基于STM32的USB程序开发笔记(一、二)

乡村布拉德 · 2008-12-23T03:48:02+00:00

lbxxx原创 3 [ g( O: ~& ]/ p# B , J6 y' |3 u1 f0 w. z; | / \" c. M }+ [, B 基于STM32的USB程序开发笔记(一) - R, E& i+ ^0 }- X V/ u5 {' X5 P 5 i5 E: _) U/ t# @ 第一篇：需要准备的一些资料 5 l" _' c0 \8 f& S ) c2 z" l/ f* ?' L. w1：STM32的参考手册，这对于设备底层USB的硬件配置以及事件驱动机制的了解尤为重要，你需要了解各个寄存器的功能以及如何操作，比如CNTR、ISTR、EPnR、DADDR等等，如果你想学习USB，这个手册是必须的。 4 Y9 Y+ f# I o l2：USB2.0 协议，这个资料同样必不可少，如果因为英语阅读能力而苦苦寻找中文版的USB2.0协议，建议不要这么做，现在网络中的所谓的中文版的USB2.0协议不是官方撰写的，大多数是一些热心朋友自己翻译的，却不是很全面，如果你在为寻找这类的资料而无所获时，建议认真塌实的看看官方英文版的USB2.0协议，官方协议阐述的十分详细，650多页，一字一句的了解全部协议不太可行，可针对性的重点理解，比如对第9章USB Device Framework的详细理解对于你的USB Device固件开发不可缺少（这里就是STM32）。 % B% M, V0 P( q( Z6 p/ [3：ST提供的USB固件库，这个类库较为散乱，但不可不参考 k6 v8 L( a, E 6 {5 k; _! u+ i" ~* \以下是最近这段时间的成果，包含固件、驱动以及应用程序，固件部分有些功能是不被支持的，如SR_SetDescriptor()、 SR_SynchFrame()等等，在此说明战士不支持非故意如此，而是还没时间仔细深入编写完善，因为这些目前不被支持的部分目前不被使用到。 * b5 T: H% ?% C% D/ t6 P 后序将接着对各个部分进行一些说明，希望朋友们多多支持，同时欢迎朋友们讨论。 2 m/ S1 a8 t* P2 B: T 如果你使用的是万利的STM3210B-LK1开发板，则可以烧写hex文件后进行测试。 * s! \" ~' X$ O, u3 C$ X0 y V' S ; X. |5 H# L% F2 E1 A下载该文件请参阅： . o' s7 _$ v" Bhttp://www.ouravr.com/bbs/bbs_content.jsp?bbs_sn=1808061&bbs_page_no=1&bbs_id=3020 M: b' k% f4 ?/ E/ r2 s! v) |2 H! B2 t) f0 x0 A1 M# G 6 X- V- ~! V6 _) |& Y5 \$ e 第2篇：STM32 USB固件函数的驱动原理 7 j, ]; d9 }9 _: _) @ 首先需要了解一个概念： 9 S! O( }. X( \" a USB 设备（DEVICE）从来只是被动触发，USB主机（HOST）掌握主动权，发送什么数据，什么时候发送，是给设备数据还是从设备请求数据，都是由USB 主机完成的，USB设备只是配合主机完成设备的枚举、数据方向和大小。根据数据特性再决定该不该回复该如何回复、该不该接收该如何接收这些动作。 0 y' B# }+ k3 K% K! K+ A% ^了解这些，再仔细查看STM32的参考手册USB部分以及STM32的中断向量表，从中可以找到两个中断： 4 ?; q) C+ ?( q1 ?0 v- }$ x /******************************************************************************* # G% t; x: B; ]1 r/ P; F( n* P: `4 |, O! S* Function Name : USB_HP_CAN_TX_IRQHandler ) N2 p$ n [ }. h- D2 Z, ^1 w$ W8 u * Description : This function handles USB High Priority or CAN TX interrupts l; ~% ]' t$ u6 C: r * requests. , U5 o+ G8 u p- G* N * Input : None 3 J J, A B0 i% y) _( \1 l* w- R4 S * Output : None ; }9 x" L/ @/ F3 b" X5 ?* Return : None 5 K/ i/ C" Z ^1 s& W- v+ ]*******************************************************************************/ b: k& b7 r& l, s' S; vvoid USB_HP_CAN_TX_IRQHandler(void) & |* u3 r- O% |5 K, E @3 A9 C c5 ~{ 0 M6 ~# W$ W% G4 s" H0 {; q( z1 m USB_HPI(); - {3 j3 ^$ j( ]( ~' }: O E) Y6 w} 7 [ W2 @0 J- V1 N1 H4 x; t! o1 C% v" v S /******************************************************************************* 7 j* M* | G' ~" k5 x* Function Name : USB_LP_CAN_RX0_IRQHandler g, g% ^7 E8 C * Description : This function handles USB Low Priority or CAN RX0 interrupts + o0 r+ t! _( Y: _6 G& r6 d1 L* requests. 