基于STM32F103自制CMSIS-DAP下载器

: O) k( q6 s3 @4 E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。
) T. ~6 Y' |* L$ Z/ j7 `" P5 p1 z

( g. F: s* e9 d! m, b* F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。


' c2 a- `& X! O' K- }7 R

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：
https://arm-software.github.io/CMSIS_5/DAP/html/index.html

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）。
- ~  r1 s8 `7 A/ x! L+ \- s


8 v4 b, r3 p- e9 I. ?8 _6 ?; |  s) }* H
. c* G9 `( H$ `. Z5 g1.固件版本
目前有两个版本：
/ v$ X) m5 F8 O" F7 q版本1配置使用USB HID作为与主机PC的接口。
' g  M7 O5 [8 C0 ~( ^3 s1 `6 T, e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。


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。

: N% A& W, P# @: F5 G7 {7 y
: `6 J; @+ ]! j2 R$ N$ o+ NC:\Keil_v5\ARM\Packs\ARM\CMSIS\5.7.0\CMSIS\DAP\Firmware
0 l) k8 [1 U! K4 m3 a8 E! g# x（目前MDK V5.33，CMSIS版本为5.7.0）

3.源码描述


: Y# H6 b* f5 c+ v5 r从文件目录可以看出，官方源码提供了一些模板和例子。

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”）

% A3 x& K$ C' |  H: d# r3配置
, p/ ^' P1 d; A7 A! z5 [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。
2 B$ R0 E2 |  C# v, G

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。
7 f( ^7 X/ f2 }! o& C
: n7 k5 Z7 p5 ~# ~  U4从CMSIS-DAP的源码开始
- d( G$ g. k' S/ W4 }3 u4 P( W  [" n源码可以在官网下载：
3 g5 k6 g$ H( ?( V  Y# c' `3 q& Q
$ L4 Q% Z2 U" Z* s& K
; g# m$ X1 x! G' m1 j5 s9 q5 ~https://github.com/ARM-software/CMSIS_5

2 Y' x' z9 h2 @/ l4 `# T也可以直接在 Keil MDK 安装目录下获取:


& j! d7 T; S7 P. ~% [5 k. \/ ~8 JC:\Keil_v5\ARM\Packs\ARM\CMSIS\5.7.0\CMSIS\DAP
. j+ D7 L2 u3 e9 M& q
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. 
   2 e3 n" i! c3 }# f
2. #ifdef _RTE_
   , n" `: g0 y4 l  ]% R+ ~' c
3. #include "RTE_Components.h"
   1 s6 {  u( h2 H) ~: X
4. #include CMSIS_device_header
   7 I. U' U/ g" ]
5. #else
   + b" B, X; x8 k( Q" d
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。


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;
   $ M* E2 t& Z" j
2. /**
   0 k& ~9 ^2 t7 A8 ]$ y
3.   * On Cortex-M7 core there is a LAR register in DWT domain.
   
4.   * Any time we need to setup DWT registers, we MUST write
   
5.   * 0xC5ACCE55 into LAR first. LAR means Lock Access Register.
   % T8 k7 k2 t: i( \5 t8 \. t) x
6.   */
   - Z6 y6 h- Y$ J' |
7. DWT->CYCCNT = 0;
   " `( `) D$ l1 r, _* A+ a
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. // SWCLK/TCK I/O pin -------------------------------------
   
2. 
   
3. /** SWCLK/TCK I/O pin: Get Input.
   
4. \return Current status of the SWCLK/TCK DAP hardware I/O pin.
   
5. */
   & q: D) s; `3 X$ J9 l
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);
   + a5 O  s) w/ i. D9 |4 ~
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：
4 M+ T2 m7 d; W# m) a! F

1. __STATIC_FORCEINLINE uint32_t PIN_SWCLK_TCK_IN  (void) {
   . i8 s$ T6 a( K& v% h
2.   return (uint32_t)(JTAG_TCK_GPIO_Port->ODR & JTAG_TCK_Pin ? 1:0);
   & o9 K* }' g* M+ b
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。
+ U6 Y/ X: }: p2 h1 G6 K

, \2 L6 q* j8 c5 [2 P另一个奇怪的地方是PIN_nRESET_OUT：
2 k# ]( A3 ?: u1 }+ m! Y

1. /** nRESET I/O pin: Set Output.
   
