【经验分享】STM32H7 RL-USB移植（MDK AC5）

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STMCU小助手发布时间：2021-12-30 14:01

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文章简介:	STM32H7 RL-USB移植（MDK AC5）

4.1 初学者重要提示
  学习RL-USB移植前，务必保证已经熟练掌握了RTX5内核的移植
  STM32H7使用MDK RTE环境添加RTX5和RL-USB，需要强制运行一次STM32CubeMX，因为H7已经没有配套RTE经典添加方式，而STM32F4是支持经典方式的，所以无需运行STM32CubeMX，详情可以看我们STM32F4开发板对应的RL-USB教程。
  本章配套例子使用STM32内部RAM模拟一个U盘，使用的MicroUSB接口。
4.2 移植RL-USB整体说明
移植之前，有必要对移植过程有个整体的认识：

  第1步，准备一个RTX5工程模板。
  第2步，移植RL-USB。
  移植RL-USB是采用MDK的RTE环境直接添加。当前H7芯片使用RTX5强制运行STM32CubeMX，所以需要大家提前安装好STM32CubeMX V6.0或者以上版本。
  第3步，处理HAL库时间基准，MPU配置等。
  第4步，创建应用。
总的来说，这4步就可以完成移植，下面将STM32H7的移植步骤和注意事项为大家做个说明。

7 Y* E9 I- e) \8 @/ U9 ]3 [5 b4.3 了解RL-USB模板框架设计
移植RL-USB前，我们优先了解下移植好的RL-USB内核模板，方面大家后面移植：

框图如下：

. Y8 a8 z2 K( {/ d0 J4 N$ q
4.4 第1步，安装指定的MDK软件包
移植新版RL-USB需要大家下载当前最新的MDK软件包版本（如果有最新版，推荐大家用最新版）：

  CMSIS 软件包使用当前最新的：V5.7.0
  STM32H7使用当前最新的：V2.6.0
  STM32F4使用当前最新的：V2.15.0
  STM32CubeMX使用当前最新的：V6.0.x
  ARM_Compiler使用当前最新的：V1.6.3
  RTX5中间件使用当前最新的：V7.12

不管以后MDK的软件包版本如何升级，当前的软件包版本和以后的新版是可以同时安装的，也就是说可以安装多个不同版本，在这里可以选择指定版本：

, \6 `8 k% ?' q' o! n! _" Q4.5 第2步，准备一个工程模板
首先准备好一个简单的裸机工程模板，已经为大家做好：V7-4001_RTX5 Kernal Template，准备好的工程模板如下图所示（大家也可以制作其它任意的工程模板，不限制）：

f; k+ D4 C3 O/ H' p/ b4.6 第3步，添加RL-USB并配置
看这部分内容前，务必保证已经熟练掌握了RTX5教程移植章节的添加方法。

4.6.1 RL-USB相关文件和驱动
CMSIS-Driver分组中添加USB Device驱动：

添加USB驱动：

添加RL-USB并配置：

我们需要的都已经添加好，效果如下：

红色方框里面驱动要隔离出来，隔离后的效果如下（隔离方法看RTX5教程移植章节）：

m) W% y3 O) r7 p, o% k4.6.2 重新添加被隔离的CMSIS-Driver文件
将我们提供的程序模板中制作好的RL-ARM文件夹复制粘贴到大家准备好的工程模板中。

RL-ARM文件夹中有如下七个文件夹，其中只有RL-USB文件夹里面有文件

内容如下，这些文件是来自MDK安装目录：

然后将用到的两个文件添加进来：

4.6.3 重新添加被隔离的HAL库USB文件
文件stm32h7xx_hal_pcd.c，stm32h7xx_hal_pcd_ex.c和stm32h7xx_ll_usb.c被隔离出来了，我们单独在分组HAL_Driver里面添加。除了这三个文件，同时将两个pwr文件也添加进来：

