stm32-USB使用记录（一）

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1、USB设备介绍

USB，即为通用串行总线，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。是应用在PC领域的接口技术。USB接口支持设备的即插即用和热插拔功能。USB是在1994年底由英特尔、康柏、IBM、Microsoft等多家公司联合提出的。

标准 USB 共四根线组成，除 VCC/GND 外,另外为 D+，D-；这两根数据线采用的是差分电压的方式进行数据传输的。在 USB 主机上， D-和 D+都是接了 15K 的电阻到低的，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。这样当设备接入主机的时候，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。

正点原子精英板上采用的USB如下所示：
在这里插入图片描述
USB设备框图如下所示：

这里我们还是不讨论USB过多的原理性的东西，重点还是介绍怎么使用USB这个设备，就是他的驱动，一些相关资料我都传到我的gitee上了，需要的可以自行获取。

这里比较推荐看这个视频，USB讲的还是很不错的 https://www.bilibili.com/video/BV1F64y1U7d8?spm_id_from=333.337.header_right.fav_list.click

2、虚拟串口进行数据收发

1、在stm32F1上进行

首先是配置cubemx开启USB功能
在这里插入图片描述
下面我们要使用USB的功能需要配置这个中间件，说白了就是对应的库

下面我们来看下这个配置的一些参数，这一部分其实默认即可，不用怎么修改

继续看设备描述

这里我们看下插上电脑的设备，已经可以正常运转了，就是正常监测到我们我们刚才设置的端口了
在这里插入图片描述
这个时候我们就可以用虚拟串口收发函数来进行测试了

将程序下载到开发板，可以看到效果如下：

当然我们也可以用对他进行格式化包装，让他可以像prinf一样的工作，封装的代码如下所示：

void usb_printf(const char *format, ...)
{
    va_list args;
    uint32_t length;

    va_start(args, format);
    length = vsnprintf((char *)UserTxBufferFS, APP_TX_DATA_SIZE, (char *)format, args);
    va_end(args);
    CDC_Transmit_FS(UserTxBufferFS, length);
}

这样我们就可以在主函数中进行调用了！
在这里插入图片描述

2、在stm32F4上进行

这里如果也是按照就是原设定的步骤的话不太成功，会出现就是找不到设备的问题，采用的f4的板子上采用USB连接图如下：
在这里插入图片描述
这里后面还尝试了好几种方案，反正都是不太成功，如果有正好看到这篇文章的大佬清楚的话欢迎指正！

3、大容量设备

在前面的文章中，已经介绍过相关STM32内部flash的操作，还有读写外部挂在的flash，以及外部挂载的eeprom，以及使用SDIO还有SPI来读写SD卡，这里我们了解了USB，就可以用USB来作为接口，将这些内存设备通过USB接口和电脑等设备进行交互了，实现类似U盘的功能，相关的链接如下，需要的可以去下了解下：

stm32内部Flash读写
 sd卡读写移植记录

这里我们再来看下他的这个USB功能描述：
在这里插入图片描述
可以看到USB设备支持的功能还是挺多的，这里就主要介绍这个大容量储存这块的设计，通过设计大容量储存的接口，就可以使得我们得以访问内部的flash以及一些外接的sd卡这样的！

访问内部flash

在前面的文章中已经讲过就是如何将STM32编译出的FLSH表达出来，上次用的是keil的方式，这里我继续采用CUBEIDE的方式介绍下吧！

首先还是看下keil的，编译情况如下，那么它所占的的内存为14236+344=14580的大小，这个单位是字节，那么换算成我们熟悉的点来说就是：14580/1024=14.238KB
这里我们可以看下另一个cubeide的工程：

这里有个大佬讲过了这些字段的意思 https://blog.csdn.net/wxh0000mm/article/details/80364701

详细的解释

text	代码和常量
data	初始化的全局变量
bss	未初始化的变量
dec	就是前面三个的加和

这里占用的代码大小就是：
在这里插入图片描述
转化成我们熟悉的kb来说就是：
**加粗样式**
这里我用的是103RCT6，总的FLASH大小是：

这里再看下我们的FLASH占用情况，可以说是基本一致了，基于这些情况我们就可以开始来设计这个flash的内存设置了

我们这里内存占用是49kb的样子，因此这里我们就从60KB之后来算（这个只要大于49就都是合理的），具体计算如下所示：
在这里插入图片描述
将他转换成我们熟悉的KB值，因此这个就是60KB了

我们在新建的工程里来设置这个大小和起始地址：

之后在这里将我们刚才设置的加入进去

之后就可以添加读函数还有写函数了

这里我附上源码，需要参考的可以借鉴查看

int8_t STORAGE_Read_FS(uint8_t lun, uint8_t *buf, uint32_t blk_addr, uint16_t blk_len)
{
  /* USER CODE BEGIN 6 */
	if (lun == 0) {
		memcpy(buf, (uint8_t*) (FLASH_START_ADDR + blk_addr * FLASH_PAGE_SIZE),
				blk_len * FLASH_PAGE_SIZE);
		return USBD_OK;
	}
  return (USBD_OK);
  /* USER CODE END 6 */
}

/**
  * @brief  .
  * @param  lun: .
  * @retval USBD_OK if all operations are OK else USBD_FAIL
  */
int8_t STORAGE_Write_FS(uint8_t lun, uint8_t *buf, uint32_t blk_addr, uint16_t blk_len)
{
  /* USER CODE BEGIN 7 */
	if (lun == 0) {
		uint16_t i;
		HAL_FLASH_Unlock();

		FLASH_EraseInitTypeDef f;
		f.TypeErase = FLASH_TYPEERASE_PAGES;
		f.PageAddress = FLASH_START_ADDR + blk_addr * FLASH_PAGE_SIZE;
		f.NbPages = blk_len;
		uint32_t PageError = 0;
		HAL_FLASHEx_Erase(&f, &PageError);

		for (i = 0; i < blk_len * FLASH_PAGE_SIZE; i += 4)
			HAL_FLASH_Program(FLASH_TYPEPROGRAM_WORD,
					FLASH_START_ADDR + blk_addr * FLASH_PAGE_SIZE + i,
					*(uint32_t*) (&buf[i]));

		HAL_FLASH_Lock();
		return USBD_OK;
	}
  return (USBD_OK);
  /* USER CODE END 7 */
}

这样我们就完成了读写了部分了，只要就是连接上对应的USB口就行了，一般开发板上都会设置的，我们只需要根据实际情况连接就行了
在这里插入图片描述

哦，居然失败了，就一直这样啊，后面查了原因才知道不对劲啊，前面的文章讲了就是小容量的芯片就是移动单位是一个字节，但是RCT6是大容量芯片，他是按照两个字节为基本单位的，所以这里就不行小于我们两个字节
在这里插入图片描述
这里选择大小为2048个比特，就是2kb了，这样我们修改好之后再次编译就可以了

哦对了就是这里也要注意就是我们这里的VID还有PID可以做一些适当的修改，不然电脑就会把他们认为是同一种USB设备，那就不太好了
这些东西的含义涉及到USB外设的一些理论知识，USB是一个庞大的系统，涉及的东西比较多，这里就不一一介绍了（我也不会），可以参考下面的这篇文章：https://www.cnblogs.com/airoot/p/10673090.html
在这里插入图片描述
这样我们就可以开始把设备插进电脑了，第一次的话会提示需要格式化，之后就可以看到我们的设备了

这里我们可以尝试将数据文本文件写入U盘，直接拖拽即可，可以看到成功写入

当然我们把U盘拔掉，在插入这个数据也是不会丢失的！