2. \param bit target device hardware reset pin status:
   
3.            - 0: issue a device hardware reset.
   
4.            - 1: release device hardware reset.
   * W; t, X  R5 I
5. */
   
6. __STATIC_FORCEINLINE void     PIN_nRESET_OUT (uint32_t bit) {
   , ^+ y. j3 J8 T
7.   if (bit) {
   ' w) z! z: E; i4 _
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);
   - |  `3 h9 _! b4 S) ^( Y6 d4 D
10.   } else {
    
11.     LPC_GPIO_PORT->SET[PIN_nRESET_OE_PORT]  =  (1U <<PIN_nRESET_OE_BIT);
    : ^5 j5 u( E. B$ X, j$ I3 F
12.     LPC_GPIO_PORT->DIR[PIN_nRESET_PORT]    |=  (1U <<PIN_nRESET_BIT);
    
13.   }
      g! G* \, i/ ^4 {, [% O/ E  n1 s
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：
% d6 t* ?; f/ h

1. __STATIC_FORCEINLINE void     PIN_nRESET_OUT (uint32_t bit) {
   9 e" V# `! M# k! J6 o" v$ L
2.   GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
   6 _  J/ q* C* i" S+ K) M2 H
3. 
   7 v. S* |: p( e
4.   if ((bit & 1U) == 1) {
   $ t" e# z  c3 C& s  W( \
5.     JTAG_nRESET_GPIO_Port->BSRR = JTAG_nRESET_Pin;
   ) u7 y3 a/ ?/ N0 ~
6. 
   / M9 n# t. p9 k1 y' k7 j2 ?! a
7.     GPIO_InitStruct.Pin = JTAG_nRESET_Pin;
   % }8 A) [+ l& f" f$ M3 k8 U
8.     GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;
   # c8 i, b( s3 ]0 R7 V
9.     GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
   ; I( W% J% r5 e2 O8 g! C2 ^& f
10.     GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
    # f# H& P( n' l
11.     HAL_GPIO_Init(JTAG_nRESET_GPIO_Port, &GPIO_InitStruct);
    & W; n+ T! N' c3 y, b0 F. P
12.   } else {
    / _; n; c$ A- f7 P9 r
13.     JTAG_nRESET_GPIO_Port->BRR = JTAG_nRESET_Pin;
    
14. 
      s" J! h, K" P$ q4 u# X
15.     GPIO_InitStruct.Pin = JTAG_nRESET_Pin;
    
16.     GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_OD;
    6 z+ D7 {8 m0 P; x
17.     GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;
    
18.     GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
    9 W; N' R# {! V. z3 E8 w" L
19.     HAL_GPIO_Init(JTAG_nRESET_GPIO_Port, &GPIO_InitStruct);
    
20.   }
    , w1 y6 u3 j% y& Z- {
21. }

复制代码

给你一个特殊的提示：
9 j3 l# |1 W0 l
3 y* F: X) ]( y( x, ?' U$ C
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 i) C# ?) l  z: S$ h5 f

1.   if ((bit & 1U) == 1) {
   
2.   ...
   . V! C5 x! |1 z+ Y
3.   } else {
   . r! g0 W+ G# v; }' ?* b
4.   ...
   5 y1 F2 c2 w: e" w' b* M
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.   ...
   / Z& V' ?) F" u1 ]8 d& J* ^
3.   } else {
   6 _: e" [" ?0 Z4 Q8 ?
4.   ...
   : Y8 v& Z' g6 m1 \6 |
5.   }

复制代码

这会出问题的！

+ K7 t) h% w$ f# ?) w/ n

osObjects.h
6 j$ P( ~, C* V' B4 w

1. #ifndef __osObjects_h__
   ; y- D( E4 w* T( p: f
2. #define __osObjects_h__
   ! M: v( a3 Y' U- r4 d: a& D: m0 q
3. 
   % ~2 l4 ?% ~$ `* ~  v
4. #include "cmsis_os2.h"
   
5. 
   : E2 p" G# g8 `; T0 B$ J
6. #ifdef osObjectsExternal
   
7. extern osThreadId_t DAP_ThreadId;
   
8. #else
   
9. extern osThreadId_t DAP_ThreadId;
   , W7 K: C3 }: c+ X0 O( ]
10.        osThreadId_t DAP_ThreadId;
    3 D0 s. r5 }  U
11. #endif
    
12. 
    