4.6.4 RL-USB配置
添加完毕RL-USB所需的文件后，就是配置RL-USB，具体每个配置所代表的含义，会在后面章节专为大家讲解。

USBD_Config_0.c文件配置：

注意这个文件里面还有一个RL-USB内核线程的优先级配置，当前是将其配置为：

osPriorityAboveNormal：

USBD_Config_MSC_0.h文件的配置如下：

这个文件里面有一个USB MSC任务的优先级配置，当前是将其配置为：osPriorityAboveNormal。

4.7 第4步，强制运行一次CubeMX配置USB
我们这里要强行运行一次STM32CubeMX来自动使能RL-USB的相关宏定义，并配置USB接口使用到的两个引脚PA11和PA12。

打开RTE环境，点击如下按钮：

弹出的STM32CubeMX配置如下：

修改位置1：用于选择仅使用设备。

修改位置2：用于使能USB FS中断。然后点击“GENERATE CODE”

然后弹出如下对话框，点击Close即可，然后关闭STM32CubeMX。

重新回到MDK，会有一个对话框，点击“是”即可：

配置后，就可以看到stm32h7xx_hal_msp.c文件里面对USB引脚做了配置。

4.8 第5步，修改文件USBD_STM32H7xx.C
这个文件开头的头文件顺序要修改，否则编译会出错，原始的顺序如下：

#include "OTG_STM32H7xx.h"4 e( x- M5 o9 r4 w
#include "USBD_STM32H7xx.h") f% U8 J9 l4 `# p6 C
1 Y! `* k0 _0 X2 M
#include "stm32h7xx.h"

复制代码

修改后的顺序如下：

#include "stm32h7xx.h"
$ h& G M5 ^8 q- C7 D" _4 M$ h. \
9 `3 |* p4 H% t& d5 K
#include "OTG_STM32H7xx.h": j4 u3 Z- ]: J6 G3 q9 s
#include "USBD_STM32H7xx.h"

复制代码

4.9 第6步，修改文件stm32h7xx_hal_msp.c
需要在这个文件开头添加一个变量PCD_HandleTypeDef hpcd_USB_OTG_FS，此贴变量会被USB的CMSIS Driver文件所调用。最好将其放在如下位置，防止重新调用STM32CubeMX时将清除掉：

4.10 第7步，修改文件includes
添加USB头文件：#include "rl_usb.h"

#ifndef  __INCLUDES_H__
#define  __INCLUDES_H__

/*
*********************************************************************************************************
*                                        标准库
*********************************************************************************************************
*/
#include  <stdarg.h>
#include  <stdio.h>
#include  <stdlib.h>
#include  <math.h>

/*
*********************************************************************************************************
*                                        其它库
*********************************************************************************************************
*/

/*
*********************************************************************************************************
*                                        OS和系统库
*********************************************************************************************************
*/
#include "cmsis_os2.h"
#include "rl_usb.h"

/*
*********************************************************************************************************
*                                        宏定义
*********************************************************************************************************
*/

/*
*********************************************************************************************************
*                                     APP / BSP
*********************************************************************************************************
*/
#include "bsp.h"

/*
*********************************************************************************************************
*                                        变量和函数
*********************************************************************************************************
*/
/* 方便RTOS里面使用 */
extern void SysTick_ISR(void);

#define bsp_ProPer1ms  SysTick_ISR

#endif

/***************************** 安富莱电子 www.armfly.com (END OF FILE) *********************************/
4.11 第8步，添加两个应用文件
为了验证移植的USB是否成功，我们这里使用内部RAM模拟一个U盘。需要添加的两个文件在MDK安装目录里面。方便起见，大家可以直接从本章配套例子里面复制粘贴（这两个文件位于User文件夹），添加后的效果如下：

4.12 第9步，添加头文件路径
添加头文件路径：

4.13 第10步，创建应用任务（重要，注意启动任务）
应用程序比较简单，大家可以直接复制本章教程配置例子的main.c文件中的内容到自己工程里面测试。主要创建了如下几个任务：

