STM32f105写U盘

只看该作者 · 2023-10-28 20:54

这几天需要往U盘里读写数据，需要升级单片机和向USB里写入测量数据。所用的芯片是STM32F105RB，注意必须要有OTG的功能的芯片才可以的单板驱动USB向其内部读写数据，没有OTG功能只能做从机我理解为可以和电脑连接后STM32内部flash做为U盘.

从图上看我们知道只有F105/107和F2/4的单片机才具有OTG功能，而且F4还有FS/HS可以选择。

说明： OTG_FS为 full speed 全速接口， OTG_HS为 high speed 高速接口，对于全速接口就是我们一般使用最多的USB接口形式了，而高速的USB接口，一般需要配合USB的外部联合使用，但是在不使用外部PHY的情况下，也可以当做全速接口使用（这是在调试的时候，因为硬件已经连接成这样了，没办法最后百度才知道可以这样使用的，而我最终的使用方式也是用HS的接口，当FS使用）

USB芯片也分为Controller部分和PHY部分。Controller部分主要实现USB的协议和控制。内部逻辑主要有MAC层、CSR层和FIFO控制层，还有其他低功耗管理之类层次。MAC实现按USB协议进行数据包打包和解包，并把数据按照UTMI总线格式发送给PHY（USB3.0为PIPE）。CSR层进行寄存器控制，软件对USB芯片的控制就是通过CSR寄存器，这部分和CPU进行交互访问，主要作为Slave通过AXI或者AHB进行交互。FIFO控制层主要是和DDR进行数据交互，控制USB从DDR搬运数据的通道，主要作为Master通过AXI/AHB进行交互。PHY部分功能主要实现并转串的功能，把UTMI或者PIPE口的并行数据转换成串行数据，再通过差分数据线输出到芯片外部。

只看该作者 · 2023-10-28 20:54

一个关于PHY文章：https://blog.csdn.net/weiwei_xiaoyu/article/details/53347956
一般来说，如果usb phy封装在芯片内，基本采用UTMI+的接口。不封装到芯片内的一般采用ULPI接口，这样可以降低pin的数量。
关于STM32芯片内嵌的OTG FS控制器、OTG HS控制器、OTG FS PHY具体见芯片手册

画原理图时一定要注意。如果只是需要FS的功能画到hs端口还能补救，需要HS功能画到FS就不可以实现了。

注意芯片图上FS/HS接口是定义好的，我使用FS实现STM32做HOST（主机）实现读写功能。

只看该作者 · 2023-10-28 20:54

看一下网上下载的驱动

STSW-STM32046：主要是针对STM32F105/7, STM32F2 and STM32F4 USB on-the-go Host and device library，对应的说明文档为UM1021。下载地址为https://www.st.com/content/st_com/en/products/embedded-software/mcus-embedded-software/stm32-embedded-software/stm32-standard-peripheral-library-expansion/stsw-stm32046.html，该版本的驱动最新版本为2.2.0。下文就是以该驱动为例。
STSW-STM32121：主要是针对STM32F10x, STM32L1xx and STM32F3xx USB full speed device library，对应的说明文档为UM0424。
下载地址为https://www.st.com/content/st_com/en/products/embedded-software/mcus-embedded-software/stm32-embedded-software/stm32-standard-peripheral-library-expansion/stsw-stm32121.html，该版本的驱动最新版本为4.0.1。STSW-STM32092：主要是针对STM32F0x2xx USB FS device library，对应的说明为UM1717。下载地址为https://www.st.com/content/st_com/en/products/embedded-software/mcus-embedded-software/stm32-embedded-software/stm32-standard-peripheral-library-expansion/stsw-stm32092.html，该版本驱动的最新版本为1.0.0。这里需要注意，该驱动是针对STM32F0x2xx的，但是可以非常方便的移植到STM32F0xx系列得MCU中，需要注意的是，需要根据具体芯片的时钟，修改驱动的usb_conf.h和usb_bsp.c。

只看该作者 · 2023-10-28 20:54

我们确定自己要用的功能。

先说一下ＵＳＢ功能驱动函数的分类。

ＵＳＢ只有两个功能：1，做驱动device相当于做从机，2，做主机即HOST。

重点在Libraries目录中。其中的USB OTG是USB Device和USB Host 的基础。在实际使用，USB OTG是USB Device和USB Host 的底层驱动。（在一开始学习时，还以为每部分都可以独立使用！！）。

