2020年05月13日 | 使用stm32cubemx的usb-host-cdc库驱动EC20模块

开发环境：

开发板：正点原子F407探索者

代码生成工具：STM32CubeMX v5.4.0

IDE: eclipse + ac6工具链

实现功能：

单片机可以通过usb接口和EC20的AT指令虚拟串口通讯。

为了方便测试，配置串口2，将 模块->单片机 方向的数据通过串口2发送到电脑，将电脑通过串口工具发送到单片机的数据，转发给模块。

开始

1、使用STM32CubeMX配置工程，生成基础代码

1.1.1 配置晶振

1.1.2 配置时钟

1.2.1 配置串口2

1.2.2 配置DMA

1.2.3 开串口中断

1.3.1 配置USB Host_Only,不使用VBUS SOF

1.3.2 在Middleware中选择USB_HOST

将Class for FS IP 配置为 Communication Host Class (Virtual Port Com)

因为移远EC20模块连接后，配置描述符下一共有5个 Interface , 并且 Interface 中至多有3个Endpoint(下面简称Ep)。所以 注意： USBH_MAX_NUM_ENDPOINTS 需配置 >3 , USBH_MAX_NUM_INTERFACES 需配置 >5 。

1.4 配置USB供电引脚

查询探索者F4开发板原理图可知USB-HOST供电引脚为 PA15 ，在右侧双击芯片引脚配置为输出模式。

1.5 在左侧GPIO中进一步将 PA15 配置为高电平输出。并对 串口2 和 usb 引脚进行配置。

1.6 sys->debug方式，选择 Trace Asynchronous Sw 。

1.7 点击Project Manager 配置项目名称，生成代码。

如果使用MDK5 或 其他IDE可以在 Toolchain / IDE 中切换。

1.8 配置完成，点击右上角 GENERATE CODE 。

2、修改cubemx生成的代码

2.1 修改CDC_Class结构体,将 USB_CDC_CLASS 修改为 0xFF

USBH_ClassTypeDef  CDC_Class =

{

  "CDC",

  0xFF,

  USBH_CDC_InterfaceInit,

  USBH_CDC_InterfaceDeInit,

  USBH_CDC_ClassRequest,

  USBH_CDC_Process,

  USBH_CDC_SOFProcess,

  NULL,

};

2.2 修改usbh_cdc.c 中的 USBH_CDC_InterfaceInit 函数

static USBH_StatusTypeDef USBH_CDC_InterfaceInit(USBH_HandleTypeDef *phost)

{

USBH_StatusTypeDef status = USBH_FAIL;

uint8_t interface;

CDC_HandleTypeDef *CDC_Handle;

// 默认系统配置标准CDC接口

//  interface = USBH_FindInterface(phost,

//  USB_CDC_CLASS,

//                                 ABSTRACT_CONTROL_MODEL,

//                                 COMMON_AT_COMMAND);

/**

* 注:

* cubemx生成的例程中,标准的CDC类设备,1个配置描述符中需要2接口

* 其中一个为Communication Interface Class, 该接口需要一个方向为in的Ep

* 另外一个为Data Interface Class, 该接口需要一个方向为in的Ep和一个方向为out的Ep

* 所以USBH_CDC_InterfaceInit函数,调用了两次USBH_FindInterface函数

* 查找两个匹配的Interface, 分别进行配置

*

* USB-TTL串口工具,debug状态下查询设备描述符结构体中,只有一个接口

* 但是该接口拥有3个Ep, 2个方向为in, 1个方向为out.

* 由此猜测,串口工具并没有将Interface分开

* 经测试, Communication Interface使用的Ep为2, Data Interface使用Ep0,1

*

* Ec20模块,可以读到5个Interface,但是只有Interface 1 2 3 有3个Ep,0 和 4 只有2个Ep

* 经测试,接口AT指令的串口Interface为 2.

