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STM32 USB 问题汇总(转)
阅读量:5106 次
发布时间:2019-06-13

本文共 10853 字,大约阅读时间需要 36 分钟。

源:

汇总1:STM32的USB例程修改步骤,来自

 

以下是笔者将ST的Custom_HID例程修改为“自定义USB设备”例程时总结出来的,因为笔者也是刚刚学USB开发不久,某些方面理解错误在所难免,请各位大虾指正。

一、usb_desc.c文件

根据你程序使用的通信方式修改。usb_desc.h文件中定义要根据usb_desc.c文件中的数组的大小;ConfigDescriptor[SIZ_CONFIG_DESC]下添加需要处理的端点;根据需要添加或删除报告描述符(主要用于HID)和CDC接口描述符(主要用于实现USB转串口)等。具体方法可以下载个“电脑圈圈”使用D12编写的例子。

二、Usb_conf.h文件:

1、修改需要处理那些中断

CNTR_CTRM     处理数据正确传输后控制,比如说响应主机

CNTR_DOVRM   /* DMA OVeR/underrun Mask */

CNTR_ERRM     /* ERRor Mask */

CNTR_WKUPM 0  /* WaKe UP Mask */

CNTR_SUSPM    /* SUSPend Mask */

CNTR_RESETM   主要处理USB复位后进行一些初始化任务

CNTR_SOFM     /* Start Of Frame Mask */

CNTR_ESOFM    /* Expected Start Of Frame Mask */

如:

usb_conf.h中的#define IMR_MSK (CNTR_CTRM | CNTR_SOFM | CNTR_RESETM )是决定USB_CNTR寄存器中的那个USB相关中断启动还是屏蔽。

 

2、根据需要增加端点缓存地址,要根据缓存区的地址修改,防止数据重叠

如下为根据每个缓冲区的大小为64字节修改:

#define ENDP1_TXADDR        (0xC0)

#define ENDP1_RXADDR        (0xD0)

#define ENDP2_TXADDR        (0x100)

#define ENDP2_RXADDR        (0x140)

#define ENDP3_TXADDR        (0x180)

#define ENDP3_RXADDR        (0x1C0)

 

3、修改/* CTR service routines */下的EPX_IN_Callback和EPX_OUT_Callback。注释掉需要处理的函数。NOP_Process表示不处理。

 

三usb_prop.c文件

1、修改void XX_Reset(void)(如:void Joystick_Reset(void))

一般/* Initialize Endpoint 0 */的不用修改,如下为举例说明端点1的初始化,其他端口原理一样。

SetEPType(ENDP1, EP_INTERRUPT);//设置端点1类型

/*EP_BULK  批量端点

EP_CONTROL 控制端点

EP_ISOCHRNOUS 同步端点

EP_INTERRUPT 中断端点*/

SetEPTxAddr(ENDP1, ENDP1_TXADDR); //设置端点1缓冲区基地址

SetEPTxCount(ENDP1, 64);// 配置Tx 缓冲计数器

SetEPRxStatus(ENDP1, EP_RX_DIS);// //设置端点接收关闭

SetEPTxStatus(ENDP1, EP_TX_NAK);// //设置端点1发送不应答

/*

#define EP_RX_DIS      (0x0000) // EndPoint RX DISabled 端点接收关闭

#define EP_RX_STALL    (0x1000) // EndPoint RX STALLed 端点接收延迟

#define EP_RX_NAK      (0x2000) // EndPoint RX NAKed 端点接收不应答

#define EP_RX_VALID    (0x3000) // EndPoint RX VALID端点接收有效

#define EP_TX_DIS      (0x0000) //EndPoint TX DISabled

#define EP_TX_STALL    (0x0010) // EndPoint TX STALLed

#define EP_TX_NAK      (0x0020) // EndPoint TX NAKed

#define EP_TX_VALID    (0x0030) // EndPoint TX VALID */

 

2、删除不相干的描述符等。

如自定义的USB设备就不需要以下结构体初始化:

ONE_DESCRIPTOR Joystick_Report_Descriptor

ONE_DESCRIPTOR Mouse_Hid_Descriptor

 

3、修改RESULT XX_Data_Setup(u8 RequestNo)的数据类请求处理。

如Custom_HID例程修改为“自定义USB设备”例程时可以将以下代码删除

if ((RequestNo == GET_DESCRIPTOR)