参考文章：https://blog.csdn.net/zcshoucsdn/article/details/78944536，做主机即HOST

https://blog.csdn.net/ZCShouCSDN/article/details/78936456 ，做驱动device相当于做从机

只看该作者 · 2023-10-28 20:54

如果是要做驱动 device相当于做从机就是OTG+device

如果是坐主机就是OTG+host，

开始移植

个人建议打开库里的例程复制粘贴。

我的移植比较简单。

简单来说USB_HOST文件夹下的文件是不需要修改的只要我们从库里找到这些文件添加进来就好了，我把我的头文件c文件夹给大家看一下。

这些文件不需要修改，直接复制进来就好了。注意不使用USB_device时是不需要调用的。我这个是一开始移植不懂都拉进来实际程序中也没有用到，删除减少代码大小

接下来是六个放在我们主函数中的文件

介绍一下，usb_bsp.c定义了我们USB的IO口和电源。C文件需要修改，H文件不动。

usb_conf.h,

usbh_conf.h, 这两个函数都是配置函数头文件。一定要修改

usbh_usr.c/.h，这里面都是usb的回调函数和中断函数，我在里面添加了和FATFS的接口函数。即对U盘的操作函数。

只看该作者 · 2023-10-28 20:55

接下来因为我们要操作U盘因为U盘是FAT的储存介质。很自然要用到FATFS文件

FATFS库下载地址：http://elm-chan.org/fsw/ff/00index_e.html

接下来移植fatfs文件这个官网上有很多解释我就不多写了

程序里要添加的文件

src文件夹下是我们的文件

option文件夹下都是字库

到此全部移植完成。

修改我们之前提到的文件

只看该作者 · 2023-10-28 20:55

/**
  ******************************************************************************
  * @file usb_bsp.c
  * @author  MCD Application Team
  * @version V1.2.0
  * @date 09-November-2015
  * @brief This file implements the board support package for the USB host library
  ******************************************************************************
  * @attention
  *
  * <h2><center>© COPYRIGHT 2012 STMicroelectronics</center></h2>
  *
  * Licensed under MCD-ST Liberty SW License Agreement V2, (the "License");
  * You may not use this file except in compliance with the License.
  * You may obtain a copy of the License at:
  *
  *       http://www.st.com/software_license_agreement_liberty_v2
  *
  * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
  * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
  * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
  * See the License for the specific language governing permissions and
  * limitations under the License.
  *
  ******************************************************************************
  */

/* Includes ------------------------------------------------------------------*/

#include "usb_bsp.h"
#include "stm32f10x.h"
#include "delay.h"
#include "stm32f10x_tim.h"
/** @addtogroup USBH_USER
* @{
*/

/** @defgroup USB_BSP
  * @brief This file is responsible to offer board support package
  * @{
  */

/** @defgroup USB_BSP_Private_Defines
  * @{
  */
#define USE_ACCURATE_TIME                0
#define TIM_MSEC_DELAY                   0x01
#define TIM_USEC_DELAY                   0x02
//#define HOST_OVRCURR_PORT                GPIOE
//#define HOST_OVRCURR_LINE                GPIO_Pin_1
//#define HOST_OVRCURR_PORT_SOURCE          GPIO_PortSourceGPIOE
//#define HOST_OVRCURR_PIN_SOURCE          GPIO_PinSource1
//#define HOST_OVRCURR_PORT_RCC             RCC_APB2Periph_GPIOE
//#define HOST_OVRCURR_EXTI_LINE          EXTI_Line1
//#define HOST_OVRCURR_IRQn                EXTI1_IRQn

#define HOST_POWERSW_PORT_RCC          RCC_APB2Periph_GPIOA
#define HOST_POWERSW_PORT                GPIOA
#define HOST_POWERSW_VBUS                GPIO_Pin_15

//#define HOST_SOF_OUTPUT_RCC             RCC_APB2Periph_GPIOA
//#define HOST_SOF_PORT                   GPIOA
//#define HOST_SOF_SIGNAL                   GPIO_Pin_8

/**
  * @}
  */

/** @defgroup USB_BSP_Private_TypesDefinitions
  * @{
  */
/**
  * @}
  */

/** @defgroup USB_BSP_Private_Macros
  * @{
  */
/**
  * @}
  */

/** @defgroup USBH_BSP_Private_Variables
  * @{
  */
ErrorStatus HSEStartUpStatus;

