基于STM32F103自制CMSIS-DAP下载器

/ N! x1 ~1 o: u+ E5 T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。


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。


$ E7 t- ?) a) Y$ [0 R' R) Q

9 a5 D) R& s. H! s8 G7 E( X1关于CMSIS-DAP
. U$ K# n; o8 w  @  v. W% `' I4 aCMSIS-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。
/ G; ]* ^: ~2 n, @# ], F( a

地址：
5 @4 T8 J1 R  s) |8 E5 a4 }1 A  ]https://arm-software.github.io/CMSIS_5/DAP/html/index.html

& w$ [- ^9 r& ACMSIS-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。
+ |& X7 C% `  H- v; r6 a

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。
/ q9 {, b' V1 r- ]- H
: \3 K+ b- ?1 x6 }* i2CMSIS-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）。
4 e2 M" t. n1 J; U, [
) c, u4 w. V( V/ G  D6 [


1.固件版本
目前有两个版本：
6 y3 |2 P0 G- r) b5 N0 U版本1配置使用USB HID作为与主机PC的接口。
  X* C  Y. b. M! Q- t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。
; U, y: d# M8 C/ N
, E4 g& W: L$ w& Z  M: f
2.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。

7 {- }6 @; z, I% I
- p) }1 W1 V+ h9 _( GC:\Keil_v5\ARM\Packs\ARM\CMSIS\5.7.0\CMSIS\DAP\Firmware
（目前MDK V5.33，CMSIS版本为5.7.0）
$ Z7 ?4 ~0 A! F3 z) s) D# F

3.源码描述
* I. P3 C0 C$ m" d4 G
! n+ n; T0 ^. r  s) D' W
$ z2 R; G) t- w1 I; p6 g' A从文件目录可以看出，官方源码提供了一些模板和例子。

* |; z# L3 w7 S* ~4 [; X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”）
9 x2 P# N7 A6 {3 |1 D' F
3配置
7 z+ v$ J; |4 Z' F4 o0 q$ h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。
9 B; K* F! K+ c, a

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。
4 Z& v4 y3 V3 e( F
% {- n# W* e, u4 {4从CMSIS-DAP的源码开始
源码可以在官网下载：

8 v$ j3 C+ l' i' k0 R' y
https://github.com/ARM-software/CMSIS_5
, A2 g4 b; K* |/ [6 B( Y/ F, A
4 A- x  M8 p' P4 |1 m/ [( B也可以直接在 Keil MDK 安装目录下获取:
9 ?; {. N' x3 m$ y' y9 t( k* H

) C* B$ Q% A7 T+ D/ W8 cC:\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。

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. 
   8 ?2 p0 m. W7 \: B9 K+ n  u
2. #ifdef _RTE_
   7 `% O) X; G9 P. W, q6 i$ C; R' J  m
3. #include "RTE_Components.h"
   
4. #include CMSIS_device_header
   + K: n8 m, n/ A$ H" {: v
5. #else
   , y' W8 D8 H% ]: 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。
. T( O" a" z  M' P: ]" g

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）：

1. CoreDebug->DEMCR |= CoreDebug_DEMCR_TRCENA_Msk;
   & @# ]( y6 }& I9 L  t
2. /**
   
3.   * On Cortex-M7 core there is a LAR register in DWT domain.
     F4 c% a  C3 Q0 Y5 R
4.   * Any time we need to setup DWT registers, we MUST write
   ; T$ r; n& x4 O% ?
5.   * 0xC5ACCE55 into LAR first. LAR means Lock Access Register.
   
6.   */
   7 z" P4 u& r( u7 @
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：
1 G( [" F/ U: Z" E

1. // SWCLK/TCK I/O pin -------------------------------------
   
2. 
   , x; R- T! s- f9 {
3. /** SWCLK/TCK I/O pin: Get Input.
   % U- ~* v$ W0 a" R# A
4. \return Current status of the SWCLK/TCK DAP hardware I/O pin.
   
5. */
   
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：
6 Q* \+ d: J' t! P7 Z

1. __STATIC_FORCEINLINE uint32_t PIN_SWCLK_TCK_IN  (void) {
   
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。
" n* x- L8 _7 k- M

另一个奇怪的地方是PIN_nRESET_OUT：
( A6 G7 ^+ `; `! U( Z2 Z  r( c

1. /** nRESET I/O pin: Set Output.
   
