基于STM32F103自制CMSIS-DAP下载器

) D& {7 P: @2 L# L2 l+ `# Z
市面上针对Cortex-M处理器的下载器，有很多是基于CMSIS-DAP演变而来，比如：e-Link、GD-Link等。

# g: E! v+ A7 U6 e, k' X# p
) K0 H* Y; h& T/ u之前给大家分享过自制ST-Link的教程，今天继续为大家分享一篇：基于STM32F103C8，自制CMSIS-DAP下载器。
3 |6 J( S- @. |& \% M' }1 Y# m9 X( g
. f$ u6 b5 h+ g7 Q

7 F$ k0 G. _' E5 ?' O6 c
1关于CMSIS-DAP
CMSIS-DAP是支持访问 CoreSight 调试访问端口（DAP）的固件规范和实现，以及各种Cortex处理器提供CoreSight调试和跟踪。

地址：
8 Z  o  j' i, c" E! n1 fhttps://arm-software.github.io/CMSIS_5/DAP/html/index.html

3 G9 u* l$ |6 A& t+ ^CMSIS-DAP固件作为源代码提供，并且可以完全配置为新的调试单元。

这里相关的更多内容，可以参看我之前分享过的一篇文章：Cortex-M软件接口标准CMSIS那些重要内容。

2CMSIS-DAP固件
CMSIS-DAP固件Arm以源码形式提供，不存在版权问题（因为针对Arm Cortex处理器，他们还希望更多人使用）。
& X/ R% _1 \5 L2 \: f9 K
: F, I; t: ~. K' {$ f& W  }1 P2 W
) t- ~6 l# G6 a

1.固件版本
/ _5 F4 y* [: p7 `  [( h* }% F目前有两个版本：
# ~' Y3 l7 h. U版本1配置使用USB HID作为与主机PC的接口。
版本2配置使用WinUSB作为与主机PC的接口，并提供高速SWO跟踪流。
1 f  r5 V# Y! e5 e

  h" E- F, q, w" e: H) [6 H2.源码位置
目前源码提供在Keil MDK V5版本，安装好Keil MDK，你在安装目录下就能找到源码。


C:\Keil_v5\ARM\Packs\ARM\CMSIS\5.7.0\CMSIS\DAP\Firmware
8 c$ Z6 Y* Y. ]8 ]. M" L- k% M（目前MDK V5.33，CMSIS版本为5.7.0）
. N# \! S' q2 _1 d3 C- u9 g1 g

3.源码描述
% G7 @/ C+ \7 E6 m

  X( c* L- S* C! \' M6 a" C) y5 J从文件目录可以看出，官方源码提供了一些模板和例子。

9 H( ?: p+ t1 e6 B8 z5 a( e目前只提供了LPC处理器的例子，如果你有这个处理器对应的板卡，可以直接使用该源码做一个下载调试器。（下面就针对于LPC这个例子进行“改装”）
0 w( c+ \6 d# J0 I- ?/ J
3配置
: ^$ z# J% Z. X, @, [# S3 F4 w利用STM32CubeMX图形化配置工具，帮助用户选择单片机引脚的功能，并自动生成外设初始化代码。配置了USB、SPI1和USART1，并选择了USB的Custom HID middleware模式。GPIOB10到GPIO15被配置为JTAG调试需要的引脚。GPIOC13用于驱动单片机上的LED灯。

ST公司也开发了他们自己的JTAG调试器——STLink。当然它并不是必要的，你也可以使用J-Link或者其他种类的调试器。STLink的驱动和程序可以在ST官网上下载。在网站里还有一个基于Eclipse开发环境开发的IDE，STM32CubeMX也被包含其中。我选择的IDE是基于CodeBlocks的Embitz，IDE中的arm_none_eabi_gcc版本是5.4.1。在我完成我的CMSIS-DAP之前，我必须使用STLink来调试我的代码。现在我在使用新做出来的CMSIS-DAP结合OpenOCD进行日常的开发。
: B. X) a; V8 r- p( H* B) b( `
7 Y( y' @1 p1 B$ s4从CMSIS-DAP的源码开始
6 E$ z* \- A) b0 C源码可以在官网下载：

- v- y: _/ Z0 Z1 Y
https://github.com/ARM-software/CMSIS_5

: Z" f$ r1 S% v1 @也可以直接在 Keil MDK 安装目录下获取:
' Z4 d3 d5 A9 U' J+ {) o+ q
1 e# V1 ~$ K& c
C:\Keil_v5\ARM\Packs\ARM\CMSIS\5.7.0\CMSIS\DAP

将从示例V1的头文件 DAP_config.h 开始分析。
, y% G, Y( t. X1 ~( J7 q6 F+ W
( q6 \0 N2 y, u* r" ?+ @; z选择LPC-Link-II V1作为我的参考是因为它是通过USB HID实现的（V2是通过WinUSB实现）。我分析的第一个文件是DAP_Config.h。第一个关键位置如下：

1. 
   
