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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  Q  U, V2 V" Z  `" c: y
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。
$ \6 T, A8 X( O% B0 P& R1 ^) q
" D, c0 K) v0 C

8 y8 B: j' b% A! P8 T2问题的分析9 K5 W, E9 T9 B* j! \
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:0 a6 Q* L3 c0 E4 ~6 X: a
GitHub - STMicroelectronics/stm32h5-classic-coremw-apps: Provide a set of applications for STM32H5xx series based on the STM32 Classic Core Middleware libraries 0 m( @5 S: l- I$ I& `5 E4 W  o
GitHub - STMicroelectronics/stm32u5-classic-coremw-apps: Provide a set of applications for STM32U5xx series based on the STM32 Classic Core Middleware libraries
. U" k/ \+ }* d9 Z! b3 s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。
% F* j" @. o/ \7 Q  T: n
8 ?$ S- w) p' k$ z. l, M
" f3 [$ U, K+ Y
3Classic USBD CDC驱动的移植8 ]8 p4 s) U( I6 }- ?
3.1 解压缩编译验证原始工程
; i, t! S& f4 U& q对原始的H5例程进行编译,发现报如下错误:  v1 j9 r% H5 _
12.png
根据错误的说明,查看会发现下载的示例工程里面 :
6 U; m% `# Z' U) }$ N1 Y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);
$ Q& h6 N, J  s  g库文件STM32_USB_Device_Library 也为空,建议从github上下载:7 ^! f! _# y/ j6 `2 A7 q
GitHub - STMicroelectronics/stm32_mw_usb_device: Provides the USB Device library part of the STM32Cube MCU Component "middleware" for all STM32xx series.
9 D/ j; m7 P, c# B/ t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。
2 w4 x0 i" t2 h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。
5 o2 D7 w/ F5 g/ P0 ]) e
13.png
3.2 屏蔽掉USB PD相关的操作
, V7 K$ q, f) g( |) M基于此,我们准备开始新建CDC的例程。
! y+ |( u/ H# F. p. o5 K
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。5 ]" t) B0 @* ?3 y1 R3 Q) t
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:& J8 ?& `5 b1 P( c& e
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:
% S4 d! d- r5 s. S
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。
9 n5 B. A& R0 f/ \( H: v( m  ]+ O$ j( V4 B5 X

* p" e; \- z" v- q% T3.3.实现USB CDC的枚举3 c* Y0 E# c' c9 S0 P9 t) L
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:
1 h8 t$ z3 S8 F/ A7 k
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:
! F4 a1 {# J# h4 ~4 H/ \+ @
18.png
对于第三个错误,将下面代码! t! x  o8 d0 v$ g! r& d+ `
19.png
替换如下即可:# \& D- F" k* I& |, h1 r
20.png
解决好这些错误,我们再运行,会发现:9 V! F3 d3 M# @3 c/ ~% }
21.png
右击显示错误是:
, R# x+ J7 o* r0 M/ P. p
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:
" J+ A0 P# J; P3 ]
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;
$ v) G& E4 @5 }, n$ N! }
24.png
此时再编译,发现设备管理器已经能够识别出端口了,6 M0 _0 q, W* d( @; T- c- L: _# a
25.png
但是停下程序,发现程序进入了hardfault;. K: W; G, a- }  g3 h2 _" c- U
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。
2 H. F0 U( o0 A, J$ v
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。& p4 B! p# I- i6 s7 J; r$ J
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。
! H1 n3 ~. I5 H2 t* H$ [' F
29.png
4验证USBD CDC通信7 @0 b9 v+ T0 @* @% j2 @9 i( u
简单的验证64个字节之内的发送与接收,修改函数如下:
1 x) b% N: {+ H6 H, R
30.png
( K: @" P5 U5 p6 h
5 P& R. P9 @) Z  X; ]; W
测试如下:
9 o7 O9 C* n/ g
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!1 z5 W6 V# p' [$ T- o% l7 }4 M$ A
7 O$ y6 N# Y- }! W; w% M: [
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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