8 U' |+ l. q$ m3 R$ K0 s+ S * Input : None & n2 e( K6 q+ z$ c9 ^6 Y * Output : None ; p$ f" E, a) k0 O5 }3 o& F; R * Return : None + L% m$ X+ x5 v- M# ] *******************************************************************************/ " x& s e6 {) _9 d: a' T void USB_LP_CAN_RX0_IRQHandler(void) 4 t" L+ v6 P' x& `: T# Q; J5 I8 Z { " ~/ |3 W, R% A! y2 t USB_LPI(); 8 @9 x$ L, |( F: P5 e5 ]} $ X6 ?" |- ?9 X; S2 N 8 s! K$ M: ?4 x* h6 ~2 S1 }5 } R6 \即 USB的高、低优先权中断处理函数，这也是整个STM32 USB的事件驱动源，USB_HPI()与USB_LPI()既而转向usb_core(.c,.h)进行相关处理。中断传输(interrupt)、控制传输(control)、大流量传输(bulk)由USB_LPI()响应，大流量传输(bulk)同样可能响应USB_HPI()，同步传输 (isochronous)只响应USB_HPI()。 0 [ S3 e ~. l9 ^# Q$ I1 y( |+ I* u: w$ h5 q+ R 这样响应USB的所有请求只需要关注usb_core.c文件中的 USB_LPI()与USB_HPI()函数。由于本人也是对USB刚刚有所了解，因而在本例笔记中USB_HPI()函数未做任何处理，在此开源希望大家能完善与纠正错误并能共享喜悦。以下是USB_LPI()函数： 0 J. l( E. |9 e1 r u4 o0 s5 r7 u! E, J // ***************************************************************************** 3 s* _: {+ b# |2 z' x // Function Name : USB_LPI. / E! K& [7 K# \7 U- F# s // Description : Low Priority Interrupt's service routine. 4 p) y" A% x, j/ D // Input : 3 M8 [) E9 K& A( q' Y' d! E// Output : 3 n1 m) G- k0 M& {/ |5 w' g2 V! } // Return : & u4 h a: g1 I, c// ***************************************************************************** ) v3 L: S. D# l8 s& N. }, G, Evoid USB_LPI(void) ) E+ m x0 K1 t W { 6 S1 `: `: [3 G unsigned short wValISTR = GetISTR(); * u$ l* H5 m8 r2 \ 5 w* q+ l/ R0 j. M) Q8 y#if(CNTR_MASK & ISTR_RESET) // Reset / ~0 M$ H0 A/ ~; T b if(wValISTR & ISTR_RESET & vwInterruptMask) 4 M3 h% b9 g6 P: H; }2 z! { { 8 q% U) i6 i3 m) R4 G4 A SetISTR(CLR_RESET); * S4 Y( _) f, I' f* x$ t8 A [ INT_ISTR_RESET(); 6 l" P" y% V4 \' g8 B9 g } % s3 m$ Z1 R3 z #endif ( }1 I7 c3 a, X0 {/ P o* A2 S #if(CNTR_MASK & ISTR_DOVR) // DMA Over/Underrun ; }+ @' j8 k! Y) }0 D if(wValISTR & ISTR_DOVR & vwInterruptMask) k/ k3 Y9 C5 H8 F/ `. K& K, c' @ { % t& T9 h( I. ?/ A SetISTR(CLR_DOVR); ' J1 f$ y, c- [0 k INT_ISTR_DOVR(); 0 M9 B* @6 j7 P7 b1 m; ]- \ } 6 |' y# M% k* r4 x* n #endif # P- N# b/ n$ K% N; u$ _" B } Z1 { | #if(CNTR_MASK & ISTR_ERR) // Error - q" A* F' A: M3 B1 ` if(wValISTR & ISTR_ERR & vwInterruptMask) ; F& a; F6 ]3 T) b- r3 K4 [6 ^ { ) J- R9 ~) r- R/ A% { SetISTR(CLR_ERR); # q2 K/ q( O! j3 _. {( { INT_ISTR_ERROR(); / Y- A) i8 P, @3 Q8 t. L1 a5 E } % M7 f& u7 l0 L: P7 R- E #endif 0 e* O& @& i$ I# l( y . p' n