      && (Type_Recipient == (STANDARD_REQUEST | INTERFACE_RECIPIENT))

      && (pInformation->USBwIndex0 == 0))

  {

 

    if (pInformation->USBwValue1 == REPORT_DESCRIPTOR)

    {

      CopyRoutine = Joystick_GetReportDescriptor;

    }

    else if (pInformation->USBwValue1 == HID_DESCRIPTOR_TYPE)

    {

      CopyRoutine = Joystick_GetHIDDescriptor;

    }

 

  }

 

4、删除不相干的获得描述符返回函数

如自定义的USB设备就不需要以下函数:

Joystick_GetReportDescriptor

Joystick_GetHIDDescriptor

 

 

四、usb_endp.c文件

1、增加之前定义的中断数据处理函数

如:

void EP1_OUT_Callback(void)

{

       这些写接收代码

}

 

五、数据发送和接收,举例说明

1、数据接收

u8 DataLen;

  DataLen = GetEPRxCount(ENDP1);

  PMAToUserBufferCopy(TX1_buffer, ENDP1_RXADDR, DataLen);

  SetEPRxValid(ENDP1);

  USART1_Send(DataLen);

  count_out = 1;

 

2、数据发送

UserToPMABufferCopy(InBuffer, GetEPTxAddr(ENDP1), 64);

SetEPTxCount(ENDP1, 64);                    

SetEPTxValid(ENDP1);

===========================================================================

汇总2:STM32 USB 程序将BULK EP改成双缓冲机制后,一直狂飚到了1MB/S!来自:http://www.powermcu.com/bbs/viewthread.php?tid=693

前天测试自己编写的USB驱动程序时候发现从主机到STM32的OUT传输(主机到设备)速率竟然只有最高33KB/S,实在是晕死了。经过研究后发现是驱动程序中设置的PIPE MaxTransferSize参数的关系,原先设置64只能33KB/S,后参考其他USB设备驱动程序的值,设置成了65535,再测试USB OUT的速度,达到了500KB/S,终于解决了驱动程序的瓶颈。不过算下USB 2.0全速的通讯速率是12Mb/S,排除掉CRC、令牌、SOF等等开销怎么也应该不止最大500KB/S啊。到网上看了看,基本上应该能达到600KB/S~700KB/S以上,我现在的速度应该还有很大的提升才是。    

看看程序,发现

void EP3_OUT_Callback(void)//EP3 OUT的回调函数,当EP3接收到数据时候中断调用该函数 {    count_out = GetEPRxCount(ENDP3);//获得接收到的数据长度   PMAToUserBufferCopy(buffer_out, ENDP3_RXADDR, count_out);//将数据从USB EP3 RX的缓冲区拷贝到用户指定的数组中  SetEPRxValid(ENDP3); //完成拷贝后置有效状态,从而EP3发送ACK主机可以进行下一个数据包的发送 }

    试着将PMAToUserBufferCopy这句注释掉(这样STM32就不处理接收到的数据了)后再测试速度,惊奇地发现速度竟然达到了997KB/S!晚上仔细想了想,数据肯定是要使用的,这个数据拷贝的过程的时间消费总是少不了的;由于通常情况下USB设备BULK数据接收的步骤就是:接收到数据,置NAK->将缓冲区数据拷贝到用户区(用户处理过程)->发ACK通知主机完成了完整的接收可以发送下一个->主机发送下一个,按照以上的步骤USB接收一步步的进行,只要STM32不完成数据处理,状态就一直是NAK,主机就会不停地发送该数据包,浪费了带宽,因此就会导致我上面最大速度500KB/S难以再增加的情况!不甘心啊~~     昨天晚上又仔细研究了STM32的技术参考手册的USB章节内容,里面提到BULK可以采用双缓冲机制(PING-PONG)进行处理,正好可以解决上面的情况。双缓冲机制的原理就是分配2块接收缓冲,STM32的用户处理和USB接口可以分别交替占用2个缓冲区,当USB端点接收数据写其中一个缓冲区的时候,用户的应用程序可以同时处理另一个缓冲区,这样缓冲区依次交换占有者,只要用户处理程序在USB端点接收的时间片段内完成处理,就能够完全不影响USB的通讯速度!