13. extern void DAP_Thread (void *argument);
    
14. 
    9 p& T. s) W5 y1 @
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。

4 ^0 g! o/ [2 x! \2 A6 K8 p5 c
接下来我会对main.c和USBD_User_HID_0.c做一些一些简单的介绍。


" ~, x- h! ~" C# j# a/ Lmain.c


/ L6 m, p- L1 Q1 B  [- 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：

1. osThreadId_t osThreadNew(void (*func)(void *), void * n, void * ctx)
   
2. {
   
3.   (void)n;
   " T% L% P% P5 p% R+ X' ?
4. 
   
5.   (*func)(ctx);
   : W1 T. g7 e3 x6 @
6.   return 0;
   # J4 V6 A& ?) z! r1 L1 V
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。
! {- |6 Y5 d; p9 E' O4 O2 G4 }+ ^1 ~

USBD_User_HID_0.c
5 o, i4 m% O: D2 K

4 [$ b# h6 E& t% n% E: R. ]  O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。
- W9 Y" l* y9 @+ l; T+ E
% D% v+ n7 S2 j& r
, ^, y) A3 A: Q& N5 _" hUSB 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：
0 R, r7 v+ E+ g! g7 i1 b) l8 \' q; [- r

1. int32_t USBD_HID0_GetReport (uint8_t rtype, uint8_t req, uint8_t rid, uint8_t *buf) {
   - m6 z  T/ M! J% T6 G
2.   (void)rid;
   
3. 
   0 V' G' I' m! ]( e0 [  A5 s
4.   switch (rtype) {
   0 u0 U8 ]4 `( }* K6 E0 i1 b. M
5.     case HID_REPORT_INPUT:
   
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) {
   9 ~( V, Y( o' q, V5 |, f* ^
2.   (void)req;
   
3.   (void)rid;
   : Q: Q" k( D* t  i
4. 
   % Y& c2 y! i) V2 e1 C
5.   switch (rtype) {
   
6.     case HID_REPORT_OUTPUT:
   ) A6 n% `9 q7 e' F, N) l6 w
7.     ...
   
8.       break;
   
9.   }
   ' X- R1 O( v  B0 W$ t! \
10.   return true;
    
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。

9 m4 W/ }( j% b" E* d3 A
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：
+ ?6 i# f+ x9 g: p4 k+ @

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。

* f3 A: l8 \- a: Q" K
" O8 a, C* y  s  M' I. i



9 g5 j, |. \7 c6 i) S0 p5使用STM32CubeMX生成初始化代码
* ~8 |8 v4 E2 z2 |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。
: M6 |- p7 [4 |
7 c" z9 o; m/ q+ o2 u4 o
注意：
4 Q7 B/ K% t- Q. s% `8 p8 M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


0 B& E' w7 h9 X8 b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。
) W  J4 T6 ?' I1 x# |$ q

/ `7 B5 `  D2 y2 C9 d+ Q) z% _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。
; b2 R3 R2 ~4 B! L
) C3 A, d% d, ]% e
6 P5 T) J2 }( O在_USBD_CUSTOM_HID_Itf结构体中，我新增了一个成员：

1. typedef struct _USBD_CUSTOM_HID_Itf
   5 {2 x( t7 X  I) @, y0 }/ ~; e% b
2. {
   
3.   uint8_t                  *pReport;
   1 ~' J# O! @; ^$ R' X& c' P
4.   int8_t (* Init)(void);
   0 c$ f7 b4 H' W: P1 f# q6 i. _
5.   int8_t (* DeInit)(void);
   " G7 ^. @% `: [4 o- D% Q
6.   int8_t (* OutEvent)(uint8_t event_idx, uint8_t state);
   
7.   /* I add an extra interface func below. Zach Lee */
   & T# z3 M% p1 c6 t2 E
8.   int8_t (* InEvent)(uint8_t event_idx, uint8_t state);
   $ U+ s2 |0 H- e5 ~. k8 _0 L( r4 k
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)
   