D& a- X1 i$ `" b( {#if(CNTR_MASK & ISTR_WKUP) // Wakeup ! r& U9 w# [' H1 Q if(wValISTR & ISTR_WKUP & vwInterruptMask) & @; K% g8 ?0 w0 ]$ G { ' m. c: _# [) g% f& H SetISTR(CLR_WKUP); / Z7 v0 c9 x. c% R G' Z# H INT_ISTR_WAKEUP(); - W& t! c3 g- U% o1 Z } n; p) d: i2 [0 }#endif / c1 _8 P! a6 P2 X" K7 ? \* L- c7 e* t- ^% p% L #if(CNTR_MASK & ISTR_SUSP) // Suspend 7 v9 m5 D6 ], K) l, H1 W* z* z if(wValISTR & ISTR_SUSP & vwInterruptMask) r& c, @ O7 ?# n4 k+ a& J { ! Y, T' {+ u0 f: X INT_ISTR_SUSPEND(); 3 e$ ^! k9 Y0 h9 x& A V5 h SetISTR(CLR_SUSP); // must be done after setting of CNTR_FSUSP |0 C: Y$ K& A5 o; h5 l+ ? } + Q' z8 f% c: J8 m! }/ A #endif " W3 @& I/ s% m5 u ) r5 ?, C0 ]( H4 G B3 e#if(CNTR_MASK & ISTR_SOF) // Start Of Frame 8 e/ i$ o- }+ J if(wValISTR & ISTR_SOF & vwInterruptMask) * B8 L0 A) ]8 j6 A( B; E { - l7 u+ [ q; w7 O' P! Y& ] SetISTR(CLR_SOF); 7 w J( _' j6 o4 h- r INT_ISTR_SOF(); 1 X) h. k8 @2 u! Q& j9 o% P. L } 6 c2 E) h/ x, x #endif # `4 m" q' i4 P% W+ b! n) `1 A! C0 A0 |" T& }# u5 e #if(CNTR_MASK & ISTR_ESOF) // Expected Start Of Frame / Q& c9 t- b6 B if(wValISTR & ISTR_ESOF & vwInterruptMask) 7 b5 T4 ^8 V' z { % T+ F _/ {: {' }, ] SetISTR(CLR_ESOF); 7 s/ W% N' r. `# W' T INT_ISTR_ESOF(); 5 o4 {+ @" r4 S0 h6 U } ' W0 p- D/ E; q; q' E; R8 u% t#endif 0 r. ^# R& v( c' r+ |! } $ W0 d; w8 Y3 d+ J9 P- e #if(CNTR_MASK & ISTR_CTR) // Correct Transfer & \4 n- s5 s) K% K. n2 f( O if(wValISTR & ISTR_CTR & vwInterruptMask) 1 Q& L2 ~9 X ^+ ^9 g$ \ { 0 n" p( Q* j, [( Z. j2 f INT_ISTR_CTR(); " [: `4 \' x2 f5 r } , A+ U( t- |. f5 m/ X- m C, M | #endif 3 t& ]( N+ k7 Z" f' @9 {8 t} ! O3 F) ]: g4 Z- V+ H 1 I+ i3 O0 `3 Y" d6 ` // ***************************************************************************** $ c# {& o8 U+ e/ F' E// Function Name : USB_HPI. / i& T2 f$ b. `- R* {9 s$ ? ]// Description : High Priority Interrupt's service routine. r S+ p& A1 q& X- s+ ~0 @" Z+ e// Input : , w# E1 g `: |' {// Output : - I6 Q3 D' u( F // Return : $ ?; s3 c" G7 I) A( E4 k- n// ***************************************************************************** ( m1 s* G# v7 E- t# T; ^void USB_HPI(void) 1 w8 F! S, T, U' u{ , {6 V- `/ `* j& x* z( ]0 ~ 8 ]8 c$ F% s6 C' b, G! i5 g} 6 t6 r" W& ]( [4 N1 v2 V/ j6 c5 _2 x# | 可以看出，在USB_LPI()函数中，根据STM32 USB的中断状态寄存器（ISTR）的标志位的状态以及定义的USB控制寄存器中断事件屏蔽码，响应各自的中断事件，比如 INT_ISTR_RESET()响应USB的复位中断，一般可在此函数内进行USB的寄存器的初始化；INT_ISTR_CTR()响应一次正确的数据传输中断，故名思意，在完成一次正确的数据传输操作后，就会响应此函数。 + e# v" k( ~+ w( X) e8 O% N$ x 具体含义请仔细查阅STM32参考手册，下篇将针对这些响应函数进行逐一的详细介绍。

