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《手把手教你学STM32》 USB读卡器实验(M4) 适用平台 STM32F1xx 开发板（正点原子） STM32F4xx 开发板（正点原子） ddddd 淘宝店铺：技术论坛:

本视频重点参考资料参考资料： 1，探索者STM32F407开发板《STM32F4开发指南-库函数版本》——USB读卡器(Slave)实验 2，USB参考资料 ①《STM32F4xx中文参考手册》-第30章全速USB on-the-go(OTG_FS) ②光盘：STM32参考资料STM32 USB 学习资料 CD pdf(UM1021) ③光盘：STM32参考资料STM32 USB 学习资料 USB培训.pdf（分为Part1~3，三个部分，是ST官方USB培训资料） 3，USB参考代码光盘：STM32参考资料STM32 USB 学习资料 stm32_f105-07_f2_f4_usb-host-device_lib.zip 淘宝店铺：技术论坛:

目录 USB简介 1 硬件连接 2 代码移植&例程测试 3 淘宝店铺：技术论坛:

1、USB简介-什么是USB? USB （Universal Serial BUS），即通用串行总线，是一个外部总线标准，用于规范电脑与外部设备的连接和通讯， USB在1994年底由英特尔、康柏、IBM、Microsoft等多家公司联合提出。 USB有USB1.0/1.1/2.0/3.0等多个版本。目前用的最多的是USB2.0和USB3.0。标准USB由四根线组成：VCC、GND、D+和D-，D+和D-是数据线，采用差分传输。在USB主机上，D-和D+都是接了15K的电阻到地的，所以在没有设备接入的时候，D+、D-均是低电平。而在USB设备中，如果是高速设备，则会在D+上接一个1.5K的电阻到VCC，而如果是低速设备，则会在D-上接一个1.5K的电阻到VCC，当设备接入主机时，主机就可以判断是否有设备接入，并能判断设备是高速设备还是低速设备。接下来，我们简单介绍一下STM32的USB控制器。淘宝店铺：技术论坛:

1、USB简介-STM32F4 USB简介 STM32F4系列芯片自带有USB OTG FS（全速）和USB OTG HS（高速），其中HS需要外扩高速PHY芯片实现，这里不做介绍。 STM32F4的USB OTG FS是一款双角色设备 (DRD) 控制器，同时支持从机功能和主机功能，完全符合USB 2.0规范的On-The-Go补充标准。此外，该控制器也可配置为“仅主机”模式或“仅从机” 模式，完全符合USB 2.0规范。在主机模式下，OTG FS支持全速（FS，12 Mb/s）和低速（LS，1.5 Mb/s）收发器，而从机模式下则仅支持全速（FS，12 Mb/s）收发器。 STM32F4的USB OTG FS主要特性可分为三类：通用特性、主机模式特性和从机模式特性。 On-The-Go，即OTG，就是实现在没有Host的情况下，实现设备间的数据传送。淘宝店铺：技术论坛:

1、USB简介-F4 USB OTG FS通用特性 1，由USB-IF认证，符合通用串行总线规范2.0版 2，集成全速PHY，支持OTG协议 3，可以设置为FS从机/主机/双角色设备(USB OTG) 4，支持FS SOF和LS Keep-alive令牌 5，具有省电功能 6，具有采用高级FIFO控制的1.25 KB专用RAM 7，一帧之内无需应用程序干预，以达到最大 USB 带宽淘宝店铺：技术论坛:

1、USB简介-F4 USB OTG FS主机特性 1，通过外部电荷泵生成VBUS电压。 2，多达8个主机通道（管道），每个通道都可以动态实现重新配置，可支持任何类型的USB 传输。 3，内置硬件调度器，调度器可： ①在周期性硬件队列中存储多达8个中断加同步传输请求 ②在非周期性硬件队列中存储多达8个控制加批量传输请求 4，管理一个共享RX FIFO、一个周期性TX FIFO和一个非周期性TX FIFO，以有效使用USB数据RAM。淘宝店铺：技术论坛:

1、USB简介-F4 USB OTG FS从机特性 1，1个双向控制端点（端点0）。 2，3个IN 端点 (EP)，支持批量传输、中断传输或同步传输。 3，3个OUT 端点(EP)，支持批量传输、中断传输或同步传输。 4，管理一个共享Rx FIFO和一个Tx-OUT FIFO，以高效使用USB数据RAM。 5，管理多达4个专用Tx-IN FIFO（分别用于每个使能的IN EP），降低应用程序负荷 6，支持软断开功能。淘宝店铺：技术论坛:

1、USB简介-F4 USB OTG FS框图 STM32F4 USB OTG FS的其他介绍，请大家参考《STM32F4xx中文参考手册》第30章内容，我们这里就不再详细介绍了。对于USB OTG FS功能模块，STM32F4通过AHB总线访问（AHB频率必须大于14.2Mhz），其中48Mhz的USB时钟，是来自时钟树图里面的PLL48CK（和SDIO共用）。淘宝店铺：技术论坛:

1、USB简介-F4 USB OTG驱动库简介要正常使用STM32F4的USB，就得编写USB驱动，而整个USB通信的详细过程是很复杂的，有兴趣的朋友可以去看看电脑圈圈的《圈圈教你玩USB》这本书，该书对USB通信有详细讲解。如果要我们自己编写USB驱动，那是一件相当困难的事情。不过，ST提供了我们一个完整的USB OTG 驱动库（包括主机和设备），通过这个库，我们可以很方便的实现我们所要的功能，而不需要详细了解USB的整个驱动，大大缩短了我们的开发时间和精力。淘宝店铺：技术论坛:

1、USB简介-F4 USB OTG驱动库简介 ST提供的USB OTG驱动库，我们可以在ST官方社区: USB 学习资料这个文件夹里面，文件名：stm32_f105-07_f2_f4_usb-host-device_lib.zip。该库包含了STM32F4 USB 主机（Host）和从机（Device）驱动库，并提供了10个例程供我们参考。淘宝店铺：技术论坛:

1、USB简介-F4 USB OTG驱动库简介 ST提供了3类例程：①设备类（Device，即Slave）、②主从一体类（Host_Device）和③主机类（Host），总共10个例程。整个USB OTG库还有一个说明文档：CD pdf(在光盘有提供 )，即UM1021，该文档详细介绍了USB OTG库的各个组成部分以及所提供的例程使用方法，有兴趣学习 USB的朋友，这个文档是必须仔细看的。这10个例程，虽然都是基于官方EVAL板的，但是很容易移植到探索者STM32F407开发板上，本例程我们就是移植：STM32_USB-Host-Device_Lib_ V2.1.0\Project\USB_Device_Examples\ MSC这个例程，以实现USB读卡器功能。淘宝店铺：技术论坛:

2、硬件连接-STM32F4硬件连接探索者STM32F407开发板，自带了USB功能，并板载了一个5P的MiniUSB接口，硬件连接原理图如下：特别注意：USB_SLAVE和USB_HOST共用D-和D+，所以，他们不能同时连接！！淘宝店铺：技术论坛:

3、代码移植&例程测试-源码说明探索者STM32F4开发板源码光盘程序源码标准例程(库函数/寄存器)实验51 USB读卡器(Slave)实验本例程，我们是在标准例程-库函数版本：SD卡实验的基础上，移植ST官方的MSC（大容量存储设备类）例程而来。淘宝店铺：技术论坛:

3、代码移植&例程测试-代码移植过程 1，打开ST官方的MSC例程，如下图所示：这4个文件用户可配置，包括：板级支持代码、用户应用层代码、磁盘操作代码、USB从机设备描述符等。是移植重点 USB底层驱动代码，包括通用部分和从机（Device）部分的代码。根据此例程，我们知道了与USB相关的代码，方便移植。USB驱动代码说明，详见：CD pdf USB从机库驱动代码，包括从机内核驱动和MSC类驱动代码。淘宝店铺：技术论坛:

3、代码移植&例程测试-代码移植过程 2，STM32F4 USB通信需要用的库，如下图所示： 1，USB从机驱动库 2，USB主机驱动库 3，USB_OTG内核驱动代码有了ST提供的这两个库和USB_OTG驱动，我们可以很方便的实现各种USB功能，本例程，我们将使用：1+3，实现USB大容量存储设备例程（即：USB读卡器实验）。淘宝店铺：技术论坛:

3、代码移植&例程测试-代码移植过程 3，打开SD卡实验，拷贝USB驱动库，如下图所示：在工程目录下，新建USB文件夹，然后拷贝ST官方USB驱动库代码进来。新建USB_APP文件夹，拷贝MSC相关代码淘宝店铺：技术论坛:

3、代码移植&例程测试-代码移植过程 4，打开SD卡实验工程，添加W25Q相关代码，如下图所示：本例程，我们将支持SD卡和SPI FLASH(W25Q128)，所以，所以需要添加SPI FLASH相关驱动代码。头文件包含路径记得添加！！淘宝店铺：技术论坛:

3、代码移植&例程测试-代码移植过程 5，添加USB相关代码，如下图所示：根据ST官方的MSC例程，新建USB_OTG组，存放USB_OTG内核驱动代码，新建USB_DEVICE组，存放USB从机与MSC相关代码，新建USB_APP存放用户配置相关驱动代码。同样，头文件包含路径记得添加！！淘宝店铺：技术论坛:

3、代码移植&例程测试-代码移植过程 6，编译代码，根据报错提示，修改相关内容。 ①，usb_conf.h，include部分，使用如下代码替代： #include "stm32f4xx.h" 另外，屏蔽#define VBUS_SENSING_ENABLED，关闭VBUS检测 ②，在C/C++选项卡，定义全局宏：USE_USB_OTG_FS，选择使用USB OTG FS，如图所示：淘宝店铺：技术论坛:

3、代码移植&例程测试-代码移植过程 ③，修改usbd_storage_msd.c。 3.1，添加两个头文件： #include "w25qxx.h" #include "sdio_sdcard.h" 3.2，修改：#define STORAGE_LUN_NBR的值为2，以支持2个磁盘 3.3，添加USB_STATUS_REG变量，记录磁盘操作状态。 ////////////////////////////自己定义的一个标记USB状态的寄存器/////////////////// //bit0:表示电脑正在向SD卡写入数据 //bit1:表示电脑正从SD卡读出数据 //bit2:SD卡写数据错误标志位 //bit3:SD卡读数据错误标志位 //bit4:1,表示电脑有轮询操作(表明连接还保持着) vu8 USB_STATUS_REG=0; 淘宝店铺：技术论坛:

3、代码移植&例程测试-代码移植过程 3.4，修改STORAGE_Inquirydata数组，并新增一个磁盘的描述： //USB Mass storage 标准查询数据(每个lun占36字节) const int8_t STORAGE_Inquirydata[] = { /* LUN 0 */ 0x00, 0x80, 0x02, (USBD_STD_INQUIRY_LENGTH - 4), 0x00,0x00,0x00, 'A', 'L', 'I', 'E', 'N', 'T', 'E', 'K', ' ',//Vendor Identification,9字节 'S', 'P', 'I', ' ', 'F', 'l', 'a', 's', 'h',' ','D', 'i', 's', 'k', ' ',//Product Identification,15字节 '1', '.', '0', ' ', //Product Revision Level,4字节 /* LUN 1 */ 'A', 'L', 'I', 'E', 'N', 'T', 'E', 'K',' ', //Vendor Identification,9字节 'S', 'D', ' ', 'F', 'l', 'a', 's', 'h', ' ','D', 'i', 's', 'k', ' ',' ',//Product Identification,15字节 '1', '.', '0' ,' ', //Product Revision Level,4字节 }; 淘宝店铺：技术论坛:

3、代码移植&例程测试-代码移植过程 3.5，修改STORAGE_Init函数为： int8_t STORAGE_Init (uint8_t lun) { SD_Init(); W25QXX_Init(); return 0; } 3.6，修改STORAGE_GetCapacity函数为： int8_t STORAGE_GetCapacity (uint8_t lun, uint32_t *block_num, uint32_t *block_size) { if(lun==1) *block_size=512; *block_num=SDCardInfo.CardCapacity/512; }else *block_num=1024*1024*12/512;//SPI FLASH的前面12M字节,文件系统用 } return 0; 淘宝店铺：技术论坛:

3、代码移植&例程测试-代码移植过程 3.7，修改STORAGE_IsReady函数为： int8_t STORAGE_IsReady (uint8_t lun) { USB_STATUS_REG|=0X10;//标记轮询 return 0; } 3.8，修改STORAGE_Read函数为： int8_t STORAGE_Read (uint8_t lun,uint8_t *buf,uint32_t blk_addr,uint16_t blk_len) { int8_t res=0; USB_STATUS_REG|=0X02;//标记正在读数据 if(lun==1) res=SD_ReadDisk(buf,blk_addr,blk_len); if(res)USB_STATUS_REG|=0X08;//SD卡读错误! }else W25QXX_Read(buf,blk_addr*512,blk_len*512); } return res; 淘宝店铺：技术论坛:

3、代码移植&例程测试-代码移植过程 3.9，修改STORAGE_Write函数为： int8_t STORAGE_Write (uint8_t lun,uint8_t *buf,uint32_t blk_addr,uint16_t blk_len) { int8_t res=0; USB_STATUS_REG|=0X01;//标记正在写数据 if(lun==1) res=SD_WriteDisk (buf,blk_addr,blk_len); if(res)USB_STATUS_REG|=0X04;//SD卡写错误! }else W25QXX_Write(buf,blk_addr*512,blk_len*512); } return res; 3.10，修改STORAGE_GetMaxLun函数为： int8_t STORAGE_GetMaxLun (void) { if(SDCardInfo.CardCapacity)return STORAGE_LUN_NBR-1; else return STORAGE_LUN_NBR-2; } 淘宝店铺：技术论坛:

3、代码移植&例程测试-代码移植过程 ④，修改usbd_usr.c。 4.1，删除lcd_log.h，并添加usb_dcd_int.h等，如下所示： #include "usbd_usr.h" #include "usb_dcd_int.h" #include <stdio.h> #include <usart.h> 4.2，添加bDeviceState变量，记录USB连接状态，并添加USB中断处理函数（官方例程在stm32fxxx_it.c里面处理）到本.c文件，如下所示： //表示USB连接状态 //0,没有连接; //1,已经连接; vu8 bDeviceState=0; //默认没有连接 extern USB_OTG_CORE_HANDLE USB_OTG_dev; //在main函数定义！！ //USB OTG 中断服务函数 //处理所有USB中断 void OTG_FS_IRQHandler(void) { USBD_OTG_ISR_Handler(&USB_OTG_dev); } 淘宝店铺：技术论坛:

3、代码移植&例程测试-代码移植过程 4.3，修改USBD_USR_Init函数为： void USBD_USR_Init(void) { //printf("USBD_USR_Init\r\n"); } 4.4，修改USBD_USR_DeviceReset函数为： void USBD_USR_DeviceReset (uint8_t speed) { switch (speed) case USB_OTG_SPEED_HIGH: printf("USB Device Library v [HS]\r\n"); break; case USB_OTG_SPEED_FULL: printf("USB Device Library v [FS]\r\n"); default: printf("USB Device Library v [??]\r\n"); } 淘宝店铺：技术论坛:

3、代码移植&例程测试-代码移植过程 4.4，修改USBD_USR_DeviceConfigured函数为： void USBD_USR_DeviceConfigured (void) { printf("MSC Interface started.\r\n"); } 4.5，修改USBD_USR_DeviceSuspended函数为： void USBD_USR_DeviceSuspended(void) { printf("Device In suspend mode.\r\n"); } 4.6，修改USBD_USR_DeviceResumed函数为： void USBD_USR_DeviceResumed(void) { printf("Device Resumed\r\n"); } 淘宝店铺：技术论坛:

3、代码移植&例程测试-代码移植过程 4.7，修改USBD_USR_DeviceConnected函数为： void USBD_USR_DeviceConnected (void) { bDeviceState=1; printf("USB Device Connected.\r\n"); } 4.8，修改USBD_USR_DeviceDisconnected函数为： void USBD_USR_DeviceDisconnected (void) { bDeviceState=0; printf("USB Device Disconnected.\r\n"); } 淘宝店铺：技术论坛:

3、代码移植&例程测试-代码移植过程 ⑤，修改usb_bsp.c。 5.1，新增sys.h和delay.h，，如下所示： #include "usb_bsp.h" #include "usbd_conf.h" #include "sys.h" #include "delay.h" 5.2，添加USB_HOST_PWRCTRL宏，用于控制USB HOST接口的对外供电（本例程非必须，不过USB HOST例程用得到），如下所示： //USB主机电源控制口 #define USB_HOST_PWRCTRL PAout(15) //PA15 淘宝店铺：技术论坛:

3、代码移植&例程测试-代码移植过程 5.3，修改USB_OTG_BSP_Init函数为： void USB_OTG_BSP_Init(USB_OTG_CORE_HANDLE *pdev) { GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA, ENABLE);//使能GPIOA时钟 RCC_AHB2PeriphClockCmd(RCC_AHB2Periph_OTG_FS, ENABLE);//使能USB OTG时钟 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_11 | GPIO_Pin_12;//PA11/12复用功能输出 GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;//复用功能 GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;//推挽输出 GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;//100MHz GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL; GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);//初始化 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_15;//PA15推挽输出 GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;//输出功能 USB_HOST_PWRCTRL=1; //开启USB HOST电源供电 GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource11,GPIO_AF_OTG_FS);//PA11,AF10(USB) GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource12,GPIO_AF_OTG_FS);//PA12,AF10(USB) } 淘宝店铺：技术论坛:

3、代码移植&例程测试-代码移植过程 5.4，修改USB_OTG_BSP_EnableInterrupt函数为： void USB_OTG_BSP_EnableInterrupt(USB_OTG_CORE_HANDLE *pdev) { NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = OTG_FS_IRQn; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0x00;//抢占优先级0 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0x03;//子优先级3 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;//使能通道 NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);//配置 } 5.5，修改USB_OTG_BSP_uDelay函数为： void USB_OTG_BSP_uDelay (const uint32_t usec) { delay_us(usec); } 5.6，修改USB_OTG_BSP_mDelay函数为： void USB_OTG_BSP_mDelay (const uint32_t msec) { delay_ms(msec); } 淘宝店铺：技术论坛:

3、代码移植&例程测试-代码移植过程 7，修改main.c。经过前面的处理，我们只需要修改main.c就可以完成本例程的移植了，此部分，我们直接使用：USB 读卡器(Slave)实验main.c源码即可。最后，需要修改：usbd_msc_scsic.c里面的： uint32_t SCSI_blk_addr; 改为： uint64_t SCSI_blk_addr; 以支持大于4G的SD卡淘宝店铺：技术论坛:

3、代码移植&例程测试-例程测试例程测试淘宝店铺：技术论坛:

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