2020年11月05日 | 使用STM32的USB模块中后对USB缓冲区的认识

最近在使用STM32的USB模块开发个项目，还以为挺简单，结果搞了快两天才把USB的包缓冲区的访问搞定，在此做个小总结吧。

STM32的USB模块包缓冲区有512B，但是在STM32的参考手册中的存储器映像中却表明0x40006000-0x400063ff，整整多了512B，怎么会这样呢，同时在尝试着编程时也遇到了一个问题：

在usb_core.c文件的Setup0_Process(void)这个函数中，有这么一段：

uint16_t offset = 1; 

if (pInformation->ControlState != PAUSE)

  {

    pInformation->USBbmRequestType = *pBuf.b++; /* bmRequestType */

    pInformation->USBbRequest = *pBuf.b++; /* bRequest */

    pBuf.w += offset;  /* word not accessed because of 32 bits addressing */

    pInformation->USBwValue = ByteSwap(*pBuf.w++); /* wValue */

    pBuf.w += offset;  /* word not accessed because of 32 bits addressing */

    pInformation->USBwIndex  = ByteSwap(*pBuf.w++); /* wIndex */

    pBuf.w += offset;  /* word not accessed because of 32 bits addressing */

    pInformation->USBwLength = *pBuf.w; /* wLength */

  }  

这其中又不太明白为什么需要pBuf.w += offset;而且后面的解释也不太懂 /* word not accessed because of 32 bits addressing */

，我于是在这段之前加入调试以显示收到什么数

        #ifdef DEBUG

        UARTSend_String("***  端点0收到SETUP数据  ***rn");

        for(offset=0;offset<16;offset++)

        {

                UARTSend_Hex(*pBuf.b++);

        }

        #endif

结果串口调试显示如下：

***  USB总线复位  ***

***  USB总线CTR置位  ***

***  进入端点0  ***

***  端点0收到SETUP包  ***

***  端点0收到SETUP数据  ***

0x80 0x06 0x00 0x00 0x00 0x01 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 0x40 0x00 0x00 0x00

本来应该显示0x80 0x06 0x00 0x01 0x00 0x000x40 0x00才对，不太明白怎么0x80 0x06和0x00 0x01 后面多了两个 0x00 ，难道USB模块还会将收到的数据跳着放吗？

 后来反复看参考手册，问了些人，才知道原来STM32的USB缓冲区是一个双端口的RAM，CPU一端需要使用32位方式访问，但USB模块一端使用16位方式访问。也就是说每个USB模块中的地址*2才能对应到控制器中的实际地址，这样每四个字节地址空间后两个字节地址空间是空的。所以上面串口调试显示的数据每正确两个字节就会多出两个字节的0x00。

这里也对STM32的USB库函数中对缓冲区的操作函数做个说明：

在usb_men.c文件有这么一个函数

void PMAToUserBufferCopy(uint8_t *pbUsrBuf, uint16_t wPMABufAddr, uint16_t wNBytes)

  uint32_t n = (wNBytes + 1) >> 1;/* /2*/

  uint32_t i;

  uint32_t *pdwVal;

  pdwVal = (uint32_t *)(wPMABufAddr * 2 + PMAAddr);

  for (i = n; i != 0; i--)

  {

    *(uint16_t*)pbUsrBuf++ = *pdwVal++;

    pbUsrBuf++;

  }

它的作用是将缓冲区中的数据拷贝到你所定义的uint8_t Receive_Buffer[];数组中。其它地方都好理解，这里说说

  pdwVal = (uint32_t *)(wPMABufAddr * 2 + PMAAddr);

  for (i = n; i != 0; i--)

  {

    *(uint16_t*)pbUsrBuf++ = *pdwVal++;

    pbUsrBuf++;

  }

首先是pdwVal = (uint32_t *)(wPMABufAddr * 2 + PMAAddr);这里wPMABufAddr * 2之所以要*2就是前面所述的USB模块中的地址*2才能对应到控制器中的实际地址，在取得对应端点的缓冲区首地址后，将其(uint32_t*)强制指向uint32_t型，这样每次*pdwVal++，pdwVal的地址都增加4个字节，并且每次都会有四个字节的数据读出。

在for循环中，*(uint16_t*)pbUsrBuf++ = *pdwVal++;这句重点说说，++与指针*同优先级，结合顺序为至右向左结合，因此相当于*((uint16_t*)pbUsrBuf++)，先*(uint16_t*)pbUsrBuf赋值只取*pdwVal++的32位数据的前16位，然后再将pbUsrBuf加上1个字节。到这里，前面定义的uint8_tReceive_Buffer[];数组中就有两个数组变量被赋值了，但这时地址还指增加一个字节，因此还需要pbUsrBuf++;让其指向Receive_Buffer[];的下下个数组变量。一次循环，知道读出所有数据。