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乡村布拉德发布时间：2008-12-23 11:48

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基于STM32的USB程序开发笔记(一)

第一篇：需要准备的一些资料

1：STM32的参考手册，这对于设备底层USB的硬件配置以及事件驱动机制的了解尤为重要，你需要了解各个寄存器的功能以及如何操作，比如CNTR、ISTR、EPnR、DADDR等等，如果你想学习USB，这个手册是必须的。
2：USB2.0 协议，这个资料同样必不可少，如果因为英语阅读能力而苦苦寻找中文版的USB2.0协议，建议不要这么做，现在网络中的所谓的中文版的USB2.0协议不是官方撰写的，大多数是一些热心朋友自己翻译的，却不是很全面，如果你在为寻找这类的资料而无所获时，建议认真塌实的看看官方英文版的USB2.0协议，官方协议阐述的十分详细，650多页，一字一句的了解全部协议不太可行，可针对性的重点理解，比如对第9章USB Device Framework的详细理解对于你的USB Device固件开发不可缺少（这里就是STM32）。
3：ST提供的USB固件库，这个类库较为散乱，但不可不参考

以下是最近这段时间的成果，包含固件、驱动以及应用程序，固件部分有些功能是不被支持的，如SR_SetDescriptor()、 SR_SynchFrame()等等，在此说明战士不支持非故意如此，而是还没时间仔细深入编写完善，因为这些目前不被支持的部分目前不被使用到。
后序将接着对各个部分进行一些说明，希望朋友们多多支持，同时欢迎朋友们讨论。
如果你使用的是万利的STM3210B-LK1开发板，则可以烧写hex文件后进行测试。

下载该文件请参阅：
http://www.ouravr.com/bbs/bbs_content.jsp?bbs_sn=1808061&bbs_page_no=1&bbs_id=3020

第2篇：STM32 USB固件函数的驱动原理
首先需要了解一个概念：
USB 设备（DEVICE）从来只是被动触发，USB主机（HOST）掌握主动权，发送什么数据，什么时候发送，是给设备数据还是从设备请求数据，都是由USB 主机完成的，USB设备只是配合主机完成设备的枚举、数据方向和大小。根据数据特性再决定该不该回复该如何回复、该不该接收该如何接收这些动作。
了解这些，再仔细查看STM32的参考手册USB部分以及STM32的中断向量表，从中可以找到两个中断：
/*******************************************************************************
* Function Name  : USB_HP_CAN_TX_IRQHandler
* Description    : This function handles USB High Priority or CAN TX interrupts
*                  requests.
* Input          : None
* Output         : None
* Return         : None
*******************************************************************************/
void USB_HP_CAN_TX_IRQHandler(void)
{
  USB_HPI();
}

