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实战经验 | STM32H5 USBD Classic驱动 CDC移植

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STMCU小助手 发布时间:2024-11-13 11:29
1问题发生的背景
" z: R& m2 u; k1 R! |细心的用户可能会发现,使用到我们最新的STM32CubeMX 6.9.1对STM32H5的 USB外设进行配置的时候,只能用USBX,而以前的Classic USB库不能选择了。由于USBx 是基于Threadx OS的,客户更多的希望是裸机版本的,所以在这儿给大家提供一个移植的方法。1 x9 T" ~9 c  v
# Z/ d& _( B) v
( M2 s: f. A2 L8 c3 x
2问题的分析% N; j$ d8 E0 V1 ^% g3 n9 y: m! k
虽然在STM32CubeMX 6.9.1上不能使用经典的Classic USB驱动了,但是实际上在 github上,仍能发现一些可用的资源供参考:/ @9 q( o0 P0 p" E8 T) X
GitHub - STMicroelectronics/stm32h5-classic-coremw-apps: Provide a set of applications for STM32H5xx series based on the STM32 Classic Core Middleware libraries
/ w" k  `( k  |% G2 d8 oGitHub - STMicroelectronics/stm32u5-classic-coremw-apps: Provide a set of applications for STM32U5xx series based on the STM32 Classic Core Middleware libraries+ z# {# [) q' o
下载这两个链接,发现H5例程里面仅仅有Classic USB driver的HID例程,并没有 CDC的,但这对于我们想要移植来说,已经足够了。* b. z8 Q0 n1 i2 a
5 k" z: l) f4 y6 c2 a* p

9 l9 y* {/ j: F- h, ?/ L3Classic USBD CDC驱动的移植% g( i+ |+ C2 T7 o8 p- i) J
3.1 解压缩编译验证原始工程9 }: U% W7 j, ?$ y. `- l- K
对原始的H5例程进行编译,发现报如下错误:
" e5 i7 G* U% E% s
12.png
根据错误的说明,查看会发现下载的示例工程里面 :
2 X; {, y& j3 M1 j9 Q6 ~8 ?驱动相关文件夹……\stm32h5-classic-coremw-apps-main\Drivers 里内容是空的;解决方法:建议将最新版本的STM32CubeH5 lib里面的Drivers全部拷贝即可(含有 BSP、CMSIS、STM3H5xx_HAL_Driver);! o( q/ e. q+ U: P$ f
库文件STM32_USB_Device_Library 也为空,建议从github上下载:
6 m1 C6 a. I: R* Z& yGitHub - STMicroelectronics/stm32_mw_usb_device: Provides the USB Device library part of the STM32Cube MCU Component "middleware" for all STM32xx series.
2 {# U, z0 R" Q7 x+ O1 S$ L解压后,再复制stm32_mw_usb_device-master内的Core,Class的文件夹到 \stm32h5-classic-coremw-apps-main\Middlewares\ST\STM32_USB_Device_Library,编译通过,无错误。
4 p  T0 y! t; M2 C4 u) a( w下载工程到NUCLEO H563运行,通过设备管理器能找到相应的HID设备,测试按一 下USER BUTTON按键,则鼠标也会跟着横向移动一步。" G! S8 h- D# X, R4 o0 d. q
13.png
3.2 屏蔽掉USB PD相关的操作
4 m2 F  D: I1 S: I& _- t& M基于此,我们准备开始新建CDC的例程。
* i# Y$ f1 U; Q4 c+ f
14.png
细心的朋友,通过上述的列表结构,我们可以比较清楚的看到需要调整的文件:usb_device.c、usbd_desc.c、usbd_conf.c, usbd_hid.c 及其相应的头文件,另外比较显眼的是使用到的USB PD的库;这个库与USB库没有耦合关系,主要是因为我们相关开发板上USB接口使用的Type C,为了符合目前USB标准的相关协议规定,需要添加PD功能,如果客户不打算通过相关USB 标准,则这个PD功能可以移除。8 x0 Z4 z/ ?4 T5 [: Q. v+ I
为了更简便的在H5上移植USB Device外设,我们将PD功能相关的库去除(如上图红色框),并屏蔽User Code部分关于USBPD的处理并解决编译错误. Main 函数可以简化为如下:
; a- S* o6 X0 Q! I/ s' t# ~+ ^3 }
15.png
在USBPD的相关初始化操作里,和USB相关的就是其调用USBD_Start函数,由于移除了 USB PD,所以我们需要添加USBD_Start函数,如下图:/ [) K8 b% u- y! J0 B$ b3 I! a  I
16.png
这时候,编译下载程序,仍然能正确的操作HID类及演示User Button功能。
- T: u7 K, e% N5 A  R) ^& G+ h! N8 Y: l. R: g. {' o/ W

