5   实验例程
配套例子：

V7-2401_ThreadX USBX Template

实验目的：

学习USBX模板，通过SD来模拟U盘。
实验内容：

1、共创建了如下几个任务，通过按下按键K1可以通过串口或者RTT打印任务堆栈使用情况                                 

  ========================================================

         CPU利用率 =  0.89%

         任务执行时间 = 0.586484645s

         空闲执行时间 = 85.504470575s

         中断执行时间 = 0.173225395s

         系统总执行时间 = 86.264180615s              

=======================================================

        任务优先级 任务栈大小 当前使用栈  最大栈使用   任务名

          Prio     StackSize   CurStack    MaxStack   Taskname

          2         4092        303         459      App Task Start

          5         4092        167         167      App Msp Pro

          4         4092        167         167      App Task UserIF

           5         4092        167         167      App Task COM

           0         1020        191         191      System Timer Thread           

串口软件可以使用SecureCRT或者H7-TOOL RTT查看打印信息。

App Task Start任务  ：启动任务，这里用作BSP驱动包处理。

App Task MspPro任务 ：消息处理。

App Task UserIF任务 ：按键消息处理。

App Task COM任务   ：这里用作LED闪烁。

System Timer Thread任务：系统定时器任务

2、(1) 凡是用到printf函数的全部通过函数App_Printf实现。

      (2) App_Printf函数做了信号量的互斥操作，解决资源共享问题。

3、默认上电是通过串口打印信息，如果使用RTT打印信息

(1)   MDK AC5，MDK AC6或IAR通过使能bsp.h文件中的宏定义为1即可

#define Enable_RTTViewer  1

(2)   Embedded Studio继续使用此宏定义为0, 因为Embedded Studio仅制作了调试状态RTT方式查看。

实验操作：

测试前务必将SD卡插入到开发板左上角的卡座中。
支持以下6个功能，用户通过电脑端串口软件发送数字1-6给开发板即可
printf("1 - 显示根目录下的文件列表\r\n");
printf("2 - 创建一个新文件armfly.txt\r\n");
printf("3 - 读armfly.txt文件的内容\r\n");
printf("4 - 创建目录\r\n");
printf("5 - 删除文件和目录\r\n");
printf("6 - 读写文件速度测试\r\n");
printf("a - 打开SD卡模拟U盘\r\n");
printf("b - 关闭SD卡模拟U盘\r\n");
串口打印的信息：

波特率 115200，数据位 8，奇偶校验位无，停止位 1

RTT打印：

3.6   总结
本章节就为大家讲解这么多，后面章节再为大家详细讲解USBX的玩法。