/*******************************************************************************
* Function Name  : USB_LP_CAN_RX0_IRQHandler
* Description    : This function handles USB Low Priority or CAN RX0 interrupts
*                  requests.
* Input          : None
* Output         : None
* Return         : None
*******************************************************************************/
void USB_LP_CAN_RX0_IRQHandler(void)
{
  USB_LPI();
}

即 USB的高、低优先权中断处理函数，这也是整个STM32 USB的事件驱动源，USB_HPI()与USB_LPI()既而转向usb_core(.c,.h)进行相关处理。中断传输(interrupt)、控制传输(control)、大流量传输(bulk)由USB_LPI()响应，大流量传输(bulk)同样可能响应USB_HPI()，同步传输 (isochronous)只响应USB_HPI()。

这样响应USB的所有请求只需要关注usb_core.c文件中的 USB_LPI()与USB_HPI()函数。由于本人也是对USB刚刚有所了解，因而在本例笔记中USB_HPI()函数未做任何处理，在此开源希望大家能完善与纠正错误并能共享喜悦。以下是USB_LPI()函数：
// *****************************************************************************
// Function Name  : USB_LPI.
// Description    : Low Priority Interrupt&#39;s service routine.
// Input          :
// Output         :
// Return         :
// *****************************************************************************
void USB_LPI(void)
{
  unsigned short wValISTR = GetISTR();

#if(CNTR_MASK & ISTR_RESET)   // Reset
  if(wValISTR & ISTR_RESET & vwInterruptMask)
  {
    SetISTR(CLR_RESET);
    INT_ISTR_RESET();
  }
#endif

#if(CNTR_MASK & ISTR_DOVR)   // DMA Over/Underrun
  if(wValISTR & ISTR_DOVR & vwInterruptMask)
  {
    SetISTR(CLR_DOVR);
    INT_ISTR_DOVR();
  }
#endif

#if(CNTR_MASK & ISTR_ERR)   // Error
  if(wValISTR & ISTR_ERR & vwInterruptMask)
  {
    SetISTR(CLR_ERR);
    INT_ISTR_ERROR();
  }
#endif

#if(CNTR_MASK & ISTR_WKUP)    // Wakeup
  if(wValISTR & ISTR_WKUP & vwInterruptMask)
  {
    SetISTR(CLR_WKUP);
    INT_ISTR_WAKEUP();
  }
#endif

#if(CNTR_MASK & ISTR_SUSP)   // Suspend
  if(wValISTR & ISTR_SUSP & vwInterruptMask)
  {
    INT_ISTR_SUSPEND();
    SetISTR(CLR_SUSP);     // must be done after setting of CNTR_FSUSP
  }
#endif

#if(CNTR_MASK & ISTR_SOF)   // Start Of Frame
  if(wValISTR & ISTR_SOF & vwInterruptMask)
  {
    SetISTR(CLR_SOF);
    INT_ISTR_SOF();
  }
#endif

#if(CNTR_MASK & ISTR_ESOF)   // Expected Start Of Frame
  if(wValISTR & ISTR_ESOF & vwInterruptMask)
  {
    SetISTR(CLR_ESOF);
    INT_ISTR_ESOF();
  }
#endif

#if(CNTR_MASK & ISTR_CTR)   // Correct Transfer
  if(wValISTR & ISTR_CTR & vwInterruptMask)
  {
    INT_ISTR_CTR();
  }
#endif
}

// *****************************************************************************
// Function Name  : USB_HPI.
// Description    : High Priority Interrupt&#39;s service routine.
// Input          :
// Output         :
// Return         :
// *****************************************************************************
void USB_HPI(void)
{

}

可以看出，在USB_LPI()函数中，根据STM32 USB的中断状态寄存器（ISTR）的标志位的状态以及定义的USB控制寄存器中断事件屏蔽码，响应各自的中断事件，比如 INT_ISTR_RESET()响应USB的复位中断，一般可在此函数内进行USB的寄存器的初始化；INT_ISTR_CTR()响应一次正确的数据传输中断，故名思意，在完成一次正确的数据传输操作后，就会响应此函数。
具体含义请仔细查阅STM32参考手册，下篇将针对这些响应函数进行逐一的详细介绍。