STM32CubeMX系列教程26:USB HOST

来自丢石头百科


一.USB MSC       这一节介绍usb作为主机读取U盘设备,通过USB虚拟串口通信。程序在LCD滚动显示字符工程的基础上修改，复制工程修改文件夹名。打开STM32cubeMX的工程文件重新配置，USB_OTG_FS选择设备，PE2设置为GPIO输出模式，USB口输出电压给从设备。


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USB HOST选择大容量存储主机类，选择USB Disk开启FATFS文件系统。


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配置系统时钟频率为216MHZ，USB频率均为48MHz。


文件:174159tr8y9jjg1krirklj.png


在FATFS配置中选择简体中文字GBK编码支持中文，使能长文件名，缓存存储在堆（STACK）中。


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USB_OTG_FS为默认配置不作修改。


174200x1l2n662faht1tkk.png


中间件USB_HOST配置中，USB主机调试等级(USBH_DEBUG_LEVEL)选择2，此时用户信息和错误信息会通过标准输出设备显示，此处使用屏幕作为输出设备，故printf函数打印的信息会显示在屏幕上。


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最后设置堆栈大小。


174201b8w2eie2ivvdj882.png


生成报告以及初始化代码，编译程序。应用层多出下面三个文件。


174201htfmftxx25fl5r0x.png


其中fatfs.c为文件系统的应用层文件，包含文件系统的初始化函数MX_FATFS_Init()。 usbh_conf.c为USB配置文件，包含USB管脚的初始化,寄存器参数初始化，中断回调函数等。 usb_host.c为应用层文件，包含USB HOST的初始化函数MX_USB_HOST_Init()，以及HOST后台任务函数MX_USB_HOST_Process()，由于程序中没有使用操作系统，次函数必须添加到main函数的while循环中。用户处理函数USBH_UserProcess()。 



/*
 * user callbak definition
*/ 
static void USBH_UserProcess  (USBH_HandleTypeDef *phost, uint8_t id)
{
 
  /* USER CODE BEGIN 2 */
  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;
  break;
 
  case HOST_USER_CONNECTION:
  Appli_state = APPLICATION_START;
  break;
 
  default:
  break; 
  }
  /* USER CODE END 2 */
}

下载下面的应用程序添加到工程中


<a class="attach" href="portal.php?mod=attachment&id=637" target="_blank">USB_HOST_MSC.zip


应用程序包含下面三个文件，这三个文件可以在固件库里面找到原型。 STM32Cube_FW_F7_V1.3.0\Projects\STM32746G-Discovery\Applications\USB_Host\MSC_Standalone\Src


174201hjswxlqpjwgabq4x.png


其中explorer.c文件里面包含搜索文件系统里面所有文件的函数Explore_Disk()。 file_operations.c文件里面包含一个文件操作函数MSC_File_Operations(),主要是新建文件，然后写内容再读取出来比较等操作，测试是否可以操作文件系统。 menu.c为菜单处理函数，更加不同状态进行不同操作。 



/**
  * @brief  Manages MSC Menu Process.
  * @param  None
  * @retval None
  */
void MSC_MenuProcess(void)
{
  switch(msc_demo.state)
  {
  case MSC_DEMO_START:
    if(Appli_state == APPLICATION_READY)
    {
      BSP_LCD_SetTextColor(LCD_COLOR_GREEN);
      BSP_LCD_DisplayStringAtLine(35, (uint8_t *)"Press User button to start read and write operations");
       
      /* Wait for User Input */
      while((BSP_JOY_GetState() != JOY_CTR) &amp;&amp; (Appli_state != APPLICATION_DISCONNECT))
      {
      }
      msc_demo.state = MSC_DEMO_FILE_OPERATIONS;
       
      /* Prevent debounce effect for user key */
      HAL_Delay(400);
       
      BSP_LCD_ClearStringLine(19);
    }
    break;
     
  case MSC_DEMO_FILE_OPERATIONS:
    /* Read and Write File Here */
    if(Appli_state == APPLICATION_READY)
    {
      MSC_File_Operations();
       
