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【转】STM32F103系列USB的学习过程及使用心得

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feixiang20 发布时间:2017-5-20 22:35
一、我的目地:0 {$ a" K- h" k4 |; r
对于通信技术,在掌握stm32的spi,iic,USART等后,发现STM32的USB也是很好用的,对于一般的低速USB通讯任务(<1MB/s)还是可以胜任的,现在也有很多专用于USB通信的芯片,性能高于STM32的USB,但stm32的USB外设集成在了主芯片上,很便于开发。
' o$ w2 W# c7 y0 C9 I二、我的学习过程:0 m. E9 @% G! b6 _; s' y
1、移植官方库:) g' j) R7 Q8 Y9 W" k; E( B! l
(1)官方库下载后,需要根据头文件路径,设置“Option for Target”的“C/C++”选项下的“include path",之后选择自己MDK已安装的芯片类型,就可以编译了。+ |1 Z; _. _7 N
(2)对于官例,参照官方的说明文档,调试基本都可以成功,但是由于st的win7驱动做的不是很好,对于usb转串口和音频输出的例程可能调试不成功。如果需要开发Windows驱动的话,这方面的知识我还在学习……Orz
% w. i' ]4 d# U(3)对于我来说,官例的HID和Mass Storage是比较有用的,因为不用开发驱动(/ □ \),所以我只认真看了这俩个的官例。
* S: o  l. G' ~5 Q2、学习USB协议" A+ l. ]- z( c2 ?2 P$ s
(1)移植好STM32的官例后,想根据自己的需求更改成自己的程序,就需要学习USB的协议了,查阅USB官网,下载USB2.0的协议和HID的协议啃一啃英文文档。, K) y) n# w- _; b  B: O" [
(2)在网上搜索相关USB协议的内容,论坛和电子书之类的,简单列一下我看过的比较好的一些资源,学习协议的话先看《圈圈教你玩USB》,了解一下整体开发流程,之后在看一些嵌入式开发USB的书,如《USB应用开发实例详解》和《计算机USB系统原理及其主-从机设计》,学习之后能自己编写一下上下位机的通信软件,对学习USB协议会有所帮助。
- w6 F" x1 o# B; A3、根据需求开发自己的上下位机( {8 M3 i6 s' k1 D  G, f- [* T
(1)开发上位机,用Windows的HID相关的API,开发一个基本的USB-HID通信收发程序。
& y7 V" q. d% d# J' g" `: C(2)根据stm32的官例修改些文件,但主要是要注意修改stm32的端点收发地址,在usb_conf.h里,各个端点的地址间隔为64,及0x40,否则会丢数据的,这块而坑了我好久……(/ □ \)' C  R; b2 L# }& q+ \4 i/ \. ]# k. s
(3)按照HID的协议标准写好自己的描述符,这块儿知识比较杂,可以参照网上的知识,先能用再说,弄懂的话需要花些功夫啊……Orz/ p7 U4 n4 H  c' }6 D6 ?7 F
(4)之后就是写一些数据处理了,对于stm32的全速hid设备,使用中断协议收发数据,一包最大长度64字节,很多网上的大于64字节传输例子都是拆包实现的,这块儿也有待深学stm32的底层。0 U9 t4 v7 `/ X2 @* ^: b2 G: J6 Q
3 f/ y- J+ _  @
收藏 4 评论8 发布时间:2017-5-20 22:35