2. \param bit target device hardware reset pin status:
   
3.            - 0: issue a device hardware reset.
   9 E: v* ^, B" ]4 S0 k! `! s
4.            - 1: release device hardware reset.
   & \& O/ [$ z6 X1 g' P
5. */
   
6. __STATIC_FORCEINLINE void     PIN_nRESET_OUT (uint32_t bit) {
   
7.   if (bit) {
   + h) J6 d7 c" J
8.     LPC_GPIO_PORT->DIR[PIN_nRESET_PORT]    &= ~(1U <<PIN_nRESET_BIT);
   
9.     LPC_GPIO_PORT->CLR[PIN_nRESET_OE_PORT]  =  (1U <<PIN_nRESET_OE_BIT);
   9 C7 O2 e7 r4 A, s7 J( ^  L
10.   } else {
    
11.     LPC_GPIO_PORT->SET[PIN_nRESET_OE_PORT]  =  (1U <<PIN_nRESET_OE_BIT);
    
12.     LPC_GPIO_PORT->DIR[PIN_nRESET_PORT]    |=  (1U <<PIN_nRESET_BIT);
    : g6 L! Y8 s4 E* j0 M
13.   }
    : e* h+ U3 |( O0 t# G% l
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：
' f4 W( A/ f- p! E' Q

1. __STATIC_FORCEINLINE void     PIN_nRESET_OUT (uint32_t bit) {
   % p% m6 q2 J  p
2.   GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
   
3. 
   ! H9 ^0 ?0 I! j- `# A
4.   if ((bit & 1U) == 1) {
   + w, F5 S2 {0 @' G) y
5.     JTAG_nRESET_GPIO_Port->BSRR = JTAG_nRESET_Pin;
   
6. 
   $ `. ~+ w. m$ F
7.     GPIO_InitStruct.Pin = JTAG_nRESET_Pin;
     P" i6 r- R9 T# K
8.     GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;
   
9.     GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
   
10.     GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
    ) }% I- p9 N: z" X1 u
11.     HAL_GPIO_Init(JTAG_nRESET_GPIO_Port, &GPIO_InitStruct);
    . `! T/ I6 v3 d, i
12.   } else {
    ) s* e4 I1 Z+ s* N- R
13.     JTAG_nRESET_GPIO_Port->BRR = JTAG_nRESET_Pin;
    & m5 j" j$ M3 `1 b5 v3 h: P
14. 
    
15.     GPIO_InitStruct.Pin = JTAG_nRESET_Pin;
    
16.     GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_OD;
    - V9 c3 N, S3 u( J1 Y- ^
17.     GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;
    1 \& l8 d+ v/ t# P
18.     GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
    ; H' Y4 c# K6 y3 f5 j1 E' o
19.     HAL_GPIO_Init(JTAG_nRESET_GPIO_Port, &GPIO_InitStruct);
    & D- z" a7 j1 X; R% \! H  c
20.   }
    - g9 Z* }/ ?4 Q( _; ?: R  _
21. }

复制代码

给你一个特殊的提示：


9 ~# W# J; C% k8 A! {你可能在一些地方看见我写了if(...)之类的代码，像下面这样：

1.   if ((bit & 1U) == 1) {
   6 G8 d. _9 O- n8 n. _2 c$ T* o( s
2.   ...
   
3.   } else {
   
4.   ...
   - M' @, @) M5 {1 @/ i! b
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.   ...
   
3.   } else {
   + Z8 b3 q! `* ]) d+ U: ^) i0 F
4.   ...
   $ @! j) g) Q4 ~* |. b" D2 X5 ~
5.   }

复制代码

这会出问题的！
0 _, D7 w" A  Q, u+ _
4 K9 I, I1 [' N1 v; D

5 p8 k: M# F* f3 l* GosObjects.h
3 u  F9 C+ u- B1 w/ S: i

1. #ifndef __osObjects_h__
   - G+ `8 }- Y* c/ l* Y* [1 e
2. #define __osObjects_h__
   8 w1 J" t7 m4 E. Q2 p* H
3. 
   
4. #include "cmsis_os2.h"
   3 Q& _3 R3 J6 ]4 @& e  q$ _
5. 
   ) G2 d, A: c% ?( ]' |- u
6. #ifdef osObjectsExternal
   3 a. J, ~7 y9 V
7. extern osThreadId_t DAP_ThreadId;
   # K3 K$ J: b  _) U& r9 i
8. #else
   / g: I' x/ d5 J! K+ ?( P
9. extern osThreadId_t DAP_ThreadId;
   
10.        osThreadId_t DAP_ThreadId;
    
11. #endif
    ' d/ l4 K, f0 l  \4 `; f( b
12. 
    9 |0 C9 o0 t; e4 `
13. extern void DAP_Thread (void *argument);
    . Q9 g; y  v7 C4 g4 [4 i# q
14. 
    
