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|  V1.0  |  2020-03-12  |  gingko  |  初次建立  | 

===== STM32CubeMX教程三十——USB_MSC实验 =====

1.在主界面选择File-->New Project   或者直接点击ACCEE TO MCU SELECTOR。  
{{ :icore4t:icore4t_cube_30_1.png?direct |}} 
2.出现芯片型号选择，搜索自己芯片的型号，双击型号，或者点击Start Project进入配置在搜索栏的下面，提供的各  种查找方式，可以选择芯片内核，型号，等等，可以帮助你查找芯片。本实验选取的芯片型号为：STM32H750IBKx。
{{ :icore4t:icore4t_cube_30_2.png?direct |}} 
3.配置RCC，使用外部时钟源。
{{ :icore4t:icore4t_cube_30_3.png?direct |}} 
4.时基源选择SysTick。
{{ :icore4t:icore4t_cube_30_4.png?direct |}}
5.将PA10,PB7,PB8设置为GPIO_Output。
{{ :icore4t:icore4t_cube_30_5.png?direct |}} 
6.引脚模式配置。
{{ :icore4t:icore4t_cube_30_6.png?direct |}} 
{{ :icore4t:icore4t_cube_30_7.png?direct |}} 
7.配置串口。
{{ :icore4t:icore4t_cube_30_8.png?direct |}}
在NVIC Settings一栏使能接收中断。
{{ :icore4t:icore4t_cube_30_9.png?direct |}}
引脚配置
{{ :icore4t:icore4t_cube_30_10.png?direct |}}
8.配置USB_OTG_HS。
{{ :icore4t:icore4t_cube_30_11.png?direct |}}
9.配置USB_HOST。
{{ :icore4t:icore4t_cube_30_12.png?direct |}} 
10.配置FATFS。
{{ :icore4t:icore4t_cube_30_13.png?direct |}} 
11.时钟源设置，选择外部高速时钟源，配置为最大主频。
{{ :icore4t:icore4t_cube_30_14.png?direct |}} 
12.工程文件的设置, 这里就是工程的各种配置 我们只用到有限几个，其他的默认即可  IDE我们使用的是 MDK V5.27。
{{ :icore4t:icore4t_cube_30_15.png?direct |}} 
13.点击Code Generator，进行进一步配置。
{{ :icore4t:icore4t_cube_30_16.png?direct |}} 
  * **Copy all used libraries into the project folder**
  * 将HAL库的所有.C和.H都复制到所建工程中
    * 优点：这样如果后续需要新增其他外设又可能不再用STM32CubeMX的时候便会很方便
    * 缺点：体积大，编译时间很长
  * **Copy only the necessary library files**
  * 只复制所需要的.C和.H（推荐）
    * 优点：体积相对小，编译时间短，并且工程可复制拷贝
    * 缺点：新增外设时需要重新用STM32CubeMX导入
  * **Add necessary library files as reference in the toolchain project configuration file**
  * 不复制文件，直接从软件包存放位置导入.C和.H
    * 优点：体积小，比较节约硬盘空间
    * 缺点：复制到其他电脑上或者软件包位置改变，就需要修改相对应的路径
  * 自行选择方式即可
14.然后点击GENERATE CODE  创建工程。
{{ :icore4t:icore4t_cube_30_17.png?direct |}} 
创建成功，打开工程。


===== 实验三十：USB_MSC实验——读/写U盘（大容量存储器） =====

==== 一、 实验目的与意义 ====

  - 了解STM32 USB HOST结构。
  - 了解STM32 USB HOST特征。
  - 掌握USB HOST MSC的使用方法。
  - 掌握STM32 HAL库中USB HOST属性的配置方法。
  - 掌握KEILMDK 集成开发环境使用方法。
==== 二、 实验设备及平台 ====
  - iCore4T 双核心板。[[https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z10.1-c.w137644-251734891.3.5923532fDrMDOe&id=610595120319|点击购买]]
  - JLINK（或相同功能）仿真器。[[https://item.taobao.com/item.htm?id=554869837940|点击购买]]
  - Micro USB线缆。
  - Keil MDK 开发平台。
  - STM32CubeMX开发平台。
  - 装有WIN XP（及更高版本）系统的计算机。
==== 三、 实验原理 ====
**1.USB简介**
  * USB，是英文UniversalSerialBUS（通用串行总线）的缩写，而其中文简称为“通串线，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。

  * USB发展到现在已经有USB1.0/1.1/2.0/3.0等多个版本。目前用的最多的就是USB1.1和USB2.0，USB3.0目前已经开始普及。STM32H750自带的USB符合USB2.0规范。

  * 标准USB共四根线组成,除VCC/GND外，另外为D+和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。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。接下来，我们简单介绍一下STM32的USB控制器。

  * STM32H750系列芯片自带有2个USB OTG，其中USB1是高速USB（USB1 OTG HS）；USB2是全速USB（USB2 OTG FS），高速USB（HS）需要外扩高速PHY芯片实现。