2. #ifdef _RTE_
   4 Q' g: D% e5 g- ~4 J" j  N
3. #include "RTE_Components.h"
   
4. #include CMSIS_device_header
   . K; k$ g) J+ G, E: D! _6 P( T7 w
5. #else
   8 ~% x9 R9 n. @( k+ X$ @1 j& `
6. #include "device.h"  
   
7. #endif

复制代码

不用RTE的相关文件，创建我自己的device.h。

; F  R; i9 w: {+ r* e/ n' z2 m5 s
我将参数CPU_CLOCK重定义为72000000(72MHz)。根据文件里的注释，参数DAP_PACKET_SIZE必须重新定义为64U。我把SWO_UART改为0，这让我的工作轻松不少。参数TIMESTAMP_CLOCK也要重定义为72000000。LPC-Link-II使用Cortex-M3 的 DWT模块实现时间戳（TIMESTAMP），这也是为什么我想在CubeMX中尝试配置STM32F103的DWT。最后我自己写了一小段代码来实现这个功能（在device.c中）：
! ?8 K6 ]6 O$ b, H

1. CoreDebug->DEMCR |= CoreDebug_DEMCR_TRCENA_Msk;
   4 M7 x- z. c( L/ {7 p( t
2. /**
   
3.   * On Cortex-M7 core there is a LAR register in DWT domain.
   * w3 R/ B7 a" C, r5 R) @- m
4.   * Any time we need to setup DWT registers, we MUST write
   9 |+ F, ^% E$ a" ~- f
5.   * 0xC5ACCE55 into LAR first. LAR means Lock Access Register.
   
6.   */
     S2 ]' F  P2 w$ |: G
7. DWT->CYCCNT = 0;
   
8. DWT->CTRL |= DWT_CTRL_CYCCNTENA_Msk;

复制代码

我定义的引脚和NXP LPCxx的完全不同。我为STM32F103重写了所有的引脚的操作代码。在DAP_Config.h这个文件中还有一些奇怪的地方，比如：
8 Z0 t( ~4 L& F$ v) w

1. // SWCLK/TCK I/O pin -------------------------------------
   
2. 
   
3. /** SWCLK/TCK I/O pin: Get Input.
   . t: f7 H7 T3 H' |; p* B) T
4. \return Current status of the SWCLK/TCK DAP hardware I/O pin.
   
5. */
   , p8 p. @; U" n; U( m
6. __STATIC_FORCEINLINE uint32_t PIN_SWCLK_TCK_IN  (void) {
   
7.   return ((LPC_GPIO_PORT->PIN[PIN_SWCLK_TCK_PORT]>> PIN_SWCLK_TCK_BIT) & 1U);
   
8. }

复制代码

我不明白为什么DAP的代码里需要读取SWCLK/TCK引脚的电平，这个引脚明明是被配置为推挽输出来产生时钟信号输送给JTAG从机的。从上面列出来的代码可以看出，它是希望返回当前引脚的电平值，我的实现方式稍微有点不同：
8 _( R( ]7 R* P1 @# d

1. __STATIC_FORCEINLINE uint32_t PIN_SWCLK_TCK_IN  (void) {
   0 x8 X6 r1 T3 Z- ^& D
2.   return (uint32_t)(JTAG_TCK_GPIO_Port->ODR & JTAG_TCK_Pin ? 1:0);
   
3. }

复制代码

我返回的是当前引脚的输出值。我不确定这是否正确。在整个代码中，这句话只被DAP.c中的一个叫DAP_SWJ_Pins的函数调用了两次。我猜测DAP_SWJ_Pins这个函数是用来测试IO口是否工作正常的。
: \% E' `2 K1 t1 D% X9 N) N
; W4 r# z; z+ D/ S7 o3 g' q
, A$ u0 t5 V1 M+ w另一个奇怪的地方是PIN_nRESET_OUT：

1. /** nRESET I/O pin: Set Output.
   4 r/ B* t! L  D/ D3 e' f
2. \param bit target device hardware reset pin status:
   
3.            - 0: issue a device hardware reset.
   - Z4 ?' F8 M) ?; I: B3 f  s
4.            - 1: release device hardware reset.
   