 程序部分修改

一、EP3_OUT的设置修改,

//ZYP:修改EP3为BULK双缓冲方式-------------------------   SetEPType(ENDP3, EP_BULK);    SetEPDoubleBuff(ENDP3);    SetEPDblBuffAddr(ENDP3, ENDP3_BUF0Addr, ENDP3_BUF1Addr);    SetEPDblBuffCount(ENDP3, EP_DBUF_OUT, VIRTUAL_COM_PORT_DATA_SIZE);    ClearDTOG_RX(ENDP3);    ClearDTOG_TX(ENDP3);    ToggleDTOG_TX(ENDP3);    SetEPRxStatus(ENDP3, EP_RX_VALID);    SetEPTxStatus(ENDP3, EP_TX_DIS);

 

二、EP3_OUT回调函数的修改

vo

void EP3_OUT_Callback(void)  {  //ZYP:以下是修改成EP3双缓冲OUT后的处理函数   if (GetENDPOINT(ENDP3) & EP_DTOG_TX)//先判断本次接收到的数据是放在哪块缓冲区的   {      FreeUserBuffer(ENDP3, EP_DBUF_OUT); //先释放用户对缓冲区的占有,这样的话USB的下一个接收过程可以立刻进行,同时用户并行进行下面处理    count_out = GetEPDblBuf0Count(ENDP3);//读取接收到的字节数     PMAToUserBufferCopy(buffer_out, ENDP3_BUF0Addr, count_out);    }    else    {      FreeUserBuffer(ENDP3, EP_DBUF_OUT);       count_out = GetEPDblBuf1Count(ENDP3);      PMAToUserBufferCopy(buffer_out, ENDP3_BUF1Addr, count_out);    }  }

    经过上面的修改,终于解决了STM32在处理接收数据时导致主机等待的情况,用BUS HOUND软件测试了下     

    哈哈,这下终于爽了。

    PS:上面的FreeUserBuffer(ENDP3, EP_DBUF_OUT); 这句话的上下位置是关键,如果放到函数的后面,则仍旧会有主机等待STM32处理数据的情况,速度仍然是500KB/S!     

    把这句话放在拷贝函数的前面的话就真正把双缓冲PING-PONG机制用起来了。大致算了下PMAToUserBufferCopy(buffer_out, ENDP3_BUF1Addr, count_out);这句话当count_out为最大值64的时候STM32执行需要302个周期,72MHZ情况下约4.2微秒执行时间,而USB传输按照12Mb/s的线速度传输64字节的数据至少也得40微秒,因此只要PMAToUserBufferCopy的时间不超过40微秒,就不会导致缓冲区竞争的情况。

===============================================================================

汇总3:STM32的USB中断说明,来自:http://bbs.ednchina.com/BLOG_ARTICLE_238817.HTM

 

STM32的USB模块可以产生三种中断:USB唤醒中断、USB高优先级中断和USB低优先级中断,在STM32的参考手册中没有详细说明这三种中断对应哪些事件,现说明如下:

1)USB唤醒中断:在中断向量表中的位置是42。这个中断在USB设备从暂停模式唤醒时产生,唤醒事件由USB_ISTR寄存器的WKUP位标识。

2)USB高优先级中断:在中断向量表中的位置是19。这个中断仅由USB同步(Isochronous)模式传输或双缓冲块(Bulk)传输模式下的正确传输事件产生,正确传输事件由USB_ISTR寄存器的CTR位标识。

3)USB低优先级中断:在中断向量表中的位置是20。这个中断由所有其它的USB事件产生,例如正确传输(不包括同步模式和双缓冲块模式)、USB复位等,事件标志位在USB_ISTR寄存器中。

在STM32的USB开发包的例子中包含了上述中断的处理,例如在USB扬声器的例子中,CTR_HP函数处理USB高优先级中断;在所有例子中都有USB_Istr()函数处理USB低优先级中断

===============================================================================

汇总4:如何使用STM32的USB库支持控制端点0,来自:http://bbs.ednchina.com/BLOG_ARTICLE_242276.HTM

 

首先我们先回顾一下控制端点的传输方式:

控制端点的传输有三个阶段,SETUP阶段、数据阶段和状态阶段;数据阶段又分为数据入(DATA IN)和数据出(DATA OUT),控制端点传输可以没有数据阶段;状态阶段有状态入(STATUS IN)和状态出(STATUS OUT)。