**2.OTG主要特性**
  * 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。
  * **(1) 通用特性**
  * OTG_HS接口的通用特性如下：
    * 经USB-IF认证，符合通用串行总线规范第2.0版。
    * OTGHS支持以下PHY接口：
      * 片上全速PHY。
      * 连接外部全速PHY的I2C接口。
      * 连接外部高速PHY的ULPI接口。
    * 模块内嵌的PHY还完全支持定义在标准规范OTG补充第2.0版中的OTG协议。
      * 支持A-B器件识别（ID线）。
      * 支持主机协商协议(HNP)和会话请求协议(SRP)。
      * 允许主机关闭VBUS以在OTG应用中节省电池电量。
      * 支持通过内部比较器对VBUS电平采取OTG监控。
      * 支持主机到从机的角色动态切换。
    * 可通过软件配置为以下角色：
      * 具有SRP功能的USBHS从机（B器件）
      * 具有SRP功能的USBHS/LS主机（A器件）
      * USBOn-The-Go全速双角色设备
    * 支持HSSOF和LSKeep-alive令牌
      * SOF脉冲可通过PAD输出。
      * SOF脉冲通过内部连接到定时器(TIMx)。
      * 可配置的帧周期。
      * 可配置的帧结束中断。
    * OTG_HS内嵌DMA，并可软件配置AHB的批量传输类型。
    * 具有省电功能，例如在USB挂起期间停止系统、关闭数字模块时钟、对PHY和DFIFO电源加以管理。
    * 具有采用高级FIFO控制的4KB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。
    * 它支持电池充电规范第1.2版中介绍的充电端口检测（仅限FSPHY收发器
  * **(2) 主机（Host）模式特性**
  * OTG_HS接口在主机模式下具有以下主要特性和要求：
    * 通过外部电荷泵生成VBUS电压。
    * 多达16个主机通道（又称之为管道）：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。
    * 内置硬件调度器可：
      * 在周期性硬件队列中存储多达16个中断加同步传输请求。
      * 在非周期性硬件队列中存储多达16个控制加批量传输请求。
    * 管理一个共享RxFIFO、一个周期性传输TxFIFO和一个非周期性传输TxFIFO，以有效使用USB数据RAM。
  * **(3) 从机（Slave/Device）模式特性**
  * OTG_HS接口在从机模式下具有以下特性：
    * 1个双向控制端点0
    * 8个IN端点(EP)，可配置为支持批量传输、中断传输或同步传输
    * 8个OUT端点，可配置为支持批量传输、中断传输或同步传输
    * 管理一个共享RxFIFO和一个Tx-OUTFIFO，以高效使用USB数据RAM
    * 管理多达9个专用Tx-INFIFO（分别用于每个使能的INEP），以降低应用程序负荷
    * 支持软断开功能。
=== 3.OTG框图 ===

  * STM32H7中存在两个OTG_HS模块（OTG_HS1和OTG_HS2）。尽管他们都可以编程为HS操作，但只有OTG_HS1具有可访问的ULPI接口，因此允许使用外部HS收发器进行高速操作。
{{ :icore4t:icore4t_arm_hal_30_1.png?direct |}} 
{{ :icore4t:icore4t_arm_hal_30_2.png?direct |}} 
=== 4.OTG_HS中断 ===

  * 当OTG_HS控制器在一种模式下（设备模式或主机模式）工作时，应用程序不得以另一种角色模式访问寄存器。如果发生了非法访问，将会产生模式不匹配中断并在模块中断寄存器（OTG_GINTSTS寄存器中的MMIS位）中反映。当模块从一种角色模式切换到另一种角色模式时，新工作模式下的寄存器必须重新编程为上电复位后的状态。如图显示了中断层级：
{{ :icore4t:icore4t_arm_hal_30_3.png?direct |}} 
=== 5.原理图 ===
{{ :icore4t:icore4t_arm_hal_30_4.png?direct |}} 
  * 由于STM32不带高速PHY，在这里我们用STM32H750和USB3300连接的方式来实现数据的高速传输。本实验通过移植ST官方提供的代码来实现STM32对U盘或者读卡器等大容量USB存储设备的读写操作。
==== 四、 实验程序 ====

=== 1.主函数 ===
<code c>
int main(void)
{
    HAL_Init();
    SystemClock_Config();
    i2c.initialize();
    axp152.initialize();
    axp152.set_dcdc1(3500);//[ARM & FPGA BK1/2/6 &OTHER]
    axp152.set_dcdc2(1200);//[FPGA INT & PLL D]
    axp152.set_aldo1(2500);//[FPGA PLL A]
    axp152.set_dcdc4(3300);//[POWER_OUTPUT]
    axp152.set_dcdc3(3300);//[FPGA BK4][Adjustable]
    axp152.set_aldo2(3300);//[FPGA BK3][Adjustable]
    axp152.set_dldo1(3300);//[FPGA BK7][Adjustable]
    axp152.set_dldo2(3300);//[FPGA BK5][Adjustable]
    