5. */
   9 ]/ m  L! c7 x; m; ~' n
6. __STATIC_FORCEINLINE void     PIN_nRESET_OUT (uint32_t bit) {
   ; r$ Q$ C2 b6 P4 w2 G! h
7.   if (bit) {
   
8.     LPC_GPIO_PORT->DIR[PIN_nRESET_PORT]    &= ~(1U <<PIN_nRESET_BIT);
   7 x7 @' i* T  U% Z  h. M
9.     LPC_GPIO_PORT->CLR[PIN_nRESET_OE_PORT]  =  (1U <<PIN_nRESET_OE_BIT);
   & t$ B7 F% v2 B4 Y
10.   } else {
    
11.     LPC_GPIO_PORT->SET[PIN_nRESET_OE_PORT]  =  (1U <<PIN_nRESET_OE_BIT);
    * p' k2 t$ c* P% h* w( W" g
12.     LPC_GPIO_PORT->DIR[PIN_nRESET_PORT]    |=  (1U <<PIN_nRESET_BIT);
    
13.   }
    
14. }

复制代码

为猜测release的意思可能是将nRESET引脚重新配置为一个失能的引脚。我的代码如下：
2 E  Y) e% |- B5 b7 I; f& Z

1. __STATIC_FORCEINLINE void     PIN_nRESET_OUT (uint32_t bit) {
   
2.   GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
   . \( f& y. g& n) G. W1 j
3. 
   ; S# g" _" z+ j6 h/ N4 G; `
4.   if ((bit & 1U) == 1) {
   / ?+ R- T$ h, f# a
5.     JTAG_nRESET_GPIO_Port->BSRR = JTAG_nRESET_Pin;
   
6. 
   ! D* D& `: a' G5 u
7.     GPIO_InitStruct.Pin = JTAG_nRESET_Pin;
   / n% z, u; o/ u9 L
8.     GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;
   # |! {) g1 H! G5 y0 ^2 x% R& c
9.     GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
   ' J8 ~. H( `7 n) t
10.     GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
    1 @9 @! ^, f1 O) u; p- a* D$ `
11.     HAL_GPIO_Init(JTAG_nRESET_GPIO_Port, &GPIO_InitStruct);
    
12.   } else {
    : N- |" {# d1 V$ A5 W
13.     JTAG_nRESET_GPIO_Port->BRR = JTAG_nRESET_Pin;
    ) ^. Q/ G7 N# D! O( k
14. 
    
15.     GPIO_InitStruct.Pin = JTAG_nRESET_Pin;
    : Z/ |2 K9 f& ]$ a. [/ M5 Y
16.     GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_OD;
    6 J3 @/ u2 V8 N& ]
17.     GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;
    
18.     GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
    
19.     HAL_GPIO_Init(JTAG_nRESET_GPIO_Port, &GPIO_InitStruct);
    3 U+ J$ B1 y* S0 S+ H3 L, F
20.   }
    
21. }

复制代码

给你一个特殊的提示：
' i0 @% k; l5 L& K

你可能在一些地方看见我写了if(...)之类的代码，像下面这样：
! Z* `3 K2 E4 N

1.   if ((bit & 1U) == 1) {
   
2.   ...
   " B5 {# {/ m4 F& R3 |
3.   } else {
   * [7 R. q  @" j5 n! l7 j% d
4.   ...
   : s( I. |# P5 N* V
5.   }

复制代码

我使用参数bit的最低位是因为有时候这个bit既不是0也不是1，它可能是2或者其他奇怪的值，所以不要把你的代码写成这样：

1.   if (bit) {
   
2.   ...
   , B; E, j9 Q% o8 U! ~' `
3.   } else {
   
4.   ...
     _, V3 o" V8 i. i; g
5.   }

复制代码

' y: S& ?8 a2 P$ `8 \# \这会出问题的！
3 R% Z7 V5 Q: j1 H/ q
( q: H" F3 b6 d) j% V, O
8 V; H& D4 t9 {0 I: |4 ?
% m# H9 C7 N. o& [) A5 UosObjects.h

1. #ifndef __osObjects_h__
   
2. #define __osObjects_h__
   
3. 
   % @6 f( ?% H- T
4. #include "cmsis_os2.h"
   # e6 ]1 a8 H/ Q; ]
5. 
   3 Y' g; u( e- H& \  a5 y: \# O
6. #ifdef osObjectsExternal
   
7. extern osThreadId_t DAP_ThreadId;
   ' `( m, G. L: g( m- B& v2 R
8. #else
   
9. extern osThreadId_t DAP_ThreadId;
   
10.        osThreadId_t DAP_ThreadId;
    
11. #endif
    + t' u2 v) ?: t4 I9 R; l
12. 
    
13. extern void DAP_Thread (void *argument);
    , U* U4 N% t! I' m! Y5 ^2 N) P
14. 
      i9 d/ X$ d* U+ T
15. extern void app_main (void *argument);
    
16. 
    
