USB-cdc实践

对于一种全新的东西来说，我选择遵循”能用就行"原则，毕竟usb可是和fat文件系统一样大头的东西，想学深入的（或者以后就业想搞嵌入式的），好好学。

虽然说目前还不知道会有什么坑，但是基本的收发方式stm已经给我们做好铺垫了，希望没什么坑。

目前你需要知道的：

目前我只写了hal库版本，想要用固件库的同学，可以去参考一下鱼鹰的
接发每一次最大数据包都是64byte，如果超出64会自动到下一个包
C板的（PA10）usart1_RX会和USB_FS_Id口冲突
usb的协议知识量很多，看了一会直接崩溃，所以才是从实践到理论

cubeMX配置

将对应的3个GPIO口配置成USB_FS的引脚

以C板为例，USB_FS的三个引脚是PA12-PA10，点击配置

如果是ACE其他扩展板，请按照pcb询问硬件组同学usbfs的三个引脚是哪个进行配置

设置USB_FS模式

按照上面来配置后，左边的USB_OTG_FS应该是一个绿色√的状态

如果出现黄色感叹号，请查看usart1取消掉没有，因为id的io口被usb占用
强制生成会发现包含stm32_hal_pcd.h的宏定义并没有开启，导致全是error

之后到第二个箭头Mode设置成Device_Only

Computing项里的USB_DEVICE开启虚拟串口选项

打开Computing项，将第二个箭头的选项选成如图所示项（usb-cdc协议）。

图片最下方还可以调整发送/接收缓冲区的大小
如果出现一些状况（比如上位机printf出现乱码/缺失，可以尝试调大，但是目前用感觉2048默认还是够用的

时钟配置

C板如下

生成代码后一般都可以正确识别到usb设备了，可以开始使用发送/接收函数

数据收发的函数

目前我们只用关注截图下面的这个文件

我们一般只用到CDC_Receive_FS和CDC_Transmit_FS两个函数

大部分已经给我们封装好了，到手即用。

如何使用收发函数？

发送：直接传进数组头指针和数组长度即可。（数组长度建议用sizeof或者ARR_SIZE

示例：

接收：接收比较麻烦，可以将CDC_Receive_FS理解为空闲中断，要你过来搬数据了。（不过注意我这个改指针的方式可能会有点危险，建议再另起炉灶，毕竟我还没看完原理（太多啦

示例：

外置USB的printf

/************************** Dongguan-University of Technology -ACE**************************
 * @file bsp_usb.c
 * @brief 
 * @author pansyhou侯文辉 ([email protected])
 * @version 1.0
 * @date 2022-10-11
 * 
 * 
 * @history
 * <table>
 * Date       Version Author Description
 * 2022-10-11   1.0   侯文辉     
 * @verbatim 
 * ==============================================================================
 * ==============================================================================
 * @endverbatim
************************** Dongguan-University of Technology -ACE***************************/
#include "bsp_usb.h"
#include "usbd_cdc_if.h"
#include "usb_device.h"
#include "stdarg.h"

/**
 * 重写printf,通过usbcdc虚拟串口
 * 注意：buff可能要足够大，不然发送乱码或者不全
 * @param format
 * @param ...
 */
void printf_usb(const char *format, ...){
    va_list  args;
    uint32_t length;
    uint8_t buff[APP_TX_DATA_SIZE];

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

//.h文件
#ifndef __BSP_USB_H
#define __BSP_USB_H
#include "main.h"
void printf_usb(const char *format, ...);


#endif

一些注意事项（待补充

建议整一个双缓冲（可参考遥控接收的方式），不然容易冲数据，太快了，usb收发大部分是靠硬件的
待补充

USB-FS理论

f4的中文参考手册上看，比较显著的特性有

具有采用高级 FIFO 控制的 1.25 KB 专用 RAM
可将 RAM 空间划分为不同 FIFO，以便灵活有效地使用 RAM
每个 FIFO 可存储多个数据包
动态分配存储区
FIFO 大小可配置为非 2 的幂次方值，以便连续使用存储单元
一帧之内可以无需要应用程序干预，以达到最大 USB 带宽

FS 框图

FS模块说明

通过外部时钟从复位和时钟控制器 (RCC) 接收 48 MHz 的时钟，用于全速 (12 Mb/s) 驱动 48 MHz 域，必须在配置 OTG FS 模块前使能。（cubeMX 生成的自动使能）
CPU 通过 AHB 外设总线对 OTG FS 模块寄存器进行读写操作，通过usb中断线接收USB事件通知
CPU 通过向特定的 OTG_FS 单元（压栈寄存器）写入 32 位字来向 USB 提交数据。
数据随即自动存储到 USB 数据 RAM 中配置的数据发送 FIFO 中。每个 IN 端点（从机模式）或 OUT 通道（主机模式）都有一个 Tx-FIFO 压栈寄存器。
CPU 从特定的 OTG_FS 地址（出栈寄存器）读取 32 位字，以接收来自 USB 的数据。数据随即从在 1.25 KB USB 数据 RAM 内配置的共享 Rx-FIFO 中弹出。每个 OUT 端点或 IN 通道都有一个 Rx-FIFO 出栈寄存器。
USB 协议层通过串行接口引擎 (SIE) 驱动，并通过片上物理层 (PHY) 中的全速/低速收发器模块经由 USB 进行数据的串行通信。

由于1.2kb的FIFO很大，刚好可以满足一个满速的数据包，所以能刚好吃完usb fs的带宽。

对寄存器那些基础比较感兴趣或者想深入的哥们自己去看吧，我看累了。

参考文献

深入学习？

鱼鹰的图解usb 图解USB (qq.com)

正点？野火？

看源码

USB-cdc实践

cubeMX配置​

将对应的3个GPIO口配置成USB_FS的引脚​

设置USB_FS模式​

Computing项里的USB_DEVICE开启虚拟串口选项​

时钟配置​

数据收发的函数​

如何使用收发函数？​

外置USB的printf​

一些注意事项（待补充​