* Interface 2中,Communication Interface使用的Ep为0

* Data Interface使用的Ep为1 和 2

*/

// USB-TTL串口工具接口配置

// interface = USBH_FindInterface(phost,

// USER_USB_CDC_CLASS,

// DIRECT_LINE_CONTROL_MODEL, 02);

// 移远4G模块接口配置

interface = USBH_FindInterfaceIndex(phost, 2, 0);

if (interface == 0xFFU) /* No Valid Interface */

{

USBH_DbgLog("Cannot Find the interface for Communication Interface Class.",

phost->pActiveClass->Name);

}

else

{

USBH_SelectInterface(phost, interface);

phost->pActiveClass->pData = (CDC_HandleTypeDef*) USBH_malloc(

sizeof(CDC_HandleTypeDef));

CDC_Handle = (CDC_HandleTypeDef*) phost->pActiveClass->pData;

/*Collect the notification endpoint address and length*/

if (phost->device.CfgDesc.Itf_Desc[interface].Ep_Desc[0].bEndpointAddress

& 0x80U)

{

CDC_Handle->CommItf.NotifEp =

phost->device.CfgDesc.Itf_Desc[interface].Ep_Desc[0].bEndpointAddress;

CDC_Handle->CommItf.NotifEpSize =

phost->device.CfgDesc.Itf_Desc[interface].Ep_Desc[0].wMaxPacketSize;

}

/*Allocate the length for host channel number in*/

CDC_Handle->CommItf.NotifPipe = USBH_AllocPipe(phost,

CDC_Handle->CommItf.NotifEp);

/* Open pipe for Notification endpoint */

USBH_OpenPipe(phost, CDC_Handle->CommItf.NotifPipe,

CDC_Handle->CommItf.NotifEp, phost->device.address, phost->device.speed,

USB_EP_TYPE_INTR, CDC_Handle->CommItf.NotifEpSize);

USBH_LL_SetToggle(phost, CDC_Handle->CommItf.NotifPipe, 0U);

// 默认系统配置标准CDC接口

// interface = USBH_FindInterface(phost,

// DATA_INTERFACE_CLASS_CODE,

// RESERVED,

// NO_CLASS_SPECIFIC_PROTOCOL_CODE);

if (interface == 0xFFU) /* No Valid Interface */

{

USBH_DbgLog("Cannot Find the interface for Data Interface Class.",

phost->pActiveClass->Name);

}

else

{

/*Collect the class specific endpoint address and length*/

if (phost->device.CfgDesc.Itf_Desc[interface].Ep_Desc[2].bEndpointAddress

& 0x80U)

{

CDC_Handle->DataItf.InEp =

phost->device.CfgDesc.Itf_Desc[interface].Ep_Desc[2].bEndpointAddress;

CDC_Handle->DataItf.InEpSize =

phost->device.CfgDesc.Itf_Desc[interface].Ep_Desc[2].wMaxPacketSize;

}

else

{

CDC_Handle->DataItf.OutEp =

phost->device.CfgDesc.Itf_Desc[interface].Ep_Desc[2].bEndpointAddress;

CDC_Handle->DataItf.OutEpSize =

phost->device.CfgDesc.Itf_Desc[interface].Ep_Desc[2].wMaxPacketSize;

}

if (phost->device.CfgDesc.Itf_Desc[interface].Ep_Desc[1].bEndpointAddress

& 0x80U)

{

CDC_Handle->DataItf.InEp =

phost->device.CfgDesc.Itf_Desc[interface].Ep_Desc[1].bEndpointAddress;

CDC_Handle->DataItf.InEpSize =

phost->device.CfgDesc.Itf_Desc[interface].Ep_Desc[1].wMaxPacketSize;

}

else

{

CDC_Handle->DataItf.OutEp =

phost->device.CfgDesc.Itf_Desc[interface].Ep_Desc[1].bEndpointAddress;

CDC_Handle->DataItf.OutEpSize =

phost->device.CfgDesc.Itf_Desc[interface].Ep_Desc[1].wMaxPacketSize;

}

/*Allocate the length for host channel number out*/

CDC_Handle->DataItf.OutPipe = USBH_AllocPipe(phost,

CDC_Handle->DataItf.OutEp);

/*Allocate the length for host channel number in*/

CDC_Handle->DataItf.InPipe = USBH_AllocPipe(phost,

CDC_Handle->DataItf.InEp);

/* Open channel for OUT endpoint */

USBH_OpenPipe(phost, CDC_Handle->DataItf.OutPipe,

CDC_Handle->DataItf.OutEp, phost->device.address, phost->device.speed,

USB_EP_TYPE_BULK, CDC_Handle->DataItf.OutEpSize);