17. #endif  /* __osObjects_h__ */

复制代码

这是一个很简单的头文件。但它引用了另一个叫做cmsis_os2.h的头文件，这是CMSIS库的一部分，但我没有没有从CMSIS库中复制到我的工程中，因为并不是其中所有的内容我都需要。我选择写一个“假”的cmsis_os2.h头文件而不是直接使用原有的头文件。这里还有另一个叫做DAP.h的头文件，它属于DAP的核心模块，在这里面引用了cmsis_compiler.h文件，这也是CMSIS库的一部分。毫无疑问，我也写了一个“假”的cmsis_compiler.h。分析到现在，我需要创建三个头文件（device.h&cmsis_os2.h&cmsis_compiler.h）来实现我的DAP工程。

- k. x+ Z1 O( C3 m6 S
接下来我会对main.c和USBD_User_HID_0.c做一些一些简单的介绍。

1 `. U* F: }, w% Q4 T2 C+ N: k
main.c

' ]* k, r! j3 K: q% E; U
+ S: I0 ?7 O, Z% G我在尽可能地精简我下载下来的这些源文件，所以我也没有要示例工程中的rl_usb.h文件。于是我还需要一个头文件来定义一些关于USB通信的函数和参数。这里有一些来自CMSIS RTOS库的函数，其中最重要的一个是osThreadNew，在我的工程中我把它实现如下：

1. osThreadId_t osThreadNew(void (*func)(void *), void * n, void * ctx)
   9 n  K3 d* w, b" e
2. {
   
3.   (void)n;
   
4. 
   * a% @9 l# S0 V8 _  ]
5.   (*func)(ctx);
   
6.   return 0;
   
7. }

复制代码

我直接“跳转”到本需要被创建的线程函数中，这就意味着main.c中的osKernelGetState&osKernelStart&osDelay三个函数永远不会被执行。下一个重要的函数是USBD_Configured，我将在使用STM32CubeMX生成初始化代码那一节解释这个函数。
. K4 A' @5 ?0 E1 v' r1 S

USBD_User_HID_0.c

. B! ?5 L8 x, A  a; t
我移除了RTE\USB\USBD_Config_HID_0.h并在我自己的rl_usb.h中重新定义了USBD_HID0_OUT_REPORT_MAX_SZ & USBD_HID0_IN_REPORT_MAX_SZ两个参数。


- V6 [6 |2 m7 o: B! m6 b, {USB HID通信的核心是由两个接口中断函数管理的两个循环队列：
4 S/ Z$ x- R+ |8 A

1. int32_t USBD_HID0_GetReport (uint8_t rtype, uint8_t req, uint8_t rid, uint8_t *buf) {
   ! `: ^- y. L1 @% y1 R7 Q
2.   (void)rid;
   5 b* q6 {3 G9 V$ W
3. 
   2 W- I9 |- ~& ]5 s6 m* x
4.   switch (rtype) {
   : {% f, v1 m: A/ J- G- n
5.     case HID_REPORT_INPUT:
   7 I2 d+ ]1 D$ a% H/ }
6.     ...
   
7.       break;
   
8.   }
   
9.   return (0);
   
10. }

复制代码

1. bool USBD_HID0_SetReport (uint8_t rtype, uint8_t req, uint8_t rid, const uint8_t *buf, int32_t len) {
   & M' c( {6 T$ V& Z3 v/ x) \$ z7 f
2.   (void)req;
   6 n4 m. j+ `2 |5 a* s: z/ N
3.   (void)rid;
   
4. 
   6 ^' B, H3 x4 t# |/ }( b
5.   switch (rtype) {
   
6.     case HID_REPORT_OUTPUT:
   
7.     ...
   
8.       break;
   : y' q9 \0 F7 ~2 T& Z* o
9.   }
   ( `' Q" G; i7 W  z( o: `
10.   return true;
    ' L8 z( T  i5 h+ P4 p5 w7 W
11. }

复制代码

当上位机向DAP发送OUTPUT REPORT报文后，DAP会调用USBD_HID0_SetReport函数，该参数的输入形参rtype必须为HID_REPORT_OUTPUT。当DAP成功向上位机发送INPUT REPORT报文时，函数USB_HID0_GetReport被调用，该函数的输入形参rtype必须为HID_REPORT_INPUT，并且形参req必须为USBD_HID_REQ_EP_INT。这意味着我们所有的报文必须通过64B数据包大小的USB中断端点传输。


