一区二区三区三上|欧美在线视频五区|国产午夜无码在线观看视频|亚洲国产裸体网站|无码成年人影视|亚洲AV亚洲AV|成人开心激情五月|欧美性爱内射视频|超碰人人干人人上|一区二区无码三区亚洲人区久久精品

0
  • 聊天消息
  • 系統(tǒng)消息
  • 評論與回復(fù)
登錄后你可以
  • 下載海量資料
  • 學(xué)習(xí)在線課程
  • 觀看技術(shù)視頻
  • 寫文章/發(fā)帖/加入社區(qū)
會員中心
創(chuàng)作中心

完善資料讓更多小伙伴認識你,還能領(lǐng)取20積分哦,立即完善>

3天內(nèi)不再提示

USB之STM32基礎(chǔ)(6)

電子設(shè)計 ? 來源:電子設(shè)計 ? 作者:電子設(shè)計 ? 2020-10-30 10:31 ? 次閱讀
加入交流群
微信小助手二維碼

掃碼添加小助手

加入工程師交流群

本篇筆記主要介紹 STM32 相關(guān)的知識點,畢竟之后的 CDC 教程是用 STM32 開發(fā)的。

為了寫這一篇,魚鷹把 STM32 中文參考手冊 USB 相關(guān)的從頭到尾看了一遍,雖然以前就已經(jīng)看過了,但這次看,收獲又是不同。

不過限于篇幅,魚鷹不會面面俱到,只介紹和 CDC 相關(guān)的一些東西。

要完成 USB 模擬串口(CDC)的實驗,STM32 手冊是必須細細閱讀的,不然代碼里面很多操作你是無法看懂的。

其實理解了前面的一些東西,你會發(fā)現(xiàn) STM32 中的 USB 知識和前面的大同小異,畢竟開發(fā)芯片的廠家也是按照 USB 標準來實現(xiàn)的,不會差到哪里去。

硬件基礎(chǔ)

首先,STM32F103 使用 PA11(USBDM,D-)和 PA12(USBDP,D+)完成數(shù)據(jù)的收發(fā)。但看過前面章節(jié)的道友應(yīng)該知道,全速 USB 在 D+ 引腳是需要有一個上拉電阻的,同時兩根數(shù)據(jù)線需要各自串聯(lián)一個 22 Ω的電阻。

這就是你需要的硬件基礎(chǔ),如果說你的開發(fā)板有 USB 接口,但是沒有這些條件,那么你的 USB 接口只能用于供電,無法進行數(shù)據(jù)傳輸。

當然,STM32F103 的速度為全速 12 Mbit,換算成字節(jié)為 1.5 MB,除去 USB 協(xié)議的開銷(令牌、打包等),大概能達到 1 MB/s 速度。

魚鷹在測試給各位道友的 CDC 例程發(fā)現(xiàn)只能達到 100 KB 左右,原以為是主機沒有及時發(fā)送令牌包導(dǎo)致帶寬很低,后來發(fā)現(xiàn) USB 設(shè)備發(fā)出的數(shù)據(jù)包只有幾個字節(jié),而不是最大包 64B,才知道是發(fā)送的數(shù)據(jù)太少了,后來增加發(fā)送的數(shù)據(jù)量(一次往緩沖多寫幾百個字節(jié)),帶寬達到了 400~700KB,但離 1MB 還差了點。

通過邏輯分析儀查看才知道,主機發(fā)送 IN 令牌包時,設(shè)備有可能還沒準備好,浪費了帶寬,不過在看 STM32 資料中發(fā)現(xiàn),對于批量傳輸(CDC 使用批量傳輸),可以使用雙緩沖提高傳輸量,估計用了雙緩沖,傳輸速率能達到 1MB/s,比串口的 115200 Bit/s 快的多,也穩(wěn)定的多,畢竟人家可是自帶了 CRC 校驗和數(shù)據(jù)重傳功能的。