, j9 R: Q" J9 D0 ^+ K3 K3.3.实现USB CDC的枚举: g4 P5 K0 b& e7 F3 o
即使目前使用的是HID类,但是不同USB类,对应枚举的实现其实是一样的,所以,第一步:将usbd_hid.c 移除,项目工程中加入\stm32_mw_usb_device master\Class\CDC\Src 中的 usbd_cdc.c,并修改相应头文件名称和路径,解决编译问题;另外,由于移除了usbd_hid.c文件,所以在应用层也需要并屏蔽掉HID相关的应用层操作;主要比如HAL_GPIO_EXTI_Rising_Callback(),然后编译,会遇到下面3个错误:) h  w0 p8 |2 n* u) X
17.png
对于第一个错误,USBD_ClassTypeDef USBD_HID 修改为USBD_ClassTypeDef USBD_CDC,用USBD_CDC替换对应的USBD_HID解决USBD_HID的未定义的问题;对于第二个错误,修改PMA,因为CDC 类和HID使用到USB端点资源的不同,所以修改如下:
! a0 Q" y  [4 ?
18.png
对于第三个错误,将下面代码
- ^' x, O  x4 p: Z6 J% O$ k! T' n
19.png
替换如下即可:
! H5 Y6 p& t8 k+ T# e; X' ]5 o
20.png
解决好这些错误,我们再运行,会发现:7 x1 g  e; `, w  Q9 p5 @
21.png
右击显示错误是:
1 p2 Y# E3 ~5 Z
22.png
其实我们清楚,移植到这一步,肯定还是有问题的,至少我们CDC类的描述符还没有修改过来。第二步:修改usbd_desc.c文件,对于这些标准的USBD Class,可以在我们之前Classic USB 例程中寻找一个,在这里用上面提到的U5的示例;……\stm32u5-classic-coremw-apps-main\Projects\NUCLEO-U575ZI Q\Applications\USB_Device\CDC_Standalone\USB_Device\App 直接替换掉之前 HID 的 usbd_desc.c 和对应头文件,编译并出现:! y( s4 d  g# E5 X: P9 z) r
23.png
解决方法就是将下图中的HID_Desc修改为对应的名称,这儿用到的是CDC_Desc;) p. k+ }( W6 }! z! T
24.png
此时再编译,发现设备管理器已经能够识别出端口了,
( m7 c9 o& M* `* P' Z% ], x/ Y
25.png
但是停下程序,发现程序进入了hardfault;
' m  ]" q  Z, H8 U9 r9 w' A
26.png
程序显示在init physical interface 时出现问题,此时我们回过头,会发现我们并没有注册USB 接口:解决方法,将:C:\TEMP\stm32h5-classic-coremw-apps main\Middlewares\ST\STM32_USB_Device_Library\Class\CDC usbd_cdc_if_template.c 和对应头文件添加入项目工程,并添加注册接口interface的函数。
' L5 F) x! T3 J  f! ^5 X" u  y( i1 [
27.png
解决编译错误,然后运行,就会发现hardfault问题解决了;但是好事多磨,运行后,会发现能枚举成功,但是USB CDC的驱动安装不成功,会出现黄色小感叹号。
7 r# ~+ u0 g" A
28.png
常规的,我们解决这个感叹号的问题:首先IAR编译其对应的MCU的脚本文件icf文件中的 heap 改大些,保险一点0x1000(有些USB 类如Audio可能需要更大),发现没有起作用。经调试对比,在如下函数内添加如下代码,并解决编译问题后,即可正确安装驱动。
: P1 J+ @! r& v' d9 ?* b
29.png
4验证USBD CDC通信) u& F& I$ Q3 m2 P  A
简单的验证64个字节之内的发送与接收,修改函数如下:7 M" g7 D5 Q6 b* P2 I! B$ R
30.png
( C  ], V* y5 S6 l7 z* Y4 y

+ ?1 g1 V2 l6 {& g. u测试如下:9 U/ t0 s% z! c# n  {
31.png
当然,这儿仅仅是一个简单的移植,验证CDC通信,对于实际的项目中的通信逻辑,发送包长,可以对照之前的Classic USBD CDC例程自行根据需要添加修改即可!
7 k( D" M% E( D* V, M# P5 ?6 J: ?' Z
/ p' F2 c$ D: _3 [5 C4 l
收藏 评论1 发布时间:2024-11-13 11:29

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1个回答
jundao721 回答时间:2024-11-13 14:54:48

还没碰到,先学习。

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