AppTaskUserIF任务 : 按键消息处理。

AppTaskLED任务 : LED闪烁。

AppTaskMsgPro任务 : 消息处理，暂未使用。

AppTaskStart任务 : 启动任务，也是最高优先级任务，这里实现按键扫描。

osRtxTimerThread任务: 定时器任务，暂未使用。

任务栈大小和任务控制块定义如下：

/*1 n' T, B4 t/ W/ o" g
**********************************************************************************************************+ u( D8 ^% s6 s* A5 d& w
变量
: f& T# W; t& B) ~
**********************************************************************************************************. s3 I" K( k3 b
*/
# O) b( ]/ y& |& p4 w' \3 n
/* 任务的属性设置 */: a6 O2 O# s3 E: _; _6 n
const osThreadAttr_t ThreadStart_Attr =
* H! O, A$ f2 s& a; \( i" B
{) D( z( C' ^3 q q) a* G% b5 w% ~1 H# p
/* 未使用 */* A9 G8 M" s+ m! [3 J# D
// .cb_mem = &worker_thread_tcb_1,$ N `8 E- A' Q4 g6 P
// .cb_size = sizeof(worker_thread_tcb_1),
$ _, G H. }% _8 M# C- r( s
// .stack_mem = &worker_thread_stk_1[0],
! Z6 [7 P6 f- j+ J" A e% a
// .stack_size = sizeof(worker_thread_stk_1),
! h S4 @. P& W C- A
// .priority = osPriorityAboveNormal,& r$ [- [/ i9 {8 ^
// .tz_module = 0 i$ D6 d5 J, y9 y ]5 j) C
# P& d9 h0 v3 e/ k. d( W
.name = "osRtxStartThread",
3 A) I( q. C1 }6 c3 s
.attr_bits = osThreadDetached, , a$ W# {$ |* ?" d7 e7 G
.priority = osPriorityNormal4,+ H0 V+ e6 _, m% h
.stack_size = 2048, s+ M, p {2 t9 K2 ^9 p* M
};/ e7 K& u. U7 e
2 e0 `2 y; `* a0 S5 V$ d- t
const osThreadAttr_t ThreadMsgPro_Attr =
8 b! g0 s- h. p9 b; c! k$ l5 n
{4 m9 [; x; I/ t4 y4 E9 J: @- O
.name = "osRtxMsgProThread",0 w0 P5 D5 Q) L5 J6 } k) e
.attr_bits = osThreadDetached,
' Q- R- v+ K) s0 `- P; q( K. H
.priority = osPriorityNormal3,: d; m, r/ h4 i6 b3 Q0 z
.stack_size = 1024,- w, k$ {4 I& u+ A" D7 P. B
};3 B }" @7 n# W$ x1 F* I+ ]6 e, D
2 H$ f- H4 d/ d! O* h( N
const osThreadAttr_t ThreadLED_Attr = 0 c' L5 v t) h- m% Q0 U0 g- H% n9 F
{
: m$ H4 z2 r7 Y, v0 E. A/ T* K7 ^
.name = "osRtxLEDThread",
+ W& x7 J9 I' ^; H
.attr_bits = osThreadDetached,
. x0 d; P. F) W) C2 j4 w6 a& t
.priority = osPriorityNormal2,
" K7 g2 U9 F/ l% b" K9 Z3 B9 ?
.stack_size = 512,
2 J" `. e, W7 z* R* L$ }8 ` }# r
};; L$ g' m/ e/ Z) u/ M4 q
1 P2 J8 Q% [8 w0 G# m( o& b4 @
const osThreadAttr_t ThreadUserIF_Attr =
; P0 g* v5 s& Q {; \
{
2 e- j; L I, V4 G7 K/ J# W
.name = "osRtxThreadUserIF",, H' h; D! t4 v
.attr_bits = osThreadDetached, " w7 U# n/ J- J& G6 r
.priority = osPriorityNormal1,$ {+ H+ [$ F, b/ e! }
.stack_size = 1024,
! h1 N- A, v; w: X, f; o- a' ]
};