軟件基礎(chǔ)

現(xiàn)在看一看 STM32F103 的 USB 有哪些功能

第一點,支持 USB2.0 全速,而不是 2.0 高速 480Mbit/s。

有 1~8 個(雙向)端點,這是能完成組合設(shè)備的基礎(chǔ),按照 CDC + DAP 組合設(shè)備來說,一共需要 1(控制傳輸)+ 2(CDC)+1(HID) = 4 個端點的,更不要說再模擬一個 U 盤了。

CRC、NRZI 編解碼,這個可以讓你不必關(guān)心每一位是什么情況,你只需要處理底層給你的字節(jié)數(shù)據(jù)即可。

支持雙緩沖,最大程度的利用 USB 的帶寬。

支持 USB 掛起和恢復(fù)操作,其實還支持設(shè)備遠程喚醒操作,即由設(shè)備發(fā)起喚醒請求(比如鼠標移動后喚醒設(shè)備)。

后面有一個注意點,就是 USB 和 CAN 共用 512 字節(jié)的緩存,也就是說同一時刻只能有一個外設(shè)可以工作,當然你可以通過軟件在不同時刻使用不同的外設(shè)。

可以看看 USB 設(shè)備框圖,了解一下 USB 是由哪些結(jié)構(gòu)組成的。

為了實現(xiàn) USB 通信,有以下基礎(chǔ)步驟需要完成:

1、打開 Port A 的外設(shè)時鐘(PA11 和 PA12)

2、打開 USB 時鐘(其實還需要設(shè)置 USB 時鐘頻率,一般 SystemInit 會替你完成,當 USB 時鐘打開后, PA11 和 PA12 引腳由 USB 接管,不歸 GPIO 控制)。

3、打開相應(yīng)中斷(一共有三個中斷)

低優(yōu)先級中斷是我們主要關(guān)注的,因為 USB 枚舉過程就在這個中斷完成,所以這個中斷必須開啟,其他兩個就看需求了。

4、配置 USB 寄存器,使 USB 可以正常工作。

5、之后所有的操作都在低優(yōu)先級中斷進行(包括復(fù)位、枚舉、SOF 檢測等)。

以上步驟具體可以看魚鷹提供的例程實現(xiàn),不再多說。

USB 寄存器

USB 中有三類寄存器:端點寄存器、通用寄存器、緩沖區(qū)描述表,再加上和描述表對應(yīng)的緩沖區(qū)(數(shù)據(jù)收發(fā)緩存區(qū),USB 所有的數(shù)據(jù)傳輸都首先要經(jīng)過這里),我們要做的就是在合適的時候?qū)@些寄存器進行相應(yīng)的操作即可。

地址 0x 0x4000 5C00 開始為端點寄存器,因為有 8 個(雙向)端點,所以有 8 個寄存器管理。
之后的寄存器為通用寄存器,用于管理整個 USB 模塊的,具體可查看參考手冊。

以上寄存器有些位很特殊,比如可能寫 0 有效,寫 1 無效,所以有如下要求:

所以以往的讀 - 改 - 寫不能在這里使用,不然你這邊讀回了 0,但是硬件修改了變成 1,如果往回寫 0 ,那么就把硬件設(shè)置的 1 清除了,肯定會有影響,所以針對這種位,需要對不操作的位設(shè)置為 1 ,這樣就不會意外修改了。

還有可能寫 1 翻轉(zhuǎn),寫 0 無效,這時你會發(fā)現(xiàn)代碼中使用異或(^)來設(shè)置需要的位,非常巧妙。
總之,在學(xué)習(xí) USB 過程中,可以鍛煉你的位操作能力。

上述兩類寄存器在參考手冊其實是比較詳盡的,但緩沖區(qū)描述表(描述表的作用就是描述端點發(fā)送和接收緩存區(qū)的地址和大?。┚惋@得晦澀難懂了,所以這里詳細說一下緩沖區(qū)描述表(以下表述可能有問題,需要各位自行驗證)。

