关于STM32F102/103的USB模块和USB库函数

vigia · 发表于 2010-11-26 16:12

今天有空，开贴讲讲，怎样配合ST提供的库函数理解STM32F102/103的USB模块，以及怎么调用这些库函数来实现基本的USB通信。

题目很大，先只讲讲最简单的应用。

vigia · 发表于 2010-11-26 16:15

1 关于512字节的Packet Buffer

在STM32F103的USB模块中有一个RAM区，称为Packet Buffer，共有512字节。

vigia · 发表于 2010-11-26 16:18

本帖最后由 vigia 于 2010-11-29 10:13 编辑

USB模块中有个Buffer Description Table，这个Table位于512字节的Packet Buffer中，可以在Packet Buffer的任意位置。

USB模块提供一个寄存器USB_BTABLE来设置Buffer Description Table在Packet Buffer的偏移地址。

在库函数中，Define了这个偏移地址：
usb_conf.h：
#define BTABLE_ADDRESS (0x00)

这意味着Buffer Description Table位于Packet Buffer的首地址。

vigia · 发表于 2010-11-26 16:24

在Buffer Description Table中的，是所用到的端点的缓存区地址寄存器和缓存区长度寄存器。所有用到的端点的这两个寄存器都位于这个Table中。

如上所说，由于这个Table位于Packet Buffer的首地址。所以端点0的发送缓冲区地址寄存器就位于Packet Buffer的首地址，紧接的是端点0发送缓冲区长度寄存器，接着的是端点0接收缓存区的地址寄存器，跟着是端点0的接收缓存区的长度寄存器，等等等等，一直到最后一个端点8的接收缓存区的长度寄存器。

每个端点的一个方向有2个寄存器，共8个端点16个方向，一共32个寄存器，每个寄存器为4个字节，所以这个Table一共占有128字节。

vigia · 发表于 2010-11-26 16:32

本帖最后由 vigia 于 2010-11-26 16:34 编辑

在端点0发送缓存区的地址寄存器中的值，是端点0发送缓存区在Packet Buffer中的偏移地址。而端点0接收缓存区的地址寄存器中的值，是端点0接收缓存区在Packet Buffer中的偏移地址。

如前所说，Buffer Description Table从理论上占有128个字节。但对于具体的应用，不是每个应用都会用到8个端点的16个方向的。所以，对于那些没有用到的端点寄存器，我们可以不考虑为他们预留位置。

在ST提供的例程中，通常这么定义：

#define BTABLE_ADDRESS (0x00)

/* EP0 */
/* rx/tx buffer base address */
#define ENDP0_RXADDR (0x18)
#define ENDP0_TXADDR (0x58)

这3句定义，意味着：

1，端点0的接收缓存区位于Packet Buffer的0x18地址。
2，端点0的发送缓存区位于Packet Buffer的0x58地址。
3， Buffer Description Table 位于Packet Buffer的前24字节。24个字节意味着应用需要使用6个寄存器，即3个端点。
4，端点0的接收缓存区长度为64字节。

vigia · 发表于 2010-11-26 16:37

好了，关于这个Packet Buffer讲解完毕。

要做一个USB应用，第一步就是要根据应用合理的分配好这个Packet Buffer。

出个题目给大家做做

假设，需要使用端点0的IN,OUT传输，端点长度为8字节，端点1的IN传输，长度为16字节。端点2的OUT传输，长度为64字节。端点2的IN传输，长度为64字节。

该怎么分配这个Packet Buffer？:lol:lol:lol

vigia · 发表于 2010-11-29 10:36

2 使用STM32F102/103 USB函数库进行USB通信

第一步：
根据应用的需求，定义使用到的端点数量

usb_conf.h

#define EP_NUM (3)

以上意味着应用需要使用到EP0，EP1和EP2

vigia · 发表于 2010-11-29 10:41

第二步：
初始化每个使用到的端点

usb_prop.c

SetEPType(ENDP2, EP_INTERRUPT);
定义端点2为中断端点

SetEPTxAddr(ENDP2, ENDP2_TXADDR);
如果需要进行EP2 IN通信，需要定义端点2的发送缓存区的地址，也就是在Packet Buffer中的偏移地址

SetEPRxAddr(ENDP2, ENDP2_RXADDR);
如果需要进行EP2 OUT通信，需要定义端点2的接收缓存区在Packet Buffer中的偏移地址

SetEPRxStatus(ENDP2, EP_RX_NAK);
设置端点2的接收状态为NAK，设备将以NAK来响应主机发起的所有OUT通信。

SetEPTxStatus(ENDP2, EP_TX_NAK);
设置端点2的发送状态为NAK，设备将以NAK来响应主机发起的所有IN通信。

vigia · 发表于 2010-11-29 10:48

第三步：
使能端点的通信

对于IN端点的使能：
UserToPMABufferCopy(Send_Buffer, ENDP2_TXADDR, 8);
拷贝用户数据到端点2的发送缓存区

SetEPTxCount(ENDP2, 8);
设置端点2发送数据长度

SetEPTxValid(ENDP2);
设置端点2的发送状态为VALID

以上三句可以在应用代码的任意位置调用，一旦调用，即使能了一次USB IN通信。

USB设备将在收到主机的IN TOKEN后，自动发送缓存区中的数据到主机，并在发送完毕后产生EP2_IN_Callback中断，同时将端点2的发送状态自动改为NAK。

如果需要再次进行数据传送，需要再次调用以上的三句函数。

vigia · 发表于 2010-11-29 10:53

对于OUT端点的使能：

SetEPRxValid(ENDP2);
设置端点2的接收状态为VALID。

以上的这句函数即使能了端点2的OUT通信，可以在任意位置调用。

一旦调用，即使能了一次OUT通信。USB设备将以ACK来响应主机随后的OUT通信，并在接收数据完毕后，产生EP2_OUT_Callback中断，同时自动将端点的接收状态改为NAK。

在EP2_OUT_Callback中断函数中调用
USB_SIL_Read(EP2_OUT, Receive_Buffer);
可以将端点2接收缓存区中收到的数据拷贝到用户数据区

simple_head · 发表于 2010-11-29 20:07

楼主堪称大师级人物啊！

yinguangwei · 发表于 2010-12-3 10:41

绝对精辟，容易理解！楼主高人

yinguangwei · 发表于 2010-12-3 11:28

#define ENDP0_RXADDR (0x18)
#define ENDP0_TXADDR (0x58)

是够可以这样理解： ENDP0_RXADDR 本身的地址由 USB_BTABLE 的偏移量决定；这个地址上存放的数据0x18 ，也就是端点0 用来接收数据的缓冲区的地址，即：从0x18这个地址开始的一段地址空间上，存放的是端点 0 接收到的数据；

rex994997787 · 发表于 2010-12-4 21:00

顶LZ，希望LZ继续出教程

say_sth_freely · 发表于 2010-12-5 11:15

mark

火箭球迷 · 发表于 2010-12-6 17:15

图文并茂，讲的很形象:lol

rex994997787 · 发表于 2011-3-10 16:24

请问下，5楼里
3， Buffer Description Table 位于Packet Buffer的前24字节。24个字节意味着应用需要使用6个寄存器，即3个端点。
这个是怎么看出来的？

txcy · 发表于 2011-3-10 18:26

楼主应该去当老师:lol

tongxingzhengw · 发表于 2011-3-23 09:19

看了收获很大，楼主继续啊

eng588 · 发表于 2011-3-23 09:26

mark

关于STM32F102/103的USB模块和USB库函数

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