复制代码

任务创建：

/*
8 k: w* c k' B
*********************************************************************************************************& a5 q3 F$ b+ [! B9 B. d1 i1 z/ t
* 函数名: main
* R$ x: x |. B+ V8 A) q
* 功能说明: 标准c程序入口。% y, s; [! l- w& o2 K. z& v0 E. m
* 形参: 无$ B5 x$ ^5 b. B3 M- ]* i7 u" z; i
* 返回值: 无
# {; ?# Y$ X0 O, D! H
*********************************************************************************************************
9 i' q4 Y2 ^$ ]: K, V
*/
J/ {2 m( E3 d9 F! j
int main (void) 1 ]* u; S, z7 l, {0 \3 r$ Q7 W
{
. e/ ~' l' D5 [
/* HAL库，MPU，Cache，时钟等系统初始化 */
3 Y/ ]) l }$ b6 Y6 x# F( t8 U
System_Init();
$ d3 i# }7 V5 b- `" ?% [
2 K6 U, D; ^/ o3 `. N% R) ^
/* 内核开启前关闭HAL的时间基准 */% Y" f1 e3 h# t8 G
HAL_SuspendTick();
; R0 _( b( z7 A& t0 y
' t6 Z" v& N. g8 E% P
/* 内核初始化 */: h) T) @$ B" M6 T/ x
osKernelInitialize();
& P4 E6 f# f9 W% M# _) `0 S
7 \8 x! c5 m% S! g, d
/* 创建启动任务 */8 q- H9 t! x2 K
ThreadIdStart = osThreadNew(AppTaskStart, NULL, &ThreadStart_Attr);
; C7 B9 I1 o- g* E: U1 Y
6 a$ X0 B6 B4 T" o$ |6 t; P# Z, F
/* 开启多任务 */
: u( F1 F3 U5 h
osKernelStart();4 f9 V# T# a* ~: Q* L+ _
. N( v3 m' O) v; z1 ^3 A. g w
while(1);$ x3 a, ^2 J$ F! p$ H V
}
0 n% [3 Y5 l4 P
' }. x6 ?0 w/ E$ a
/** w! h! a& `' x6 ^- i
*********************************************************************************************************
* S/ j) q0 W0 m2 ^
* 函数名: AppTaskCreate
% t0 r. C8 x ~. z6 m$ L
* 功能说明: 创建应用任务! U2 D' l7 g- q3 t6 f) V
* 形参: 无
5 W1 r0 V4 Y( _* X I9 [) H5 V! d
* 返回值: 无
4 H4 O0 o! k# g5 |# H( K
*********************************************************************************************************" g3 n# Q# P3 w( h
*/8 p% q7 Q, T' Q. ^& \* Q
static void AppTaskCreate (void)" _# o9 F' ~5 u( U: Z- r8 w0 F
{" R: T( e9 O# ^! a; _ ], U
ThreadIdTaskMsgPro = osThreadNew(AppTaskMsgPro, NULL, &ThreadMsgPro_Attr);
5 j1 m/ j/ @9 q
ThreadIdTaskLED = osThreadNew(AppTaskLED, NULL, &ThreadLED_Attr);
; q! Q6 \6 @ |4 A: f
ThreadIdTaskUserIF = osThreadNew(AppTaskUserIF, NULL, &ThreadUserIF_Attr); 3 y+ U0 Q* R6 b: w
}

复制代码

这里我们重点看下启动任务，主要做了五个工作：

  外设初始化bsp_Init。
  任务创建AppTaskCreate。
  初始化USB并连接电脑。
  需要周期性处理的程序bsp_ProPer1ms，对应裸机工程调用的SysTick_ISR。这个的实现非常重要，这样之前裸机里面使用的API，就可以直接在RTX5里面直接调用。