首先,描述表的地址在 0x4000 6000,也就是說前面所說的 512 Byte 的基地址。但是按照參考手冊中的描述來看,這個空間大小應(yīng)該是 512 Byte * 2,這是因為 USB 模塊尋址采用 16 位尋址的,而應(yīng)用程序使用 32 位尋址,也就是說,按照我們的軟件角度,空間分布應(yīng)該是這樣的:

低地址的兩個字節(jié)可以被我們訪問(有顏色部分),高地址的兩個字節(jié)不可訪問(但是按照雙緩沖描述來看,好像可以訪問到,以后在驗證一下)。

所以地址范圍應(yīng)該有 1 KB 的空間,但只有一半是可以使用的。

還有一點就是這塊空間不僅用于存放 USB 傳輸?shù)臄?shù)據(jù),還用來存放緩存區(qū)描述表,這個緩沖區(qū)描述表可以在這塊空間的任何一個位置,只要滿足 8 字節(jié)對齊即可,畢竟一個端點需要 16 字節(jié)記錄(這里可能會感到疑惑,為什么一個端點 16 字節(jié),但卻是 8 字節(jié)對齊,這就是 16 位 和 32 訪問的區(qū)別,在 USB 寄存器中,USB 模塊通過 16 位訪問,所以寄存器里面的值都是按照 16 位來保存偏移的)。

這個表的基地址存放在 USB_BTABLE 寄存器中,一般設(shè)置為 0,表示這個表放在上述空間的開始處。

根據(jù)需要,依次安排描述表。比如 CDC 有三個端點,前 16 個字節(jié)安排端點 0,負責描述發(fā)送緩存區(qū)的地址和大小,接收緩存區(qū)的地址和大小(防止接收時溢出)

端點 1 和端點 2 供 CDC 使用,占用 32 字節(jié)。所以前 48 字節(jié)被描述表占用了,剩下的(1024 – 48)/ 2 就是數(shù)據(jù)緩沖區(qū)了。比如將端點 0 的發(fā)送緩沖區(qū)地址指向 0x18(相對地址 0x4000 6000 偏移,16 位訪問),大小為 64 字節(jié),端點 0 的接收緩存區(qū)指向 0x58(寄存器 USB_ADDR0_RX 寫入的值,16 位訪問),大小為 64 字節(jié)(注意這里的值為 16 位尋址,即 USB 模塊的尋址,和應(yīng)用層 32 位尋址不同,兩者之間需要轉(zhuǎn)化)。

按理應(yīng)該像上面分布空間的,但實際上你會發(fā)現(xiàn)分布如下:

那么是否可以將端點 0 的緩存地址安排在 0x40006030 位置,而不是 0x40006060 呢,這樣就不會浪費那些空間了。

因為這個改動會較大,感興趣的可以嘗試一下。

當 USB 模塊寫入端點 0 的數(shù)據(jù)時,首先根據(jù) USB_BTABLE 的值找到描述表的位置,然后再根據(jù)描述表第一個表項的 USB_ADDR0_RX 找到接收緩沖區(qū)的地址,最后寫入數(shù)據(jù)(寫入過程中會判斷是否超出限制,防止破壞其他緩沖區(qū),這個通過 USB_COUNT0_Rx 判斷),當應(yīng)用程序進行讀取上述地址的數(shù)據(jù)時,因為采用了 32 位訪問,所以對 USB_BTABLE 和 USB_ADDR0_RX 偏移地址 x2,這樣就可以找到我們需要的緩存地址,從而讀取到主機發(fā)給設(shè)備的數(shù)據(jù),然后進行相應(yīng)的處理。
設(shè)備發(fā)送同理。