15. extern void app_main (void *argument);
    ' e( k/ H& H7 `0 A( a. j
16. 
    8 n' L) Y/ g- V$ u. j
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。
2 ], R5 J9 e( A* H( W( f$ {$ ]
: o1 E9 A2 Y6 D$ x2 \4 o) u' r( ^
4 |, g) q+ s; I0 k接下来我会对main.c和USBD_User_HID_0.c做一些一些简单的介绍。

! p% M8 ?. U# [
main.c


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：
) J- [' m# b7 S& C

1. osThreadId_t osThreadNew(void (*func)(void *), void * n, void * ctx)
   8 A- x! ]4 f. }
2. {
   * W: \6 V8 q+ a/ q3 f7 u
3.   (void)n;
   ' C2 s! _3 O( u' R* e
4. 
   + O# P1 M# Y6 K
5.   (*func)(ctx);
   ( Y  A6 E# P; W/ _  Z
6.   return 0;
   , X3 R- t: k4 ^6 Z2 F
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。
" c4 g4 ?; P5 N. W

USBD_User_HID_0.c


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。
' }0 ^( V5 l( b6 s! d: y- J& }

! h' D3 z7 i8 d4 W8 BUSB 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：

1. int32_t USBD_HID0_GetReport (uint8_t rtype, uint8_t req, uint8_t rid, uint8_t *buf) {
   
2.   (void)rid;
   
3. 
   & g0 h3 ~! T# q/ B. c; Z& b5 S! Q
4.   switch (rtype) {
   
5.     case HID_REPORT_INPUT:
   
6.     ...
   
7.       break;
   2 u. c: M$ n. h8 E4 x
8.   }
   5 A% J( @: r3 m. j
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) {
   ' ]- a2 x( j! _# J) [* i
2.   (void)req;
   
3.   (void)rid;
   7 N9 {3 e$ S8 U! {
4. 
   " Y2 q+ R+ ]1 Q0 f* l
5.   switch (rtype) {
   
6.     case HID_REPORT_OUTPUT:
   
7.     ...
   * f6 N* L/ ~! G! \
8.       break;
   : G$ q$ ^' \* E% \3 a* m
9.   }
   . z" Q1 v" K+ J5 I! L# ?3 e
10.   return true;
    6 x. c: R' l3 t6 |
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。

8 T+ E! {0 d% e1 z  R
2 W! @1 A& s7 {8 U4 ~4 _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。


) Z# e7 z2 q) ~' w5 W2 ~4 Q3 g% Z


) a5 q( [4 w4 U: Z8 ^  \$ v
" F1 A( A) ^5 d' d5使用STM32CubeMX生成初始化代码
6 z% L0 N; E$ z# g/ v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。


( G- \  a; g3 X" Z/ a$ Z/ L9 l, n注意：
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


' V) ^; ]: n" w. i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。
  N1 l4 l% M% m/ z+ ]8 H
6 d1 O$ K& p) t6 ~  ?  I
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。


5 L  J6 U5 v. {+ {( s: f4 s: W在_USBD_CUSTOM_HID_Itf结构体中，我新增了一个成员：

1. typedef struct _USBD_CUSTOM_HID_Itf
   
2. {
   
3.   uint8_t                  *pReport;
   4 ^  `6 l) j4 Q, h, G
4.   int8_t (* Init)(void);
   1 G5 l' w3 w* i0 T) H* K! f# R! T
5.   int8_t (* DeInit)(void);
   - }( K) F. ]- ~! N4 ^: [3 N
6.   int8_t (* OutEvent)(uint8_t event_idx, uint8_t state);
   % t1 C9 y" S/ l% [2 z" G4 H
7.   /* I add an extra interface func below. Zach Lee */
   2 F% T. p  E8 |# [: j8 h. d
8.   int8_t (* InEvent)(uint8_t event_idx, uint8_t state);
   
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,
   
2.                                        uint8_t epnum)
   ) |# [4 b0 p! Z$ d4 f# u
3. {
   