线程DAP_Thread只是一个命令判断选择器。在这个函数中有一个很重要的语句：

1. USBD_HID_GetReportTrigger(0U, 0U, USB_Response[n], DAP_PACKET_SIZE);

复制代码

我们必须实现一个叫做USBD_HID_GetReportTrigger的函数来想上位机发送INPUT REPORT。

' ?+ h0 Z0 K- W9 ]% I4 V& O0 ]  F

, c$ X, c9 A0 s, }9 d# ^, ^/ h
2 E  ]: n8 l1 W$ |& L  Q6 ?! H
6 J: o' J# r/ |4 E2 H: O  Y  X
5使用STM32CubeMX生成初始化代码
在我的单片机上有一个8MHz的晶振，所以我选择HSE为时钟信号源。PLLMul配置为x9，得到72MHz的PLLCLK，提供给CPU和AHB/APB2总线，提供给APB1总线的PCLK1配置为36MHz。USB预分频配置为1.5分频，得到48MHz的USB时钟。SPI1配置为Full-Duplex Master，舍去NSS信号，USART1配置为Asynchronous。USB设备进一步配置为Custom HID Class，USBD_CUSTOMHID_OUTREPORT_BUF_SIZE设置为64 Bytes。

9 G0 f% x7 U; U" z  n% @$ r9 D
注意：
! u7 _4 k0 A, S% h* b我没有修改设备的VID和PID。但我猜测有些上位机软件会检测这两个ID

  ]& [: u; `5 o& y; p1 Y* D
如果你发现你的软件不能识别我这个CMSIS-DAP，或许你需要恰当的VID和PID。可以试试示例代码中的VID/PID，它在一个叫做USBD_Config_0.c的文件中，我的工程中没有这个文件。
5 p5 E: F) S* P5 H! c
. J. H. h: F6 G- G! l# O
有STM32CubeMX生成的代码需要一些修改。在usbd_customhid.h中，CUSTOM_HID_EPIN_SIZE和CUSTOM_HID_EPOUT_SIZE必须设置为0x40U。我把CUSTOM_HID_FS_BINTERVAL改为0x01来尝试提升HID的通信速度。


* c) ~! P3 F# N/ U- x& Z( C在_USBD_CUSTOM_HID_Itf结构体中，我新增了一个成员：
8 Z; a, }. i. z- b: ^7 a3 s

1. typedef struct _USBD_CUSTOM_HID_Itf
   
2. {
   
3.   uint8_t                  *pReport;
   
4.   int8_t (* Init)(void);
   & Q- i8 A. _) Y' J
5.   int8_t (* DeInit)(void);
   
6.   int8_t (* OutEvent)(uint8_t event_idx, uint8_t state);
   . }! g) N, n  m. Q/ i* s
7.   /* I add an extra interface func below. Zach Lee */
   2 N1 r6 W$ G) |  R
8.   int8_t (* InEvent)(uint8_t event_idx, uint8_t state);
   - J5 z: K2 u9 X8 ?
9. } USBD_CUSTOM_HID_ItfTypeDef;

复制代码

当INPUT REPORT报文成功发给上位机时，InEvent函数应当被调用，所以usbd_customhid.c中的USBD_CUSTOM_HID_DataIn函数需要修改如下：

1. static uint8_t  USBD_CUSTOM_HID_DataIn(USBD_HandleTypeDef *pdev,
   6 z7 B# @7 z- E; D. \+ Y
2.                                        uint8_t epnum)
   
3. {
   
4.   /* Ensure that the FIFO is empty before a new transfer, this condition could
   
5.   be caused by  a new transfer before the end of the previous transfer */
   ' p, q/ [: Y  c* E  G" Z
6.   USBD_CUSTOM_HID_HandleTypeDef     *hhid = (USBD_CUSTOM_HID_HandleTypeDef *)pdev->pClassData;
   . N7 U1 G7 e( O+ j# D
7.   hhid->state = CUSTOM_HID_IDLE;
   
8. 
   % u: e7 w+ T. w9 w
9.   /* I add a new interface func in the structure USBD_CUSTOM_HID_ItfTypeDef. Zach Lee */
   
10.   ((USBD_CUSTOM_HID_ItfTypeDef *)pdev->pUserData)->InEvent(hhid->Report_buf[0],
    7 R+ }* a; s2 i- t8 P8 V3 W1 t
11.                                                            hhid->Report_buf[1]);
    ( f, n# w) W; T  P. O
12. 
    