#ifdef USE_ACCURATE_TIME

__IO uint32_t BSP_delay = 0;
#endif
/**
  * @}
  */

/** @defgroup USBH_BSP_Private_FunctionPrototypes
  * @{
  */

#ifdef USE_ACCURATE_TIME
static void BSP_SetTime(uint8_t Unit);
static void BSP_Delay(uint32_t nTime,uint8_t Unit);
static void USB_OTG_BSP_TimeInit ( void );
#endif
/**
  * @}
  */

/** @defgroup USB_BSP_Private_Functions
  * @{
  */

/**
  * @brief  USB_OTG_BSP_Init
  *       Initializes BSP configurations
  * @param  None
  * @retval None
  */

只看该作者 · 2023-10-28 20:55

void USB_OTG_BSP_Init(USB_OTG_CORE_HANDLE *pdev)
{

  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

  RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USB, ENABLE);
  RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);
  RCC_OTGFSCLKConfig(RCC_OTGFSCLKSource_PLLVCO_Div3);
  RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_OTG_FS, ENABLE) ;


  /* Configure SOF ID DM DP Pins GPIO_Pin_8|*/
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin =  GPIO_Pin_11 |
                              GPIO_Pin_12;

  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP ;
  GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);


  /* Configure  VBUS Pin */
//  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;
//  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPD;
//  GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);
//

  /* Initialize Timer for delay function */
USB_OTG_BSP_TimeInit();
}
/**
  * @brief  USB_OTG_BSP_EnableInterrupt
  *       Configures USB Global interrupt
  * @param  None
  * @retval None
  */
void USB_OTG_BSP_EnableInterrupt(USB_OTG_CORE_HANDLE *pdev)
{
  NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

//  NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);

  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = OTG_FS_IRQn;

  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3;
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
  NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

}

/**
  * @brief  BSP_Drive_VBUS
  *       Drives the Vbus signal through IO
  * @param  state : VBUS states
  * @retval None
  */

只看该作者 · 2023-10-28 20:55

void USB_OTG_BSP_DriveVBUS(USB_OTG_CORE_HANDLE *pdev, uint8_t state)
{
  /*
  On-chip 5 V VBUS generation is not supported. For this reason, a charge pump
  or, if 5 V are available on the application board, a basic power switch, must
  be added externally to drive the 5 V VBUS line. The external charge pump can
  be driven by any GPIO output. When the application decides to power on VBUS
  using the chosen GPIO, it must also set the port power bit in the host port
  control and status register (PPWR bit in OTG_FS_HPRT).

  Bit 12 PPWR: Port power
  The application uses this field to control power to this port, and the core
  clears this bit on an overcurrent condition.
  */
//这里一定要注意，U盘是要单独供电的一般要5V1A电源，在硬件设计时会做一个开关电源。注意要根据自己的电源使能管教配置，根据你是高低电平使能修改，否则有可能导致你的U盘插上没有反应。

  if (0 == state)
  {
/* DISABLE is needed on output of the Power Switch */
GPIO_ResetBits(HOST_POWERSW_PORT, HOST_POWERSW_VBUS);
  }
  else
  { GPIO_SetBits(HOST_POWERSW_PORT, HOST_POWERSW_VBUS);
/*ENABLE the Power Switch by driving the Enable LOW */

  }
}

/**
  * @brief  USB_OTG_BSP_ConfigVBUS
  *       Configures the IO for the Vbus and OverCurrent
  * @param  None
  * @retval None
  */

只看该作者 · 2023-10-28 20:55

void  USB_OTG_BSP_ConfigVBUS(USB_OTG_CORE_HANDLE *pdev)
{


  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;


  RCC_APB2PeriphClockCmd( RCC_APB2Periph_GPIOA , ENABLE);

  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = HOST_POWERSW_VBUS;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;

  GPIO_Init(HOST_POWERSW_PORT,&GPIO_InitStructure);

  /* By Default, DISABLE is needed on output of the Power Switch */
  GPIO_SetBits(HOST_POWERSW_PORT, HOST_POWERSW_VBUS);

  USB_OTG_BSP_mDelay(200); /* Delay is need for stabilising the Vbus Low
  in Reset Condition, when Vbus=1 and Reset-button is pressed by user */

}

/**
  * @brief  USB_OTG_BSP_TimeInit
  *       Initializes delay unit using Timer2
  * @param  None
  * @retval None
  */
static void USB_OTG_BSP_TimeInit ( void )
{
#ifdef USE_ACCURATE_TIME
  NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

