【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。

4.3 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：

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：

4.5 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）：

4.6 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）：

4.6.2 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"
#include "USBD_STM32H7xx.h"
#include "stm32h7xx.h"

复制代码

修改后的顺序如下：

#include "stm32h7xx.h"
#include "OTG_STM32H7xx.h"
#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：

/*
**********************************************************************************************************
变量
**********************************************************************************************************
*/
/* 任务的属性设置 */
const osThreadAttr_t ThreadStart_Attr =
{
/* 未使用 */
// .cb_mem = &worker_thread_tcb_1,
// .cb_size = sizeof(worker_thread_tcb_1),
// .stack_mem = &worker_thread_stk_1[0],
// .stack_size = sizeof(worker_thread_stk_1),
// .priority = osPriorityAboveNormal,
// .tz_module = 0
.name = "osRtxStartThread",
.attr_bits = osThreadDetached,
.priority = osPriorityNormal4,
.stack_size = 2048,
};
const osThreadAttr_t ThreadMsgPro_Attr =
{
.name = "osRtxMsgProThread",
.attr_bits = osThreadDetached,
.priority = osPriorityNormal3,
.stack_size = 1024,
};
const osThreadAttr_t ThreadLED_Attr =
{
.name = "osRtxLEDThread",
.attr_bits = osThreadDetached,
.priority = osPriorityNormal2,
.stack_size = 512,
};
const osThreadAttr_t ThreadUserIF_Attr =
{
.name = "osRtxThreadUserIF",
.attr_bits = osThreadDetached,
.priority = osPriorityNormal1,
.stack_size = 1024,
};

复制代码

任务创建：

/*
*********************************************************************************************************
* 函数名: main
* 功能说明: 标准c程序入口。
* 形参: 无
* 返回值: 无
*********************************************************************************************************
*/
int main (void)
{
/* HAL库，MPU，Cache，时钟等系统初始化 */
System_Init();
/* 内核开启前关闭HAL的时间基准 */
HAL_SuspendTick();
/* 内核初始化 */
osKernelInitialize();
/* 创建启动任务 */
ThreadIdStart = osThreadNew(AppTaskStart, NULL, &ThreadStart_Attr);
/* 开启多任务 */
osKernelStart();
while(1);
}
/*
*********************************************************************************************************
* 函数名: AppTaskCreate
* 功能说明: 创建应用任务
* 形参: 无
* 返回值: 无
*********************************************************************************************************
*/
static void AppTaskCreate (void)
{
ThreadIdTaskMsgPro = osThreadNew(AppTaskMsgPro, NULL, &ThreadMsgPro_Attr);
ThreadIdTaskLED = osThreadNew(AppTaskLED, NULL, &ThreadLED_Attr);
ThreadIdTaskUserIF = osThreadNew(AppTaskUserIF, NULL, &ThreadUserIF_Attr);
}

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。

/*
*********************************************************************************************************
* 函数名: AppTaskStart
* 功能说明: 启动任务，这里用作BSP驱动包处理。
* 形参: 无
* 返回值: 无
* 优先级: osPriorityHigh4
*********************************************************************************************************
*/
void AppTaskStart(void *argument)
{
const uint16_t usFrequency = 1; /* 延迟周期 */
uint32_t tick;
/* 初始化外设 */
HAL_ResumeTick();
bsp_Init();
/* 创建任务 */
AppTaskCreate();
USBD_Initialize(0U); /* 初始化USB设备 */
USBD_Connect (0U); /* USB设备连接 */
/* 获取当前时间 */
tick = osKernelGetTickCount();
while(1)
{
/* 需要周期性处理的程序，对应裸机工程调用的SysTick_ISR */
bsp_ProPer1ms();
/* 相对延迟 */
tick += usFrequency;
osDelayUntil(tick);
}
}

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：