4.   /* Ensure that the FIFO is empty before a new transfer, this condition could
   * \8 t4 m, f3 e" E0 F. h
5.   be caused by  a new transfer before the end of the previous transfer */
   2 f, }( o) y* _% Q0 ?' u; P
6.   USBD_CUSTOM_HID_HandleTypeDef     *hhid = (USBD_CUSTOM_HID_HandleTypeDef *)pdev->pClassData;
   2 W* k) d" `3 }
7.   hhid->state = CUSTOM_HID_IDLE;
   6 B( O8 J5 i2 Q) G
8. 
   / H8 X. T, S% Y* M% s: C7 d
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],
    , l% `" z2 Y/ [! s: V) @
11.                                                            hhid->Report_buf[1]);
    
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：
# _8 }3 A9 H. V6 \1 f

1. /** Usb HID report descriptor. */
   & x9 V( L5 T. _& N! D/ O: ~& o
2. __ALIGN_BEGIN static uint8_t CUSTOM_HID_ReportDesc_FS[USBD_CUSTOM_HID_REPORT_DESC_SIZE] __ALIGN_END =
   " l" O* {. `3 D
3. {
   
4.   /* USER CODE BEGIN 0 */ /* A minimal Report Desc with INPUT/OUTPUT/FEATURE report. Zach Lee */
   
5.   0x06,0x00,0xFF,         /*  Usage Page (vendor defined) ($FF00) global */
   % C9 z* s) n6 N' b$ Z: @
6.   0x09,0x01,              /*  Usage (vendor defined) ($01) local */
   * R: u9 }! s4 C- {/ T$ \. {
7.   0xA1,0x01,              /*  Collection (Application) */
   : z# F% M8 W" o1 N8 R7 y- K! g
8.   0x15,0x00,              /*   LOGICAL_MINIMUM (0) */
   # y& S' k: k  y# ^6 A; |
9.   0x25,0xFF,              /*   LOGICAL_MAXIMUM (255) */
   
10.   0x75,0x08,              /*   REPORT_SIZE (8bit) */
    
11. 
    3 `+ r( v/ q0 ~
12.   // Input Report
    3 B$ n' w+ ?+ E! Z8 b2 v
13.   0x95,64,                /*   Report Length (64 REPORT_SIZE) */
    ! P& \/ b5 x0 m3 ~  ~  G7 S
14.   0x09,0x01,              /*   USAGE (Vendor Usage 1) */
    
15.   0x81,0x02,              /*   Input(data,var,absolute) */
    9 T1 ~5 l" r% `# q  D% t0 {3 p0 X
16. 
    6 i' G# k3 \9 s0 H! d
17.   // Output Report
    0 z) s- K  m/ p% M/ X
18.   0x95,64,                /*   Report Length (64 REPORT_SIZE) */
    
19.   0x09,0x01,              /*   USAGE (Vendor Usage 1) */
    
20.   0x91,0x02,              /*   Output(data,var,absolute) */
    
21. 
    4 t# p$ ]* ^; f8 e
22.   // Feature Report
    ; a% V& Y0 c4 v  J' I+ j8 X7 L
23.   0x95,64,                /*   Report Length (64 REPORT_SIZE) */
    
24.   0x09,0x01,              /*   USAGE (Vendor Usage 1) */
    8 p/ y( ^7 s6 T! j% S: e8 ^
25.   0xB1,0x02,              /*   Feature(data,var,absolute) */
    6 x& G/ \4 A2 I6 t% \3 R
26.   /* USER CODE END 0 */
    
27.   0xC0                    /*  END_COLLECTION                     */
    8 V( w  e- U( o6 g9 W" M
28. };

复制代码

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

% i; u+ U! [$ Z) J9 o* _
我在这个C文件中还实现了一个新的接口函数CUSTOM_HID_InEvent_FS：
# P  r0 I! `4 P- @; l: ^% M

1. static int8_t CUSTOM_HID_InEvent_FS(uint8_t event_idx, uint8_t state);  /* An extra interface func. */
   
2. 
   
3. USBD_CUSTOM_HID_ItfTypeDef USBD_CustomHID_fops_FS =
   
4. {
   
5.   CUSTOM_HID_ReportDesc_FS,
   
6.   CUSTOM_HID_Init_FS,
   / w  M. }( j5 S1 M# @
7.   CUSTOM_HID_DeInit_FS,
   
8.   CUSTOM_HID_OutEvent_FS,
   
9.   /* I add an extra interface func below. Zach Lee */
   
10.   CUSTOM_HID_InEvent_FS
    
11. };