      BSP_LCD_SetTextColor(LCD_COLOR_GREEN);
      BSP_LCD_DisplayStringAtLine(35, (uint8_t *)"Press User button to display disk content");
      /* Wait for User Input */
      while((BSP_JOY_GetState() != JOY_CTR) &amp;&amp; (Appli_state != APPLICATION_DISCONNECT))
      {
      }
      msc_demo.state = MSC_DEMO_EXPLORER;
       
      /* Prevent debounce effect for user key */
      HAL_Delay(400);
       
      BSP_LCD_ClearStringLine(19);
    }
    break; 
     
  case MSC_DEMO_EXPLORER:
    /* Display disk content */
    if(Appli_state == APPLICATION_READY)
    {
      Explore_Disk("0:/", 1);
      msc_demo.state = MSC_DEMO_START;
       
      /* Prevent debounce effect for user key */
      HAL_Delay(400);
    }
    break;
     
  default:
    break;
  }
   
  if(Appli_state == APPLICATION_DISCONNECT)
  {
    Appli_state = APPLICATION_IDLE;
    LCD_LOG_ClearTextZone();
    LCD_ErrLog("MSC device disconnected!\n");
    msc_demo.state = MSC_DEMO_START;
    msc_demo.select = 0;
  }
}

当USB_HOST处于未连接状态(APPLICATION_DISCONNECT)时，会显示未连接错误。
当USB_HOST处于准备状态(APPLICATION_READY)时,根据MSC示例的状态进行不同操作。
第一阶段开始阶段（MSC_DEMO_START），等待按键第一次按下。
当按键按下时进入第二阶段（MSC_DEMO_FILE_OPERATIONS）进行文件读写操作测试。
再次按下按键时进入第三阶段（MSC_DEMO_EXPLORER），显示U盘目录下所有文件。程序再次回到第一阶段。


在main()函数中添加初始化函数，初始化LCD,文件系统以及MSC菜单初始化。


<syntaxhighlight lang="python">
  /* USER CODE BEGIN 2 */
    /* Initialize the SDRAM */
    BSP_SDRAM_Init();
 
    /* Initialize the LCD */
    BSP_LCD_Init();
 
    /* Clear the LCD Background layer */
    BSP_LCD_SetLayerVisible(1,DISABLE);
    BSP_LCD_SelectLayer(0);
    BSP_LCD_SetFont(&amp;LCD_DEFAULT_FONT);
 
    /* Initialize LCD Log module */
    LCD_LOG_Init();
 
    /* Show Header and Footer texts */
    LCD_LOG_SetHeader((uint8_t *)" USB OTG FS MSC Host");
    LCD_LOG_SetFooter((uint8_t *)"WaveShare Open7XXI-C board");
    LCD_UsrLog("USB Host library started.\n"); 
 
    /* Initialize menu and MSC process */
    Menu_Init();
 
    /* Register the file system object to the FatFs module */
    if(f_mount(&amp;USBH_fatfs, "", 0) != FR_OK)
    {  
        LCD_ErrLog("Cannot Initialize FatFs! \n");
    }
    /* USER CODE END 2 */


在while循环中添加MSC的菜单处理函数MSC_MenuProcess（）。 



 /* USER CODE BEGIN WHILE */
    while (1)
    {
        /* USER CODE END WHILE */
        MX_USB_HOST_Process();
 
        /* USER CODE BEGIN 3 */
        /* MSC Menu Process */
        MSC_MenuProcess();
    }
  /* USER CODE END 3 */


在mian文件前面导入外部函数以及变量。 


/* USER CODE BEGIN PV */
/* Private variables ---------------------------------------------------------*/
extern FATFS USBH_fatfs;
/* USER CODE END PV */


/* USER CODE BEGIN PFP */
/* Private function prototypes -----------------------------------------------*/
extern void Menu_Init(void);
extern void MSC_MenuProcess(void);
/* USER CODE END PFP */


</syntaxhighlight> 

最后编译程序，并下载到开发板，用OTG 一端接 U 盘，另外一端接到Open746I-C核心板的USB口，按下按键按键LCD上会显U盘里面的文件。


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鄙人在这里只是简单讲解一下USB的示例程序，关于USB的更多示例程序可以参考ST官方的固件库示例程序。

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