总结起来,控制端点有如下三种可能的传输过程(以下括号中的0或1表示DATA0或DATA1传输):

一、 SETUP  DATA_IN(0)  DATA_IN(1)  DATA_IN(0)  ......  STATUS_OUT(1)

二、 SETUP  DATA_OUT(0)  DATA_OUT(1)  DATA_OUT(0)  ...... STATUS_IN(1)

三、 SETUP  STATUS_IN(1)

这里做一个约定,把上述过程一定义为“数据入过程”,过程二定义为“数据出过程”,过程三定义为“无数据过程”。所有的USB控制端点的数据传输都可以而且只用这三种传输过程表示。HID的SET_REPORT是数据出过程,HID的GET_REPORT是数据入过程,USB的GET DEVICE DESCRIPTOR是数据入过程,USB的SET CONFIGURATION是无数据过程,等等。


接下来,我们看看STM32的USB库是如何处理控制端点0的传输。

根据USB协议,每个SETUP包都由8个字节构成,用户程序可以通过结构体Device_Info(类型DEVICE_INFO)访问SETUP包的数据,因为在整个的USB处理中都要用到结构体Device_Info的内容,库中定义了一个全局的指针pInformation指向这个结构体,用户可以通过这个指针访问结构体的内容。

对应SETUP包的8个字节,用户可以用下述方式访问:   

    pInformation->USBbmRequestType (字节类型)   

   pInformation->USBbRequest  (字节类型)   

   pInformation->USBwValue  (双字节类型)   

   pInformation->USBwIndex  (双字节类型)   

   pInformation->USBwLength (双字节类型)

   使用pInformation->USBwValue0访问wValue的低字节,pInformation->USBwValue1访问wValue的高字节。

   使用pInformation->USBwIndex0访问USBwIndex的低字节,pInformation->USBwIndex1访问USBwIndex的高字节。

   使用pInformation->USBwLength0访问USBwLength的低字节,pInformation->USBwLength1访问USBwLength的高字节。

通过分析SETUP包的8个字节,可以判断出一个SETUP的传输过程是属于数据入过程数据出过程还是无数据过程。STM32的USB库中处理了所有的USB协议文本中定义的标准SETUP命令,对于USB协议文本中未定义的命令,USB库按照数据入过程数据出过程无数据过程通过回调函数交给用户程序处理。

全局变量Device_Property(DEVICE_PROP类型)封装了所有的回调函数,DEVICE_PROP定义如下: t

typedef struct _DEVICE_PROP {   void (*Init)(void);        // 设备初始化回调函数  void (*Reset)(void);       // USB复位回调函数  void (*Process_Status_IN)(void);  // STATUS_IN阶段处理回调函数  void (*Process_Status_OUT)(void); // STATUS_OUT阶段处理回调函数  RESULT (*Class_Data_Setup)(u8 RequestNo);   // 数据入/出过程处理回调函数  RESULT (*Class_NoData_Setup)(u8 RequestNo); // 无数据过程处理回调函数  RESULT  (*Class_Get_Interface_Setting)(u8 Interface, u8 AlternateSetting); // GET_INTERFACE 回调函数  u8* (*GetDeviceDescriptor)(u16 Length); // GET_DEVICE_DESCRIPTION回调函数  u8* (*GetConfigDescriptor)(u16 Length); // GET_CONFIGURATION_DESCRIPTION回调函数  u8* (*GetStringDescriptor)(u16 Length); // GET_STRING_DESCRIPTION回调函数  u8 MaxPacketSize; // 最大包长度} DEVICE_PROP;