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 */
   
6.   USBD_CUSTOM_HID_HandleTypeDef     *hhid = (USBD_CUSTOM_HID_HandleTypeDef *)pdev->pClassData;
   0 {9 P7 R- o3 ]" H, q2 z
7.   hhid->state = CUSTOM_HID_IDLE;
   5 b+ m1 T: K$ e8 X! M* {" y0 k! @
8. 
   & N6 u* r# S1 c6 E. u& X
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],
    6 h; ?* ]" z! z
11.                                                            hhid->Report_buf[1]);
    9 ^  T) q" @* f1 {
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：
  T1 F# D' d* y4 G6 ]

1. /** Usb HID report descriptor. */
   
2. __ALIGN_BEGIN static uint8_t CUSTOM_HID_ReportDesc_FS[USBD_CUSTOM_HID_REPORT_DESC_SIZE] __ALIGN_END =
   
3. {
   ( |0 w* }8 v2 h
4.   /* USER CODE BEGIN 0 */ /* A minimal Report Desc with INPUT/OUTPUT/FEATURE report. Zach Lee */
   . F3 D# a# c" W( L
5.   0x06,0x00,0xFF,         /*  Usage Page (vendor defined) ($FF00) global */
   3 w9 d6 T# f$ F* N) ]8 C
6.   0x09,0x01,              /*  Usage (vendor defined) ($01) local */
   * D6 A; w( K: E8 m- a+ \2 u
7.   0xA1,0x01,              /*  Collection (Application) */
   
8.   0x15,0x00,              /*   LOGICAL_MINIMUM (0) */
   
9.   0x25,0xFF,              /*   LOGICAL_MAXIMUM (255) */
   
10.   0x75,0x08,              /*   REPORT_SIZE (8bit) */
    
11. 
    * @& L" Y& s6 O9 _5 }3 i  \
12.   // Input Report
    
13.   0x95,64,                /*   Report Length (64 REPORT_SIZE) */
    ; N  p# S- s9 F$ w0 M( C) ]
14.   0x09,0x01,              /*   USAGE (Vendor Usage 1) */
    : F$ U8 L8 A, ]6 H( U; M- w
15.   0x81,0x02,              /*   Input(data,var,absolute) */
    
16. 
    
17.   // Output Report
    7 k) T5 f- x% P& [
18.   0x95,64,                /*   Report Length (64 REPORT_SIZE) */
    % U" o2 P5 c0 @2 k+ g& T" d
19.   0x09,0x01,              /*   USAGE (Vendor Usage 1) */
    
20.   0x91,0x02,              /*   Output(data,var,absolute) */
    8 `! `1 Z, {1 d
21. 
    
22.   // Feature Report
    
23.   0x95,64,                /*   Report Length (64 REPORT_SIZE) */
    % [. m8 T9 t; F
24.   0x09,0x01,              /*   USAGE (Vendor Usage 1) */
    : V3 z9 X* l  N) u6 Y
25.   0xB1,0x02,              /*   Feature(data,var,absolute) */
    4 F; q* i& x0 ?" P8 ^6 K5 e
26.   /* USER CODE END 0 */
    
27.   0xC0                    /*  END_COLLECTION                     */
    
28. };

复制代码

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

1 a- \; M. |9 [3 [* U) a* J
4 x! F  {( X& y% m我在这个C文件中还实现了一个新的接口函数CUSTOM_HID_InEvent_FS：
' R+ y* z% ~9 _% V$ B8 f% j& |

1. static int8_t CUSTOM_HID_InEvent_FS(uint8_t event_idx, uint8_t state);  /* An extra interface func. */
   9 q, n" h- U1 P% x6 H
2. 
   
3. USBD_CUSTOM_HID_ItfTypeDef USBD_CustomHID_fops_FS =
   
4. {
   
5.   CUSTOM_HID_ReportDesc_FS,
   ; j% F$ |) ^. o
6.   CUSTOM_HID_Init_FS,
   
7.   CUSTOM_HID_DeInit_FS,
   ; C& E( ]$ T# p4 ]
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" */
     w+ x5 `+ q& K+ }2 X
2. 
   0 Z1 N# l7 a' |* O: o  ~* Q9 m
3. static int8_t CUSTOM_HID_OutEvent_FS(uint8_t event_idx, uint8_t state)
   
4. {
   
5.   /* USER CODE BEGIN 6 */
   8 M% g6 Y9 V8 f) a( b, f& Y  ]  v
6.   USBD_OutEvent();        /* OUTPUT REPORT was received. Zach Lee */
   2 n; B9 q2 R* `/ k/ }( K8 G" Y
7.   return (USBD_OK);
   4 @- y3 j7 G# p& E
8.   /* USER CODE END 6 */
   
9. }
   
10. 
    