  /* Set the Vector Table base address at 0x08000000 */
  NVIC_SetVectorTable(NVIC_VectTab_FLASH, 0x00);

  /* Configure the Priority Group to 2 bits */
  NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);

  /* Enable the TIM2 global Interrupt */
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM2_IRQn;
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;

  NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

  RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);
#endif
}

/**
  * @brief  USB_OTG_BSP_uDelay
  *       This function provides delay time in micro sec
  * @param  usec : Value of delay required in micro sec
  * @retval None
  */
void USB_OTG_BSP_uDelay (const uint32_t usec)
{

Delay_us(usec);

}

只看该作者 · 2023-10-28 20:56

/**
  * @brief  USB_OTG_BSP_mDelay
  *       This function provides delay time in milli sec
  * @param  msec : Value of delay required in milli sec
  * @retval None
  */
void USB_OTG_BSP_mDelay (const uint32_t msec)
{
Delay_ms(msec);

}

/**
  * @brief  USB_OTG_BSP_TimerIRQ
  *       Time base IRQ
  * @param  None
  * @retval None
  */

只看该作者 · 2023-10-28 20:56

void USB_OTG_BSP_TimerIRQ (void)
{
#ifdef USE_ACCURATE_TIME

  if(TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_Update) != RESET)
  {
TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update);
if (BSP_delay > 0x00)
{
   BSP_delay--;
}
else
{
   TIM_Cmd(TIM2,DISABLE);
}
  }
#endif
}

/**
  * @brief  BSP_Delay
  *       Delay routine based on TIM2
  * @param  nTime : Delay Time
  * @param  unit : Delay Time unit : mili sec / micro sec
  * @retval None
  */
static void BSP_Delay(uint32_t nTime, uint8_t unit)
{

  BSP_delay = nTime;
  BSP_SetTime(unit);
  while(BSP_delay != 0);
  TIM_Cmd(TIM2,DISABLE);
}

只看该作者 · 2023-10-28 20:56

/**
  * @brief  BSP_SetTime
  *       Configures TIM2 for delay routine based on TIM2
  * @param  unit : msec /usec
  * @retval None
  */
static void BSP_SetTime(uint8_t unit)
{
  TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;

  TIM_Cmd(TIM2,DISABLE);
  TIM_ITConfig(TIM2, TIM_IT_Update, DISABLE);


  if(unit == TIM_USEC_DELAY)
  {
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 11;
  }
  else if(unit == TIM_MSEC_DELAY)
  {
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 11999;
  }
  TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 5;
  TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0;
  TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;

  TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseStructure);
  TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update);

  TIM_ARRPreloadConfig(TIM2, ENABLE);

  /* TIM IT enable */
  TIM_ITConfig(TIM2, TIM_IT_Update, ENABLE);

  /* TIM2 enable counter */
  TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);
}

只看该作者 · 2023-10-28 20:56

/**
* @}
*/

/**
* @}
*/

/**
* @}
*/

/************************ (C) COPYRIGHT STMicroelectronics *****END OF FILE****/
/**
  ******************************************************************************
  * @file usbh_usr.c
  * @author  MCD Application Team
  * @version V1.2.0
  * @date 09-November-2015
  * @brief This file includes the usb host library user callbacks
  ******************************************************************************
  * @attention
  *
  * <h2><center>© COPYRIGHT 2015 STMicroelectronics</center></h2>
  *
  * Licensed under MCD-ST Liberty SW License Agreement V2, (the "License");
  * You may not use this file except in compliance with the License.
  * You may obtain a copy of the License at:
  *
  *       http://www.st.com/software_license_agreement_liberty_v2
  *
  * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
  * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
  * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
  * See the License for the specific language governing permissions and
  * limitations under the License.
  *
  ******************************************************************************
  */

/* Includes ------------------------------------------------------------------*/

#include "usbh_usr.h"
#include "usb_hcd_int.h"
#include "stm32f10x.h"
#include "ff.h"    /* FATFS */
#include "my_printf.h"

只看该作者 · 2023-10-28 20:56

系统配置结构体//

extern USB_OTG_CORE_HANDLE USB_OTG_Core;
extern USBH_HOST USB_Host;

/** @defgroup USBH_USR_Private_Variables
* @{
*/
uint8_t USBH_USR_ApplicationState = USH_USR_FS_INIT;