/* Open channel for IN endpoint */

USBH_OpenPipe(phost, CDC_Handle->DataItf.InPipe, CDC_Handle->DataItf.InEp,

phost->device.address, phost->device.speed,

USB_EP_TYPE_BULK, CDC_Handle->DataItf.InEpSize);

CDC_Handle->state = CDC_IDLE_STATE;

USBH_LL_SetToggle(phost, CDC_Handle->DataItf.OutPipe, 0U);

USBH_LL_SetToggle(phost, CDC_Handle->DataItf.InPipe, 0U);

status = USBH_OK;

}

}

return status;

}

修改原因请参见代码中的注释

2.3 修改 USBH_CDC_ClassRequest 函数

static USBH_StatusTypeDef USBH_CDC_ClassRequest(USBH_HandleTypeDef *phost)

{

USBH_StatusTypeDef status = USBH_FAIL;

CDC_HandleTypeDef *CDC_Handle =

(CDC_HandleTypeDef*) phost->pActiveClass->pData;

// /*Issue the get line coding request*/

// status = GetLineCoding(phost, &CDC_Handle->LineCoding);

CDC_Handle->data_rx_state = CDC_IDLE;

CDC_Handle->data_tx_state = CDC_IDLE;

CDC_Handle->LineCoding.b.bCharFormat = 0;

CDC_Handle->LineCoding.b.bDataBits = 8;

CDC_Handle->LineCoding.b.bParityType = 0;

CDC_Handle->LineCoding.b.dwDTERate = 115200;

status = USBH_OK;

if (status == USBH_OK)

{

phost->pUser(phost, HOST_USER_CLASS_ACTIVE);

}

return status;

}

因为读取不到LineCoding相关参数，所以在这里进行相关参数的手动设置。

具体读不到的原因，我也不是很清楚。因为串口连接电脑之后，也是通过串口工具手动选择的波特率。所以猜测这里也是同样的道理，需要自己手动设置。希望各位指正。

2.4 在 usb_host.c 中添加接收代码。

在 MX_USB_HOST_Process 函数中添加接收代码。

// RecData.buf 为数据缓存区首地址

// UART_BUF_LEN 为数据缓存区长度

// 可以根据自己的需要自定义

void MX_USB_HOST_Process(void)

{

CDC_HandleTypeDef *CDC_Handle = hUsbHostFS.pActiveClass->pData;

  /* USB Host Background task */

  USBH_Process(&hUsbHostFS);

  if (hUsbHostFS.gState == HOST_CLASS)

  {

  if (CDC_Handle->data_rx_state == CDC_IDLE)

  {

  USBH_CDC_Receive(&hUsbHostFS, RecData.buf, UART_BUF_LEN);

  }

  }

}

2.5 在 main.c 或者其他需要的位置，添加 USBH_CDC_ReceiveCallback 函数。（原函数为弱函数，用户添加后会将原函数覆盖）

// 这里我设置了一个read_flag表示数据未读，别处代码有用到

// uart_send是我封装的一个串口发送函数，将数据通过串口2转发电脑

void USBH_CDC_ReceiveCallback(USBH_HandleTypeDef *phost)

{

RecData.len_rec = USBH_CDC_GetLastReceivedDataSize(phost);

RecData.read_flag = 0;

uart_send(&uart2, Recbuff.buf, len);

}

2.6 在 main() while(1) 中等待接收串口2发过来的数据，长度不为0就调用usb发送函数，将数据发送出去。

while (1)

{

/* USER CODE END WHILE */

MX_USB_HOST_Process();

/* USER CODE BEGIN 3 */

switch (Appli_state)

{

case APPLICATION_READY:

len_rec = uart_receive(&uart2, main_buf, 1);

if (len_rec != 0)

{

USBH_CDC_Transmit(&hUsbHostFS, main_buf, len_rec);

}

break;

case APPLICATION_DISCONNECT:

ec20.init_flag = 0;

break;

default:

break;

}

3、 编译下载运行，成功发送at并接收到at指令回复。

总结

整个USB-HOST配置过程，难点在于对 usbh_cdc.c 文件的修改。网上做stm32

usb-host-cdc的资料很少。我是先配置连接usb串口工具成功以后，对usb通讯的配置描述符、接口描述符、端点描述符有了一定的了解。之后才进行的 ec20 模块配置。希望可以对跟我一样的新手有所帮助。

因为 EC20 模块 at指令 配置部分还没写完，就先不放工程上来了。