11. extern void USBD_InEvent(void); /* Implemented in file "device.h" */
    
12. 
    
13. static int8_t CUSTOM_HID_InEvent_FS(uint8_t event_idx, uint8_t state)
    
14. {
    
15.   /* USER CODE BEGIN extra */
    
16.   USBD_InEvent();       /* INPUT REPORT has been sent. Zach Lee */
      b/ l- p) Q: R9 g* m6 v$ \9 J
17.   return (USBD_OK);
    
18.   /* USER CODE END extra */
    
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：
6 M* p+ o6 Z6 \. X2 h0 w& z- o

1. extern void USBD_HID0_Initialize (void);
   7 [- c' C1 W, \3 ^) g
2. 
   , J+ ]4 K! u4 @# Y, \
3. static int8_t CUSTOM_HID_Init_FS(void)
   ! S5 g) T  h/ u$ J1 s
4. {
   
5.   /* USER CODE BEGIN 4 */
   6 }8 y( h3 \  I4 [1 `; z$ u1 P* t
6.   USBD_HID0_Initialize(); /* Initialize USB communication of DAP. Zach Lee */
   1 b2 Q3 H/ `8 E8 F6 n
7.   return (USBD_OK);
   " K1 z, Q0 O7 E
8.   /* USER CODE END 4 */
   
9. }
   
10. 
    
11. extern void USBD_HID0_Uninitialize (void);
    " q. T( z8 Y5 W5 k, L0 P
12. 
    
13. static int8_t CUSTOM_HID_DeInit_FS(void)
    
14. {
    
15.   /* USER CODE BEGIN 5 */
    9 |* @1 k  S& @; E) l
16.   USBD_HID0_Uninitialize(); /* Uninitialize. Zach Lee */
    3 \: a0 ^1 w6 u) p
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：
" a- z; {; G# S( Y0 A1 m) q

1. /**
   
2.   * Replace CMSIS RTOS api
   
3.   */
   2 D' Z9 N2 T4 y- F* s
4. static volatile int osFlags;  /* Use "volatile" to prevent GCC optimizing the code. */
   
5. 
   $ Q7 F5 V8 w" S5 s) t9 `; E- }  v
6. void osKernelInitialize(void)
   
7. {
   
8.   osFlags = 0;
   
9.   return;
   
10. }
    0 V; ]7 x0 a# R6 k% [
11. int osThreadFlagsWait(int mask, int b, int c)
    0 J' a* V5 P' L% e+ O0 b
12. {
    
13.   (void)b;
    
14.   (void)c;
    2 |$ C% r7 J, {% B
15. 
    5 f; D" y3 K/ S0 n6 n8 h- s% @, S
16.   int ret;
    
17. 
    / L. e4 [. s/ F% z
18.   while((osFlags&mask) == 0)
    
19.   {
    : o% R, J$ ?2 L9 R' j& t' G+ F
20.     ;
    " n5 C. W: o  @: p  s& K
21.   }
    + C' w# Q7 [. @( z8 f! n+ A; x
22.   ret = osFlags; osFlags &= ~mask;
    , W5 j( t/ P, i7 w8 [
23.   return ret;
    
24. }
    ; C# A: [( d" e( r+ Q3 H* v* z% p
25. void osThreadFlagsSet(int tid, int f)
    
26. {
    3 X$ N9 @, [1 m! B+ G
27.   (void)tid;
    1 ]  o. a& k  A# v. \1 b% D3 `; c6 Y& X
28. 
    , k' Q% z5 J# @) W$ C1 r
29.   osFlags |= f;
    
30.   return;
    ) G3 Z: O, a# P
31. }

复制代码

函数USBD_Configured和USBD_HID_GetReportTrigger实现如下：

1. intUSBD_Configured(int n){
   + S% W; t+ i2 b/ Y5 ~3 d5 L. |
2.   (void)n;
   
3. 
   . X2 m+ Q( x+ ~8 K* I2 p' a9 V
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. {
   
3.   (void)a;
   4 E' g! O- F$ E% G
4.   (void)b;
   
5. 
   