FATFS fatfs;
FIL file;
static u8 AppState;

只看该作者 · 2023-10-28 20:56

/*  Points to the DEVICE_PROP structure of current device */
/*  The purpose of this register is to speed up the execution */

USBH_Usr_cb_TypeDef USR_cb =
{
  USBH_USR_Init,
  USBH_USR_DeInit,
  USBH_USR_DeviceAttached,
  USBH_USR_ResetDevice,
  USBH_USR_DeviceDisconnected,
  USBH_USR_OverCurrentDetected,
  USBH_USR_DeviceSpeedDetected,
  USBH_USR_Device_DescAvailable,
  USBH_USR_DeviceAddressAssigned,
  USBH_USR_Configuration_DescAvailable,
  USBH_USR_Manufacturer_String,
  USBH_USR_Product_String,
  USBH_USR_SerialNum_String,
  USBH_USR_EnumerationDone,
  USBH_USR_UserInput,
  USBH_USR_MSC_Application,
  USBH_USR_DeviceNotSupported,
  USBH_USR_UnrecoveredError

};

只看该作者 · 2023-10-28 20:57

/** @defgroup USBH_USR_Private_Functions
* @{
*/

void OTG_FS_IRQHandler(void)
{
   USBH_OTG_ISR_Handler(&USB_OTG_Core);
}

/**
* @brief  USBH_USR_Init
*       USB HOST 初始化
* @param  None
* @retval None
*/
void USBH_USR_Init(void)
{
Debug_Com_printf("USB OTG HS MSC Host\r\n");
Debug_Com_printf("> USB Host library started.\r\n");
Debug_Com_printf("  USB Host Library v2.1.0\r\n\r\n");
}

只看该作者 · 2023-10-28 20:57

/**
* @brief  USBH_USR_DeviceAttached
*       //检测到U盘插入
* @param  None
* @retval None
*/
void USBH_USR_DeviceAttached(void)
{
Debug_Com_printf("检测到USB设备插入!\r\n");
}

//获取U盘状态
//返回值:0,U盘未就绪
//    1,就绪

uint8_t USBH_UDISK_Status(void)
{
return HCD_IsDeviceConnected(&USB_OTG_Core);//返回U盘状态
}

只看该作者 · 2023-10-28 21:00

/**
* @brief  USBH_USR_UnrecoveredError
* @param  None
* @retval None
*/
void USBH_USR_UnrecoveredError (void)
{

}

/**
* @brief  USBH_DisconnectEvent
*       //检测到U盘拔出
* @param  None
* @retval Status
*/
void USBH_USR_DeviceDisconnected (void)
{
  Debug_Com_printf("检测到USB设备拔出!\r\n");
}
/**
* @brief  USBH_USR_ResetUSBDevice
//复位从机
* @param  None
* @retval None
*/
void USBH_USR_ResetDevice(void)
{
      Debug_Com_printf("复位设备...\r\n");
  /* callback for USB-Reset */
}

只看该作者 · 2023-10-28 21:00

/**
* @brief  USBH_USR_DeviceSpeedDetected
*       //检测到从机速度
         //DeviceSpeed:从机速度(0,1,2 / 其他)
* @param  Device speed
* @retval None
*/
void USBH_USR_DeviceSpeedDetected(uint8_t DeviceSpeed)
{
   if(DeviceSpeed==HPRT0_PRTSPD_HIGH_SPEED)
{
      Debug_Com_printf("高速(HS)USB设备!\r\n");
   }
else if(DeviceSpeed==HPRT0_PRTSPD_FULL_SPEED)
{
      Debug_Com_printf("全速(FS)USB设备!\r\n");
}
else if(DeviceSpeed==HPRT0_PRTSPD_LOW_SPEED)
{
      Debug_Com_printf("低速(LS)USB设备!\r\n");
}
else
{
      Debug_Com_printf("设备错误!\r\n");
}
}

/**
* @brief  USBH_USR_Device_DescAvailable
*       //检测到从机的描述符
/       /DeviceDesc:设备描述符指针
* @param  device descriptor
* @retval None
*/
void USBH_USR_Device_DescAvailable(void *DeviceDesc)
{
USBH_DevDesc_TypeDef *hs;
hs=DeviceDesc;
Debug_Com_printf("VID: %04Xh\r\n" , (uint32_t)(*hs).idVendor);
Debug_Com_printf("PID: %04Xh\r\n" , (uint32_t)(*hs).idProduct);

}