具體實現(xiàn)可參考魚鷹給出的源代碼。

審核編輯 黃昊宇

聲明:本文內(nèi)容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網(wǎng)站授權(quán)轉(zhuǎn)載。文章觀點僅代表作者本人,不代表電子發(fā)燒友網(wǎng)立場。文章及其配圖僅供工程師學(xué)習(xí)之用,如有內(nèi)容侵權(quán)或者其他違規(guī)問題,請聯(lián)系本站處理。 舉報投訴
  • usb
    usb
    +關(guān)注

    關(guān)注

    60

    文章

    8193

    瀏覽量

    273210
  • STM32
    +關(guān)注

    關(guān)注

    2295

    文章

    11032

    瀏覽量

    365237
收藏 人收藏
加入交流群
微信小助手二維碼

掃碼添加小助手

加入工程師交流群

    評論

    相關(guān)推薦
    熱點推薦

    使用USB轉(zhuǎn)TTL串口板和ST-LINK調(diào)試下載器給STM32單片機下載程序

    本文詳細介紹如何使用ST-LINK/V2和USB轉(zhuǎn)TTL串口板為STM32單片機下載程序,包括STM32啟動模式、JTAG與SWD接口對比、驅(qū)動安裝及官方軟件STM32ST-LINKU
    的頭像 發(fā)表于 06-20 17:26 ?542次閱讀
    使用<b class='flag-5'>USB</b>轉(zhuǎn)TTL串口板和ST-LINK調(diào)試下載器給<b class='flag-5'>STM32</b>單片機下載程序

    STM32F103C6T6 DCAC逆變器原理圖

    STM32F103C6T6 DCAC逆變器原理圖
    發(fā)表于 05-19 17:48 ?0次下載

    stm32f103c8t6主控芯片無人機原理圖

    stm32f103c8t6主控芯片無人機原理圖
    發(fā)表于 04-29 17:02 ?1次下載

    STM32 USB傳輸?shù)綄Χ说臅r間是多少?為什么usb會丟幀?

    目前使用的stm32l452這款芯片,USB2.0,F(xiàn)ull speed設(shè)備,目前通過中斷傳輸1000HZ傳輸imu數(shù)據(jù),目前使用的是PMA 1.想問下大概USB傳輸?shù)綄Χ说臅r間是多少,目前看imu
    發(fā)表于 03-10 08:02

    stm32f105rct6usb插在電腦上,然后再上電,模擬u盤內(nèi)的文件就會缺失,這個是什么情況呢?

    請問一下各位大佬,我使用stm32f105rct6,用USB文件系統(tǒng),先上電,再插上USB,模擬U盤內(nèi)的.csv文件數(shù)量是正確的。但是,我先把usb插在電腦上,然后再上電,模擬u盤內(nèi)的
    發(fā)表于 03-07 07:57

    《工程師指南 USB Type-C》電子書免費下載!

    在當今快速發(fā)展的科技時代,USB Type-C 技術(shù)正迅速成為電子設(shè)備連接的主流標準。無論您是硬件工程師、電子愛好者,還是對前沿技術(shù)充滿好奇的科技達人,這份《工程師指南 USB Type-C
    的頭像 發(fā)表于 02-06 12:06 ?865次閱讀
    《工程師指南<b class='flag-5'>之</b> <b class='flag-5'>USB</b> Type-C》電子書免費下載!

    STM32G474RCT6 STM32G0B1VET6 微控制器 IC MCU 32BIT FLASH LQFP

    STM32G474RCT6 混合信號微控制器 (MCU) 結(jié)合了運行頻率為170MHz的32位Arm? Cortex?-M4內(nèi)核(帶FPU和DSP指令)。另外還結(jié)合了3種不同的硬件加速器:ART
    發(fā)表于 12-31 11:59