6.   if (USBD_OK != USBD_CUSTOM_HID_SendReport(&hUsbDeviceFS, report, len))
   7 ]! R1 a  R: @5 s  W3 Q1 S/ \+ l
7.   {
   , u- ?. l" o5 f' ?
8.     ;
   3 }6 \$ n5 C- B; o: ~/ i1 u  p% x0 N
9.   }
   
10.   return;
    
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：
$ |7 w  I6 B9 N1 J, K* ?

1. bool USBD_HID0_SetReport (uint8_t rtype, uint8_t req, uint8_t rid, const uint8_t *buf, int32_t len);
   0 l3 a0 x; y9 E2 J5 h/ o/ ~1 S
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);
   
7. }
   1 [6 n3 ]4 u( o$ d2 K
8. 
   - O5 L' N% p; J$ N) ?( Y+ W+ c* g
9. int32_t USBD_HID0_GetReport (uint8_t rtype, uint8_t req, uint8_t rid, uint8_t *buf);
   ) H5 v+ S  g8 M! E) }/ ^- E
10. 
    
11. void USBD_InEvent(void)
    
12. {
    
13.   int32_t len;
    
14. 
    , ^4 ~; j9 z. W1 a. _) E
15.   USBD_CUSTOM_HID_HandleTypeDef *hhid = (USBD_CUSTOM_HID_HandleTypeDef *)hUsbDeviceFS.pClassData;
    " ?* J3 A  ?! Q, ~$ q, k+ Y  t: j
16.   if ((len=USBD_HID0_GetReport(HID_REPORT_INPUT, USBD_HID_REQ_EP_INT, 0, hhid->Report_buf)) > 0)
    * i% [% z: F) m, I* |6 @" j  n
17.   {
    ; H. _" Y# g' c4 P
18.     USBD_HID_GetReportTrigger(0, 0, hhid->Report_buf, len);
    
19.   }
    ' h+ u, q/ `* \
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：
! J) m/ g- M" C9 u! p: j

1. __STATIC_FORCEINLINE void PIN_DELAY_SLOW (uint32_t delay) {
   5 j9 W0 e( Y! G: k6 n
2.   uint32_t count;
   
3. 
   
4.   count = delay;
   ( Q+ k7 m; f" A/ `6 y( g; |
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？
6 u8 D# s+ o' }& Z

1. __STATIC_FORCEINLINE void PIN_DELAY_SLOW (uint32_t delay) {
   * |7 C  o* V1 v5 k, Q. ?
2.   uint32_t count;
   
3. 
   ) B$ U) [$ k1 _
4.   count = delay;
     s% G* c7 `# t& q
5.   while (--count) {
   * C& Y' |+ p* o
6.     /**
   
7.       * Empty loop will be totally omitted by GCC.
   
8.       * Search "How to prevent GCC from optimizing out a busy wait loop?" @ StackOverflow.
   
9.       * This solution isn't portable. Zach Lee
   
10.       */
    ' w) ]/ W  x! I) l
11.     __ASM("");
    % ~" }6 S& k, P: [3 z6 ?
12.   }
    
13. }

复制代码

至此，相关源码就介绍完毕，源码文件：


# ^( F% C9 ?/ s" q4 [http://wiki.geniekits.com/downloads

# x9 }* Y. B$ K# a
: t0 J/ B) `* M0 L  i2 \, F  W


* D9 ^% s; z0 Y1 P1 e# E


: _) [: _( @: `5 T- b

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
* T$ b/ a# z' O. \) N

谢网友role_2099。
. M) N" O5 ~! Z; s6 G
顺便提一下，从实用的角度来说，我的代码有以下优点：
1. 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 x; S, B- G# Y, G; }) T3 {) a2. 软件有VCP（CDC)功能，有软启动功能。送SWO功能，虽然用的人不多。
. k+ Q: d3 L6 J3. 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。