    HAL_Delay(200);
    MX_GPIO_Init();
    MX_FATFS_Init();
    MX_USB_HOST_Init();
    MX_USART2_UART_Init();
    LED_ON;
    usart2.printf("\x0c");                  //清屏
    usart2.printf("\033[1;32;40m");         //设置终端字体为绿色
    usart2.printf("\r\nHello, I am iCore4T.\r\n"); 
    while (1)
    {
      MX_USB_HOST_Process();
     }
 }

</code>
=== 2.USB_HOST初始化函数 ===
<code c>
void MX_USB_HOST_Init(void)
{
  /* 初始化主机库，添加支持的类并启动该库 */
  if (USBH_Init(&hUsbHostHS, USBH_UserProcess, HOST_HS) != USBH_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
  if (USBH_RegisterClass(&hUsbHostHS, USBH_MSC_CLASS) != USBH_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
  if (USBH_Start(&hUsbHostHS) != USBH_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
}

</code>
=== 3.USBH_UserProcess函数 ===
<code c>
static void USBH_UserProcess  (USBH_HandleTypeDef *phost, uint8_t id)
{
    int i,j;
    static FRESULT res;
    unsigned char write_buffer[512];
    unsigned char read_buffer[512];
    unsigned int counter;

    switch(id)
    {
    case HOST_USER_SELECT_CONFIGURATION:
    break;
case HOST_USER_DISCONNECTION:
    Appli_state = APPLICATION_DISCONNECT;
    break;
    case HOST_USER_CLASS_ACTIVE:
    Appli_state = APPLICATION_READY;
    //f_mount
    res = f_mount(&fatfs,"0:",1);
    if(res != RES_OK){
        USBH_UsrLog("\r\nf_mount error!");
        while(1){
            LED_ON;
            HAL_Delay(500);
            LED_OFF;
            HAL_Delay(500);    
        }
    }else{
        USBH_UsrLog("\r\nf_mount successful!");
    }   
    //f_open
    for(i = 0; i < 512 ; i ++)write_buffer[i] = i % 256;
    res = f_open(&file,"0:/test.txt",FA_READ | FA_WRITE | FA_OPEN_ALWAYS);   //打开驱动器0上的源文件
     if(res != RES_OK){
        USBH_UsrLog("f_open error!");
        while(1){
            LED_ON;
            HAL_Delay(500);
            LED_OFF;
            HAL_Delay(500);     
        }
    }else{
        USBH_UsrLog("f_open successful!");
    }
    //f_lseek
    res = f_lseek(&file,0);
    if(res != RES_OK){
        USBH_UsrLog("f_lseek error!");
        while(1){
            LED_ON;
            HAL_Delay(500);
            LED_OFF;
            HAL_Delay(500);     
        }   
    }else{
        USBH_UsrLog("f_lseek successful!");
    }
    //f_write
    res = f_write(&file,write_buffer,512,&counter);
    if(res != RES_OK || counter != 512){
        USBH_UsrLog("f_write error!");
        while(1){
            LED_ON;
            HAL_Delay(500);
            LED_OFF;
            HAL_Delay(500);     
        }
    }else{
        USBH_UsrLog("f_write successful!");
    }
    //f_lseek
    res = f_lseek(&file,0);
    if(res != RES_OK){
        USBH_UsrLog("f_lseek error!");
        while(1){
            LED_ON;
            HAL_Delay(500);
            LED_OFF;
            HAL_Delay(500);     
        }   
    }else{
        USBH_UsrLog("f_lseek successful!");
    }
    //f_read
    res = f_read(&file,read_buffer,512,&counter); 
    if(res != RES_OK || counter != 512){
        USBH_UsrLog("f_read error!");
        while(1){
            LED_ON;
            HAL_Delay(500);
            LED_OFF;
            HAL_Delay(500);     
        }   
    }else{
        USBH_UsrLog("f_read successful!");
    }
    f_close(&file);
    USBH_UsrLog("read data:");
    for(i = 0;i < 32;i++){
        for(j = 0; j < 16; j ++)
            usart2.printf("%02X ",read_buffer[i*16+j]);
        usart2.printf("\r\n");
    }   
  break;
  case HOST_USER_CONNECTION:
  Appli_state = APPLICATION_START;
  break;
  default:
  break;
  }
}

</code>
 
==== 五、 实验步骤 ====
  - 把仿真器与iCore4T的SWD调试口相连（直接相连或者通过转接器相连）；
  - 把iCore4T通过Micro USB线与计算机相连，为iCore4T供电；
  - 打开PuTTY串口终端；
  - 打开Keil MDK 开发环境，并打开本实验工程；
  - 烧写程序到iCore4T上；
  - 也可以进入Debug 模式，单步运行或设置断点验证程序逻辑。
==== 六、 实验现象 ====
{{ :icore4t:icore4t_arm_hal_30_5.png?direct |}}