复制代码

1. extern void USBD_OutEvent(void); /* Implemented in file "device.h" */
   0 f4 w2 y% W/ H/ Z7 Q
2. 
   . a( \; [& Z) q4 X! t
3. static int8_t CUSTOM_HID_OutEvent_FS(uint8_t event_idx, uint8_t state)
   8 E# Z* U: h6 ]% q# w* N
4. {
   6 |/ k1 u2 C7 V* m  M" v4 M
5.   /* USER CODE BEGIN 6 */
   ( ^6 T) W0 B( a  L
6.   USBD_OutEvent();        /* OUTPUT REPORT was received. Zach Lee */
   7 h1 C0 O, p- ^! i9 z
7.   return (USBD_OK);
   
8.   /* USER CODE END 6 */
   + l# X) v5 l( e3 m+ R2 B# K
9. }
   
10. 
    
11. extern void USBD_InEvent(void); /* Implemented in file "device.h" */
    : j, I# L, z+ j3 n! ~: Y  w# K- W
12. 
    + y( J2 u# e1 s) W* u$ b# J1 g
13. static int8_t CUSTOM_HID_InEvent_FS(uint8_t event_idx, uint8_t state)
    
14. {
    
15.   /* USER CODE BEGIN extra */
    . k% e7 N/ P, z( A
16.   USBD_InEvent();       /* INPUT REPORT has been sent. Zach Lee */
    
17.   return (USBD_OK);
    
18.   /* USER CODE END extra */
    . i( h& g' d# C8 h/ |% ]
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);
   
2. 
   : N9 y. f% J/ ~9 _( a
3. static int8_t CUSTOM_HID_Init_FS(void)
   
4. {
   
5.   /* USER CODE BEGIN 4 */
   0 Z* _8 L3 t! K: V9 A& ]
6.   USBD_HID0_Initialize(); /* Initialize USB communication of DAP. Zach Lee */
   ' S2 c8 u& i7 d* B2 b% Q& H: |
7.   return (USBD_OK);
   0 w7 A% C9 H' N& E, u7 _- t& j
8.   /* USER CODE END 4 */
   ( B, `* Q* k( P: V5 H1 |
9. }
   
10. 
    
11. extern void USBD_HID0_Uninitialize (void);
    / n* C5 b$ I) s! _, ~( F& ?' N
12. 
    
13. static int8_t CUSTOM_HID_DeInit_FS(void)
    & ^+ Y5 H+ W" A6 Q1 w, Y
14. {
    
15.   /* USER CODE BEGIN 5 */
    ' O" u( v. B* X4 G( Z: B# u
16.   USBD_HID0_Uninitialize(); /* Uninitialize. Zach Lee */
    6 _. }  o0 Q& f+ x$ B
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
为了移除CMSIS RTOS，我写了一些函数来模拟RTOS：

1. /**
   0 X) O/ J1 v, W: E
2.   * Replace CMSIS RTOS api
   1 w) D: C* |6 {# Q' C, V: M
3.   */
   , f  V, z+ _2 h* j0 K, S
4. static volatile int osFlags;  /* Use "volatile" to prevent GCC optimizing the code. */
   
5. 
   
6. void osKernelInitialize(void)
   
7. {
   - }9 x6 W" G4 b% K
8.   osFlags = 0;
   3 [0 k, P4 ]) q3 E3 t0 U
9.   return;
   " [# q4 k) i  u! n
10. }
    
11. int osThreadFlagsWait(int mask, int b, int c)
    - ~3 X. d0 g5 |- m3 ~; b
12. {
    
13.   (void)b;
    ) p0 H# N& L- T  d8 H
14.   (void)c;
    & M. I  l- L, q9 X$ V7 I' \
15. 
    
16.   int ret;
    # V% H2 z) B& l
17. 
    # |7 y4 L; X  [  x0 U
18.   while((osFlags&mask) == 0)
    
19.   {
    7 S0 N1 y; l1 n% N
20.     ;
    & J7 |2 P5 X2 ]0 ~+ M, k5 r
21.   }
    + d$ S! h, A+ w1 E% n3 `$ c
22.   ret = osFlags; osFlags &= ~mask;
    % B4 o8 v1 ]/ u# b( ~: m
23.   return ret;
    & ?/ V/ _2 z' q  ^4 u
24. }
    
25. void osThreadFlagsSet(int tid, int f)
    
26. {
    6 V% U. o5 X" ^" P! V, w" q: O
27.   (void)tid;
    
28. 
    " Y0 `0 P  W1 K) k
29.   osFlags |= f;
    # e% `: P. `! l9 M  z0 u
30.   return;
    
31. }

复制代码

函数USBD_Configured和USBD_HID_GetReportTrigger实现如下：

1. intUSBD_Configured(int n){
   0 F) v1 T$ e3 d0 b( E
2.   (void)n;
   
3. 
   