    STM32WB55RG開發(fā)(2)----STM32CubeProgrammer燒錄

    程序接口(UART、USB DFU、I2C、SPI和CAN)讀取、寫入及驗證器件內(nèi)存。 STM32CubeProgrammer的功能廣泛,可以對STM32內(nèi)部存儲器(如Flash、RAM和OTP)以及外部存儲器進行編程。
    的頭像 發(fā)表于 12-16 15:52 ?1985次閱讀
    <b class='flag-5'>STM32</b>WB55RG開發(fā)(2)----<b class='flag-5'>STM32</b>CubeProgrammer燒錄

    STM32H503開發(fā)(2)----STM32CubeProgrammer燒錄

    STM32CubeProgrammer (STM32CubeProg) 是一款用于編程STM32產(chǎn)品的全功能多操作系統(tǒng)軟件工具。 它提供了一個易用高效的環(huán)境,通過調(diào)試接口(JTAG和SWD)和自舉程序接口(UART、
    的頭像 發(fā)表于 11-28 09:25 ?2617次閱讀
    <b class='flag-5'>STM32</b>H503開發(fā)(2)----<b class='flag-5'>STM32</b>CubeProgrammer燒錄

    stm32 GPIO中斷配置教程

    理解GPIO中斷 在STM32中,GPIO中斷允許微控制器在引腳狀態(tài)變化時(如從低到高或從高到低)立即響應(yīng),而無需不斷輪詢引腳狀態(tài)。這對于處理外部事件(如按鈕按下、傳感器信號等)非常有用。 2. 硬件準備 STM32開發(fā)板(如STM3
    的頭像 發(fā)表于 11-19 15:53 ?3484次閱讀

    bin文件怎么燒錄到stm32

    號的STM32開發(fā)板,如STM32F103、STM32F407等。選擇適合自己需求的開發(fā)板即可。 USB數(shù)據(jù)線 燒錄STM32微控制器通常需
    的頭像 發(fā)表于 08-22 09:38 ?4397次閱讀

    stm32用串口燒錄怎么設(shè)置

    準備工作 確保您擁有STM32開發(fā)板和相應(yīng)的硬件設(shè)備,如USB轉(zhuǎn)串口模塊。 安裝STM32CubeMX和STM32CubeProgrammer軟件,這些是ST官方提供的工具,用于配置和
    的頭像 發(fā)表于 08-22 09:33 ?3513次閱讀

    19.4-STM32接收數(shù)據(jù)-狀態(tài)顯示在屏幕 openMV尋跡與小車控制 Openmv+STM32F103C8T6視覺巡線小車

    19.4-STM32接收數(shù)據(jù)-狀態(tài)顯示在屏幕 openMV尋跡與小車控制 Openmv+STM32F103C8T6視覺巡線小車
    的頭像 發(fā)表于 08-20 11:12 ?1684次閱讀
    19.4-<b class='flag-5'>STM32</b>接收數(shù)據(jù)-狀態(tài)顯示在屏幕 openMV尋跡與小車控制 Openmv+<b class='flag-5'>STM32F103C8T6</b>視覺巡線小車

    第七章-V1.5 STM32超聲波測距STM32F103C8t6超聲波避障小車 超聲波避障模塊 STM32超聲波測距

    5STM32超聲波測距STM32F103C8t6超聲波避障小車
    的頭像 發(fā)表于 08-15 16:25 ?1762次閱讀
    第七章-V1.5 <b class='flag-5'>STM32</b>超聲波測距<b class='flag-5'>STM32F103C8t6</b>超聲波避障小車 超聲波避障模塊 <b class='flag-5'>STM32</b>超聲波測距

    開發(fā)攻略STM32調(diào)試端口的映射

    最近有一個項目用到了STM32F103RB系列單片機,由于引腳數(shù)量較少,不得不使用到了單片機的PB3和PB4兩個引腳。而這兩個引腳剛好又是STM32系列的JTAG調(diào)試引腳,如果要用于普通IO的功能
    的頭像 發(fā)表于 08-03 08:11 ?914次閱讀
    開發(fā)攻略<b class='flag-5'>之</b><b class='flag-5'>STM32</b>調(diào)試端口的映射