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8个回答
feixiang20 回答时间:2017-5-20 22:36:01
在熟悉USB的协议后,感觉能自己做出些东西的就是HID协议了,因为HID的设备对于上位机开发容易很多,不用涉及各个操作系统和USB主设备的等等知识。按照HID协议写好的下位机程序,在stm32的芯片上跑起来,电脑就会识别出来的。
. |8 @4 r, }% n3 D2 y而且ST官方有个测试HID设备的Windows小软件,也很方便,省的自己开发上位机了7 o7 G2 r" W: h7 Y- P: ^
1、对HID设备的理解
9 S( f  B" X; P1 u: n) H(1)对于stm32的HID设备编程,最核心的就是对报告描述符的定义,具体内容在USB官网的HID版面里可以下载协议书和Usage Table来自定义HID设备;
# @! p0 M+ p( w/ w: F(2)USB的官网有给一个名为HID descriptor tool的报告描述符生成工具,对于报告描述符的查错很有用,想自己写一份完整的HID报告描述符还得靠协议文档。但是可以先采用一些网上和stm32官例的代码先跑跑程序,看看效果,增加一下自己学习的动力。
3 X: i% B$ B1 O3 q( v0 ~: C& d2、使用HID协议的报告描述符6 F6 _, E" p- Q. l% o) F) Y
(1)在程序中我没使用报告ID,所以默认向0号ID发送包,(这里补充一下,我的自定义全速USB设备一个USB数据包为64字节,但是发送传输过程中,stm32会在之前加个报告ID,为一个字节的宽度),所以,上位机发送和接收信息只能在0号ID,其实这个ID很有用,主要是区分不同数据的,因为HID控制一般传输的都是少量字节数据,很少发整一包64字节,对于数据的分类很有帮助,而且很多HID设备都是二进制形式的状态数据,是按bit为单位进行控制通信的,用不着要收发字符串。
1 I, E9 d6 H8 c* P& v( T* n(2)为了通信测试,我直接按字节传输,就是上下位机收发字符串,没有对HID报告描述符的input、output和feature做太多定义
1 m2 K7 x1 |& g9 p' ?6 oeg:
! J- J( k8 R# I* R9 T$ r: {0x05, 0x8c, /* USAGE_PAGE (ST Page) */
; L/ F) ^& Z$ ?- _0x09, 0x01, /* USAGE (Demo Kit) */
9 [; O# V5 G8 T/ g3 z! ~0xa1, 0x01, /* COLLECTION (Application) */
9 b3 U7 Z& g' u/ r, |+ G- E/ Q
5 x% r' @$ `# e' p// The Input report # t+ @0 H, c8 Q/ R' G* }
0x09,0x01, // USAGE ID - Vendor defined % \+ D" G6 c6 O( ^+ k
0x15,0x00, // LOGICAL_MINIMUM (0)
: n  A' M$ ^, z! d$ h" {, k0x26,0x00, 0xFF, // LOGICAL_MAXIMUM (255)
+ [5 ]- X+ N+ k% Z0 W0x75,0x08, // REPORT_SIZE (8bit)
" e1 f4 q6 g% E2 x  Q8 n/ {3 X0x95,0x40, // REPORT_COUNT (64Byte)
6 q% Z- ?( J5 m# G" ]* D0x81,0x02, // INPUT (Data,Var,Abs)
. B" K* t0 u- V- _- T" n
- I0 }6 c# J; T- K  c// The Output report
) L$ s! B& e) b" T7 i% p0x09,0x02, // USAGE ID - Vendor defined
8 x3 C0 X- S$ n. s+ K1 y, b0x15,0x00, // LOGICAL_MINIMUM (0)
0 ?7 Z! v( M. l$ Z9 _7 h0x26,0x00,0xFF, // LOGICAL_MAXIMUM (255)
3 n; E& p) f) I# }0x75,0x08, // REPORT_SIZE (8bit)
! ]: j: ~1 u0 a: l0x95,0x40, // REPORT_COUNT (64Byte)
! [; G( v) p, z0x91,0x02, // OUTPUT (Data,Var,Abs) ! w) |8 A0 Q  d: F" o7 I
0x09,0x04, // USAGE ID - Vendor defined
: b8 [( D- E& N1 q4 }0xb1,0x82, //FEATURE (Data,Var,Abs,Vol)
$ d( C( Y# i6 @/ @  J9 Z: z+ m) j3 L: O# K5 S% ?. B: s
0xc0 /* END_COLLECTION */
, j( B7 N4 k# {- P) ^( i
+ R7 j# R, F, p8 e- }- S) q; I4 _**********之后,运行程序时,切记向0号ID传输数据,否则,发不出去也收不到……Orz+ S" |' Q) `- m
3、报告描述符书写规则0 U$ Y9 D$ v% t7 e* w* N1 G) X8 y
这个要啃USB官方的HID协议和Usage Tables那俩文件了,书写完毕后用官网给的HID descriptor tool检查一下,这里我还没有弄明白feature和report的用法,不过最好都写上,要不然可能有问题,因为我是之前没有feature,只有report,计算机是识别了,但是测试HID设备的软件识别不出output report……(/ □ \),然后加上feature就识别了,没明白是怎么一回事啊o_O
冰封々爱恋 回答时间:2017-6-6 17:57:24
楼主的HID描述符里添加了0xb1,0x82, //FEATURE (Data,Var,Abs,Vol) 之后,在stm32官方的那个小工具里是不是只能使用SET_FEATURE 后才能收到上位机的数据?
1 b' g6 Q8 d. k9 J楼主有没有写上位机程序啊?
epochal 回答时间:2017-6-6 20:38:28
谢谢分享!
dirty123 回答时间:2017-8-22 17:49:36
这官方USB库的链接可以发出来一下吗?比较难找,谢谢
tangyuang 回答时间:2017-9-16 11:20:34
路过!~学习学习!~感谢分享!~
西点钟灵毓秀 回答时间:2017-9-16 16:41:56
争取在十一之前弄懂STM32的USB开发
feixiang20 回答时间:2017-9-16 22:19:36
zts329547875 发表于 2017-9-16 16:411 n# Z  ~- b! g$ m
争取在十一之前弄懂STM32的USB开发
. @! ]( _4 ?0 B: y* c0 B
护国大将军 回答时间:2017-10-12 08:55:57
HID类的上位机还比较简单些,楼主有没有做过MSC类的上位机?

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