13.   return USBD_OK;
    
14. }

复制代码

设备描述符CUSTOM_HID_ReportDesc_FS被定义在usbd_suctom_hid_if.c中，我定义了一个简单的描述符：
( N; |) o4 M0 ^2 a

1. /** Usb HID report descriptor. */
   
2. __ALIGN_BEGIN static uint8_t CUSTOM_HID_ReportDesc_FS[USBD_CUSTOM_HID_REPORT_DESC_SIZE] __ALIGN_END =
   0 s( n6 O( A, D2 c( C* H: ~" ^8 I
3. {
   
4.   /* USER CODE BEGIN 0 */ /* A minimal Report Desc with INPUT/OUTPUT/FEATURE report. Zach Lee */
   0 ]6 g3 ^# X1 V; U
5.   0x06,0x00,0xFF,         /*  Usage Page (vendor defined) ($FF00) global */
   ! @4 t9 G3 z- j; d! ]
6.   0x09,0x01,              /*  Usage (vendor defined) ($01) local */
   
7.   0xA1,0x01,              /*  Collection (Application) */
   
8.   0x15,0x00,              /*   LOGICAL_MINIMUM (0) */
   0 Q1 W2 |3 A* U9 p+ A7 `; C
9.   0x25,0xFF,              /*   LOGICAL_MAXIMUM (255) */
   - S0 P7 `! N0 X# R! f
10.   0x75,0x08,              /*   REPORT_SIZE (8bit) */
    . w# E: S) H2 a- T7 g: ]! A9 \& K
11. 
    
12.   // Input Report
    
13.   0x95,64,                /*   Report Length (64 REPORT_SIZE) */
    
14.   0x09,0x01,              /*   USAGE (Vendor Usage 1) */
    9 j& }9 a* U5 d' J; O. H$ v
15.   0x81,0x02,              /*   Input(data,var,absolute) */
    , Y2 S- w4 S9 f6 C
16. 
    
17.   // Output Report
    . u) o9 _8 a, y' l
18.   0x95,64,                /*   Report Length (64 REPORT_SIZE) */
    , [  @  \  M6 u7 U4 {! M/ y. G
19.   0x09,0x01,              /*   USAGE (Vendor Usage 1) */
    
20.   0x91,0x02,              /*   Output(data,var,absolute) */
    ( |+ s2 O) b1 ^# Z) P
21. 
    5 C  y" T* m( V. y( a
22.   // Feature Report
    
23.   0x95,64,                /*   Report Length (64 REPORT_SIZE) */
    
24.   0x09,0x01,              /*   USAGE (Vendor Usage 1) */
    
25.   0xB1,0x02,              /*   Feature(data,var,absolute) */
    
26.   /* USER CODE END 0 */
    " A* m$ P, ~% d& `& G$ X# I: P
27.   0xC0                    /*  END_COLLECTION                     */
    2 u( e! X% B6 X0 ?# h* K
28. };

复制代码

可能Feature Report在CMSIS-DAP中不是必要的，就留着它吧。

4 u  a8 D4 a, }9 u1 U* g& p
" f: S5 Y6 |  W8 S( u. G5 g* l* }我在这个C文件中还实现了一个新的接口函数CUSTOM_HID_InEvent_FS：
1 g. p; p+ t8 F; F

1. static int8_t CUSTOM_HID_InEvent_FS(uint8_t event_idx, uint8_t state);  /* An extra interface func. */
   6 W6 C* p. Z" v! D! d/ f. t1 @
2. 
   8 E  ~4 I5 J- F) f$ s! l2 j; t6 m
3. USBD_CUSTOM_HID_ItfTypeDef USBD_CustomHID_fops_FS =
   $ M* U( S9 f# h
4. {
   
5.   CUSTOM_HID_ReportDesc_FS,
   / @* `  N# V* k% {1 r/ E# ~
6.   CUSTOM_HID_Init_FS,
   
7.   CUSTOM_HID_DeInit_FS,
   6 A, `1 d( ^. {2 {! t3 I1 ?5 m, J
8.   CUSTOM_HID_OutEvent_FS,
   
9.   /* I add an extra interface func below. Zach Lee */
   * r2 ?* \9 f0 r* i! ]/ @8 A
10.   CUSTOM_HID_InEvent_FS
    & }* t5 Y4 T$ v0 A- r: \" M
11. };

复制代码

1. extern void USBD_OutEvent(void); /* Implemented in file "device.h" */
   
2. 
   ' [6 U, d  W3 P0 K) m/ o
3. static int8_t CUSTOM_HID_OutEvent_FS(uint8_t event_idx, uint8_t state)
   0 L: }$ s& H0 V$ P9 }
4. {
   
5.   /* USER CODE BEGIN 6 */
   ; n- Q+ G+ _, A( r6 H3 U/ f! e
6.   USBD_OutEvent();        /* OUTPUT REPORT was received. Zach Lee */
   
7.   return (USBD_OK);
   
8.   /* USER CODE END 6 */
   
9. }
   
10. 
    