结合SETUP的三种传输过程,用户通过实现不同的回调函数即可完成对各种USB类命令的处理,下面以HID的SET REPORT为例说明。


在介绍具体实现之前,先介绍一下另一个回调函数CopyRoutine的概念,这个函数的原型是:

   u8 *CopyRoutine(u16 length);    // 返回一个缓冲区指针

USB库通过这个函数获得用户的数据缓冲区地址,从而可以在数据出过程中把收到的数据拷贝到用户缓冲区,或在数据入过程中把用户缓冲区的数据拷贝到USB发送缓冲区。每个数据出过程可能有若干次DATA_OUT传输,USB库每完成一次这样的传输都会调用一次回调函数CopyRoutine,参数length是本次传输所收到的数据字节数目,CopyRoutine必须返回一个缓冲区指针,这个缓冲区必须能够容纳length字节的数据,CopyRoutine返回到USB库之后,USB库将把收到的数据拷贝到用户指定的缓冲区。同样每个数据入过程也可能有若干次DATA_IN传输,每次需要向主机传输数据时,USB库都会调用一次回调函数CopyRoutine,参数length是本次传输所要发送的数据字节数目,CopyRoutine必须返回一个缓冲区指针,这个缓冲区中必须包含要求的数据字节,USB库将把用户缓冲区的数据拷贝到USB缓冲区并择机发送出去。

当以length=0调用CopyRoutine时,CopyRoutine需要返回用户缓冲区的长度,因为CopyRoutine的返回类型是一个指针,所以需要通过类型的强制转换返回缓冲区长度。这个功能是为了处理用户缓冲区的长度与主机SETUP数据请求长度不符的情况,而不至于造成用户缓冲区的溢出。


介绍完上述若干概念和回调函数,再看SET_REPORT的实现就很容易了。

SET_REPORT是一个数据出过程,因此需要实现一个Class_Data_Setup回调函数,示例如下:

RESULT HID_Data_Setup(u8 RequestNo) {     u8 *(*CopyRoutine)(u16 length);     CopyRoutine = NULL;     if (pInformation->USBbmRequestType == CLASS_REQUEST|INTERFACE_RECIPIENT             && RequestNo == SET_REPORT)         CopyRoutine = My_Data_Request;     if (CopyRoutine == NULL)         return USB_UNSUPPORT;     pInformation->Ctrl_Info.CopyData = CopyRoutine;     pInformation->Ctrl_Info.Usb_wOffset = 0;     pInformation->Usb_wLength = (*CopyRoutine)(0);     return USB_SUCCESS; } // End of HID_Data_Setup() u8 My_Buffer[10]; u8 *My_Data_Request(u16 length) {     if (length == 0)         return (u8*)10;    // 假定你的REPORT长度和Buffer长度为10     return My_Buffer; }

 


上面介绍的CopyRoutine用于把多次传输的数据包合并到一个完整的缓冲区中,因此只有到STATUS阶段才能够指导一次SETUP传输是否结束,所以用户程序需要在回调函数Process_Status_IN中处理从SET_REPORT接收到的数据。因为所有的回调函数都是USB中断处理的一部分,所以更好的办法是在Process_Status_IN中设置一个标记,然后在用户主程序中判断这个标记并做处理。


注意,STM32的USB库设计成以回调函数处理用户命令请求,包含类命令请求,是为了能够清晰地区分库程序和用户程序,使这两者不会混在一起,这样的好处是非常明显的,当USB库需要更新升级时,只需替换掉相应的程序模块,而不必修改用户已经完成的程序。

以上的介绍都可以在STM32 USB库的说明手册中找到。


上述示意代码是以My_Buffer长度为10字节为例,而USB库的默认包长度为16字节,因此My_Data_Request并没有多包的处理。

关于多包的缓冲区处理的示意代码可以是这样的:

u8 *My_Data_Request(u16 length) {     if (length == 0)         return (u8*)100;    // 假定你的REPORT长度和Buffer长度为100     return &My_Buffer[pInformation->Ctrl_Info.Usb_wOffset]; }

    这里有一个库中使用的变量pInformation->Ctrl_Info.Usb_wOffset,这个变量回在传输每个数据包时候由库中的程序按数据包长度增加,如最大包长为16字节时,第一次调用My_Data_Request时Usb_wOffset=0,第二次调用My_Data_Request时Usb_wOffset=16,第三次调用My_Data_Request时Usb_wOffset=32,依此类推。这样就可以使用Usb_wOffset作为My_Buffer的下标从My_Data_Request返回。


对于提问“如何传递length?在上面没有看到这个参数的传递过程”的回答:

参数length是用于检测缓冲区长度是否足够,如果你有足够长的缓冲区,可以不必检测,上述示例中使用了一个固定的缓冲区,所以不必使用参数length检测缓冲区长度。

转载于:https://www.cnblogs.com/LittleTiger/p/4580086.html

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