/*4 ?% f, l9 j: j" W5 @/ J" v8 l( \
*********************************************************************************************************" ?$ N6 O- G! J, d( r' A# O
* 函数名: AppTaskStart X. B+ I3 Y8 V9 G; i' a
* 功能说明: 启动任务，这里用作BSP驱动包处理。
, ]& o9 E; q5 g
* 形参: 无1 ~$ v9 T& ?/ o3 w( t5 _
* 返回值: 无2 `$ P" |5 h. H$ y
* 优先级: osPriorityHigh4 # ^9 v) }3 A) U5 o2 |& |
*********************************************************************************************************
" S/ O, K) D T' G
*/. [5 ?8 d z3 R5 m$ t
void AppTaskStart(void *argument)
; S! w y0 Z+ P
{# Q6 S. L9 C4 j) t
const uint16_t usFrequency = 1; /* 延迟周期 */; e2 [4 L! ~( r& u: Y1 g
uint32_t tick;
# k) z* @' w0 g+ m* @4 w
* A1 ^$ }+ [' S- ]! S Q* }0 L; `
/* 初始化外设 */9 Z. V5 R# F# j" X: J* A4 }8 H! p
HAL_ResumeTick();
6 ^3 ^* X& q, v, z9 N7 I# Y
bsp_Init();
. g" h8 C* v, ]
( H9 V7 N7 r& c7 K' d, e9 ]
/* 创建任务 */
3 a6 {$ W0 \! |% Q6 \
AppTaskCreate();! x8 L1 l8 u+ S S0 p( ~! ~
( {7 f/ w9 _2 e7 ]' Y$ U ?+ Y6 F
USBD_Initialize(0U); /* 初始化USB设备 */0 a2 I, R2 Y4 E" m& Q
USBD_Connect (0U); /* USB设备连接 */. Z& F( E! S3 @1 O
9 s; B; x; V8 U
/* 获取当前时间 */
) V3 i' h. b- T+ i' s1 e& l
tick = osKernelGetTickCount(); : K+ c8 l! S F' P/ y5 ?% }" h
5 R' V+ d6 B, y+ Y
while(1)/ p+ a- a( y" p) R
{- C1 {0 d& U0 V( @( S
/* 需要周期性处理的程序，对应裸机工程调用的SysTick_ISR */, d& D; p% `: M
bsp_ProPer1ms();
# y5 \% D6 F9 u& B& _* P
$ ~- i# I \- O% @+ |
/* 相对延迟 */2 X5 {1 y8 k$ [) Z1 I
tick += usFrequency; ; v/ D7 a$ l( Z" ]2 A( E8 _/ I" r$ K! H
osDelayUntil(tick);
M( R- n1 \1 m$ X
}2 V0 f, ^" _: l, S# h
}

复制代码

4.14 常见移植错误总结
编译后提示如下错误：
error: 'Driver_USBD.h' file not found

解决办法是将新版 CMSIS 软件包里面 Driver 文件夹全部复制到自己所创建工程里面的 CMSIS文件夹下，并添加路径：

提示如下错误
unknown type name 'HAL_StatusTypeDef'

解决办法：本章4.8小节。

4.15 使用的MicroUSB接口并注意跳线帽设置
本周教程移植的例子使用内部RAM模拟了一个U盘，效果如下：

注意使用的是MicroUSB接口：

注意板子左下角跳线帽的设置：

这里是用于选择CAN1 TX使用PB9或者PA12引脚，CAN1 RX使用PB8或者PA11引脚。大家这里可以什么都不接，或者CAN1 TX通过跳线帽短接PA12，CAN1 RX通过跳线帽短接PA11。切记不可以短接到PA12和PA11引脚上，USB要使用这两个引脚。

4.16 实验例程
本章节配套了如下几个例子供大家移植参考：

V7-4001_RTX5 Kernal Template

RTX5内核模板。

V7-4002_RL-USB Template

RL-USB工程内核模板，使用内部RAM模拟了一个U盘。

MDK进入调试状态后，选择周期更新：