11. extern void USBD_InEvent(void); /* Implemented in file "device.h" */
    
12. 
    # g& N$ Y3 `# T
13. static int8_t CUSTOM_HID_InEvent_FS(uint8_t event_idx, uint8_t state)
    5 F) V$ K( J. c! D% m' i! Q
14. {
    3 U. ]4 b, C3 h1 Z; h7 `
15.   /* USER CODE BEGIN extra */
    
16.   USBD_InEvent();       /* INPUT REPORT has been sent. Zach Lee */
    4 w2 B: |& _) e# {& k- c
17.   return (USBD_OK);
    
18.   /* USER CODE END extra */
    ; T: o2 i' E) b# G
19. }

复制代码

CUSTOM_HID_Init_FS和CUSTOM_HID_DeInit_FS两个函数被实现为使能/失能DAP功能：

1. extern void USBD_HID0_Initialize (void);
   0 Y( m( n' B. R0 {: X
2. 
   
3. static int8_t CUSTOM_HID_Init_FS(void)
   
4. {
   
5.   /* USER CODE BEGIN 4 */
   
6.   USBD_HID0_Initialize(); /* Initialize USB communication of DAP. Zach Lee */
   5 b5 u1 a( \  e4 c" T
7.   return (USBD_OK);
   
8.   /* USER CODE END 4 */
   
9. }
   4 ~  q9 P3 c7 x4 O' h" n
10. 
    " M' g, _; T  J2 N
11. extern void USBD_HID0_Uninitialize (void);
    4 x) d* J6 f8 c8 r: ^
12. 
    : f! p; ~& V8 i! i$ m: {; ~) H
13. static int8_t CUSTOM_HID_DeInit_FS(void)
    " F- \+ A7 n2 w5 ~$ i0 @# V- E
14. {
    
15.   /* USER CODE BEGIN 5 */
    
16.   USBD_HID0_Uninitialize(); /* Uninitialize. Zach Lee */
    ( l( [; A* Z, M% v, C
17.   return (USBD_OK);
    
18.   /* USER CODE END 5 */
    
19. }

复制代码

编写将所有源代码关联起来的桥梁
3 h$ e) x8 q3 p; t5 y* \- U6 a为了移除CMSIS RTOS，我写了一些函数来模拟RTOS：

1. /**
   4 ]0 j0 F% u3 ~8 _$ F
2.   * Replace CMSIS RTOS api
   ; b4 x; f5 [1 S! K- N/ b
3.   */
   & C, x* X& u' {5 B1 ~  b
4. static volatile int osFlags;  /* Use "volatile" to prevent GCC optimizing the code. */
   
5. 
   
6. void osKernelInitialize(void)
   : ], R4 A1 l8 _% a$ Y3 q
7. {
   
8.   osFlags = 0;
     ^" U( C  E% R' _0 X; i7 Y
9.   return;
   3 o# `3 v- O4 i/ t. P
10. }
    ) V" P( n8 [# z" A& l! z( C: `
11. int osThreadFlagsWait(int mask, int b, int c)
    ! O% P# @/ d% q1 L8 S; D6 [
12. {
    9 q6 J  M* J5 b1 S, L5 O
13.   (void)b;
    # r5 @. H2 v# n
14.   (void)c;
    
15. 
    3 X. }2 n2 q( V) c1 X
16.   int ret;
    - h& o, Y# d. F$ a  U
17. 
    
18.   while((osFlags&mask) == 0)
    & @' O6 ^2 N* c8 {6 j) F2 F5 T
19.   {
    
20.     ;
    
21.   }
    
22.   ret = osFlags; osFlags &= ~mask;
    
23.   return ret;
    4 q4 r2 K- H& ?, k
24. }
    
25. void osThreadFlagsSet(int tid, int f)
    : U- r. Z0 G% H- Z& |" l+ o
26. {
    7 K4 @- z' p7 E$ o
27.   (void)tid;
    7 L" {! ?# s8 e5 ]
28. 
    
29.   osFlags |= f;
    
30.   return;
    ( N1 h% x2 e  y7 u$ n
31. }

复制代码

函数USBD_Configured和USBD_HID_GetReportTrigger实现如下：

1. intUSBD_Configured(int n){
   
2.   (void)n;
   
3. 
   6 w) I- r4 Z! d: D
4.   return(hUsbDeviceFS.dev_state == USBD_STATE_CONFIGURED ?1:0);}

复制代码

1. void USBD_HID_GetReportTrigger(int a, int b, void * report, int len)
   
2. {
   ( F' j  h% b5 y
3.   (void)a;
   5 Q4 a( g" h! U# U3 k
4.   (void)b;
   
5. 
     y8 A/ g' {7 r0 u
6.   if (USBD_OK != USBD_CUSTOM_HID_SendReport(&hUsbDeviceFS, report, len))
   ) u2 z/ B( T; T( k" B
7.   {
   9 A! k, F' K0 K/ G) ~9 U
8.     ;
   
9.   }
   
10.   return;
    6 n7 k4 v/ O3 v1 X8 w  H1 j
11. }

复制代码

函数USBD_CUSTOM_HID_SendReport是由STM32CubeMX生成的，它被定义在usbd_customhid.c中，我自己的事件句柄如下：
$ z4 j% E/ f: {0 B* h( p6 a

1. bool USBD_HID0_SetReport (uint8_t rtype, uint8_t req, uint8_t rid, const uint8_t *buf, int32_t len);
   2 K& |/ w8 w( r* p
2. 
   