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 J" T2 Y0 H) K# f% s9 O
2. {
   4 I* h1 c7 @( X' s9 f2 w: K. {
3.   (void)a;
   * `  q5 ]# l3 e8 s+ \3 H( `
4.   (void)b;
   
5. 
   
6.   if (USBD_OK != USBD_CUSTOM_HID_SendReport(&hUsbDeviceFS, report, len))
   0 P4 ^$ m  r) u! K  H
7.   {
   
8.     ;
   0 u9 ^3 N- |8 u: e+ ?: t( _
9.   }
   
10.   return;
      p" \( f$ }5 @8 {
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：
. b( A: n3 m3 h1 ^2 U

1. bool USBD_HID0_SetReport (uint8_t rtype, uint8_t req, uint8_t rid, const uint8_t *buf, int32_t len);
   9 L% v- x. ~1 F2 Q
2. 
   
3. void USBD_OutEvent(void)
   9 d9 P! ~; C1 n* [, [( t1 x  z* i+ J/ F2 E
4. {
     Z6 F( c0 f" R8 W9 i$ P$ f
5.   USBD_CUSTOM_HID_HandleTypeDef *hhid = (USBD_CUSTOM_HID_HandleTypeDef *)hUsbDeviceFS.pClassData;
   ( ?1 X& _" g1 ^8 e0 F
6.   USBD_HID0_SetReport(HID_REPORT_OUTPUT, 0, 0, hhid->Report_buf, USBD_CUSTOMHID_OUTREPORT_BUF_SIZE);
   
7. }
   
8. 
   - Z7 I1 k1 x8 y
9. int32_t USBD_HID0_GetReport (uint8_t rtype, uint8_t req, uint8_t rid, uint8_t *buf);
   : G; u& J6 b$ ]
10. 
    - l  G) U( F9 R
11. void USBD_InEvent(void)
    
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.   {
    & I) d  u. I7 E% v1 |* N0 S
18.     USBD_HID_GetReportTrigger(0, 0, hhid->Report_buf, len);
    
19.   }
    
20. }

复制代码

注意：
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：

1. __STATIC_FORCEINLINE void PIN_DELAY_SLOW (uint32_t delay) {
   
2.   uint32_t count;
   
3. 
   
4.   count = delay;
   
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？
0 ?* M9 b& I0 ~$ i- Q# ]

1. __STATIC_FORCEINLINE void PIN_DELAY_SLOW (uint32_t delay) {
   1 b& e4 J5 }0 ~$ j0 R
2.   uint32_t count;
   / F' L% `; x* Z6 z. \1 x3 Q
3. 
   
4.   count = delay;
   4 T2 _* M8 J/ Q% Q0 b5 A
5.   while (--count) {
   , q' }7 ~) i2 l, d
6.     /**
   ! ~: p; m3 u2 p) P% P
7.       * Empty loop will be totally omitted by GCC.
   
8.       * Search "How to prevent GCC from optimizing out a busy wait loop?" @ StackOverflow.
   0 o; ^2 w1 p; @* c& Q( o7 }
9.       * This solution isn't portable. Zach Lee
   4 q7 R+ V* w/ ?. N+ _5 k, Q
10.       */
    / \9 [4 W/ e6 }" q
11.     __ASM("");
    
12.   }
    
13. }

复制代码

至此，相关源码就介绍完毕，源码文件：
- ~( b1 R3 N- f2 q$ J' z0 [

http://wiki.geniekits.com/downloads


1 G) b) ]/ f  ?4 i9 s6 }, D" S
- G0 ]8 T# I9 S% i
% B( S4 s! \6 y/ j7 w  q

+ D9 T- x$ ~8 W: V' _
0 u9 P& W0 ^  O: A& W

' i% D2 o1 n' t: L

最后的PIN_DELAY_SLOW的问题，请参考我的方案：
3 w( D6 M7 s- l8 phttps://www.stmcu.org.cn/module/forum/thread-616081-1-1.html

谢网友role_2099。

: L/ T0 L; H7 J! W4 y/ K" ~# f顺便提一下，从实用的角度来说，我的代码有以下优点：
6 |$ m, w/ E3 ~. V: g1. 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。
8 _8 R2 A0 H, z: r3. 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。
. r3 |5 q+ n/ C# e