3. void USBD_OutEvent(void)
   
4. {
   
5.   USBD_CUSTOM_HID_HandleTypeDef *hhid = (USBD_CUSTOM_HID_HandleTypeDef *)hUsbDeviceFS.pClassData;
   
6.   USBD_HID0_SetReport(HID_REPORT_OUTPUT, 0, 0, hhid->Report_buf, USBD_CUSTOMHID_OUTREPORT_BUF_SIZE);
   + E& [* M- M4 l" p5 e1 P
7. }
   ( e2 a2 d) V" d7 e
8. 
   6 _3 x7 B  g( C* i
9. int32_t USBD_HID0_GetReport (uint8_t rtype, uint8_t req, uint8_t rid, uint8_t *buf);
   4 k9 c: y1 U) o+ z/ y, W
10. 
    
11. void USBD_InEvent(void)
    4 c' d! O- J  F! v, Z5 Z2 @  _3 x
12. {
    
13.   int32_t len;
    
14. 
    
15.   USBD_CUSTOM_HID_HandleTypeDef *hhid = (USBD_CUSTOM_HID_HandleTypeDef *)hUsbDeviceFS.pClassData;
    
16.   if ((len=USBD_HID0_GetReport(HID_REPORT_INPUT, USBD_HID_REQ_EP_INT, 0, hhid->Report_buf)) > 0)
    
17.   {
    
18.     USBD_HID_GetReportTrigger(0, 0, hhid->Report_buf, len);
    8 \# R- x) J; S# P$ [* }
19.   }
    % H' L0 M" {9 n4 i5 O9 X1 h9 F
20. }

复制代码

注意：
0 x$ f  _( @6 e8 l$ v. e) Z在DAP.h中，这里有个名为PIN_DELAY_SLOW的函数，它原本的实现是这样的：
: S- ]/ }& F: Y) h9 h2 B

1. __STATIC_FORCEINLINE void PIN_DELAY_SLOW (uint32_t delay) {
   
2.   uint32_t count;
   9 y2 m* h" _" O/ u
3. 
   
4.   count = delay;
   1 r3 }( ^! B2 y) I# ?
5.   while (--count);
   
6. }

复制代码

这里的空循环while (–count);会被GCC优化。我在StackOverflow中找到了一个好点子，它能正常工作但不是太合适，你有更好的方法吗？

1. __STATIC_FORCEINLINE void PIN_DELAY_SLOW (uint32_t delay) {
   
2.   uint32_t count;
   
3. 
   
4.   count = delay;
   3 l: N. [" R' E% L" e$ Y' ^/ U
5.   while (--count) {
   
6.     /**
   
7.       * Empty loop will be totally omitted by GCC.
   $ G( B8 ^/ X7 y* ~, i
8.       * Search "How to prevent GCC from optimizing out a busy wait loop?" @ StackOverflow.
   
9.       * This solution isn't portable. Zach Lee
   
10.       */
    
11.     __ASM("");
    , z3 U) R4 ?- Q9 T7 \- T6 B* G
12.   }
    
13. }

复制代码

至此，相关源码就介绍完毕，源码文件：

/ P7 x& B; f2 \' W( ?
) m3 w# `! p/ J, L- Hhttp://wiki.geniekits.com/downloads
" q* i  S2 N) n! a6 ]6 l& O
$ G4 E% z* {8 z7 |% i  Q. g! Q& Z2 ?- F

6 Y" \" z* s1 }  b0 C) Z4 O
' f- D: |. U3 M. o8 J




- I% ^( P, a; U: x& D* j

最后的PIN_DELAY_SLOW的问题，请参考我的方案：
https://www.stmcu.org.cn/module/forum/thread-616081-1-1.html

谢网友role_2099。
7 d( ~; Q8 o" [$ u2 |
3 r/ b" L4 u& e顺便提一下，从实用的角度来说，我的代码有以下优点：
; h# F0 ]! m3 O* q3 B8 B1. 硬件便宜，几乎人人都有bluepill小板。 最实用的是用STLINKv2手指来改，稳定，方便。
2. 软件有VCP（CDC)功能，有软启动功能。送SWO功能，虽然用的人不多。
1 G7 r1 C8 i. ?3. 速度已经调到最高了。如要进一步提高，不换F103的情况下，就得超频。还有一种方法就是，用SPI驱动USB通信。