STM32 USB虛擬串口問題匯總

匯總1：STM32的USB例程修改步驟，來自http://blog.csdn.net/cy757/archive/2010/01/01/5117610.aspx 以下是筆者將ST的Custom_HID例程修改為“自定義USB設(shè)備”例程時(shí)總結(jié)出來的，因?yàn)楣P者也是剛剛學(xué)USB開發(fā)不久，某些方面理解錯(cuò)誤在所難免，請各位大蝦指正。

一、usb_desc.c文件 根據(jù)你程序使用的通信方式修改。usb_desc.h文件中定義要根據(jù)usb_desc.c文件中的數(shù)組的大小；ConfigDescriptor[SIZ_CONFIG_DESC]下添加需要處理的端點(diǎn)；根據(jù)需要添加或刪除報(bào)告描述符（主要用于HID）和CDC接口描述符（主要用于實(shí)現(xiàn)USB轉(zhuǎn)串口）等。具體方法可以下載個(gè)“電腦圈圈”使用D12編寫的例子。

二、Usb_conf.h文件： 1、修改需要處理那些中斷 CNTR_CTRM 處理數(shù)據(jù)正確傳輸后控制，比如說響應(yīng)主機(jī) CNTR_DOVRM /* DMA OVeR/underrun Mask */ CNTR_ERRM /* ERRor Mask */ CNTR_WKUPM 0 /* WaKe UP Mask */ CNTR_SUSPM /* SUSPend Mask */ CNTR_RESETM 主要處理USB復(fù)位后進(jìn)行一些初始化任務(wù) CNTR_SOFM /* Start Of Frame Mask */ CNTR_ESOFM /* Expected Start Of Frame Mask */ 如： usb_conf.h中的#define IMR_MSK (CNTR_CTRM | CNTR_SOFM | CNTR_RESETM )是決定USB_CNTR寄存器中的那個(gè)USB相關(guān)中斷啟動(dòng)還是屏蔽。

2、根據(jù)需要增加端點(diǎn)緩存地址，要根據(jù)緩存區(qū)的地址修改，防止數(shù)據(jù)重疊 如下為根據(jù)每個(gè)緩沖區(qū)的大小為64字節(jié)修改： #define ENDP1_TXADDR (0xC0) #define ENDP1_RXADDR (0xD0) #define ENDP2_TXADDR (0x100) #define ENDP2_RXADDR (0x140) #define ENDP3_TXADDR (0x180) #define ENDP3_RXADDR (0x1C0) 3、修改/* CTR service routines */下的EPX_IN_Callback和EPX_OUT_Callback。注釋掉需要處理的函數(shù)。NOP_Process表示不處理。

三usb_prop.c文件 1、修改void XX_Reset(void)（如：void Joystick_Reset(void)） 一般/* Initialize Endpoint 0 */的不用修改，如下為舉例說明端點(diǎn)1的初始化，其他端口原理一樣。 SetEPType(ENDP1, EP_INTERRUPT);//設(shè)置端點(diǎn)1類型 /*EP_BULK 批量端點(diǎn) EP_CONTROL 控制端點(diǎn) EP_ISOCHRNOUS 同步端點(diǎn) EP_INTERRUPT 中斷端點(diǎn)*/ SetEPTxAddr(ENDP1, ENDP1_TXADDR); //設(shè)置端點(diǎn)1緩沖區(qū)基地址 SetEPTxCount(ENDP1, 64);// 配置Tx 緩沖計(jì)數(shù)器 SetEPRxStatus(ENDP1, EP_RX_DIS);// //設(shè)置端點(diǎn)接收關(guān)閉 SetEPTxStatus(ENDP1, EP_TX_NAK);// //設(shè)置端點(diǎn)1發(fā)送不應(yīng)答 /* #define EP_RX_DIS (0x0000) // EndPoint RX DISabled 端點(diǎn)接收關(guān)閉 #define EP_RX_STALL (0x1000) // EndPoint RX STALLed 端點(diǎn)接收延遲 #define EP_RX_NAK (0x2000) // EndPoint RX NAKed 端點(diǎn)接收不應(yīng)答 #define EP_RX_VALID (0x3000) // EndPoint RX VALID端點(diǎn)接收有效 #define EP_TX_DIS (0x0000) //EndPoint TX DISabled #define EP_TX_STALL (0x0010) // EndPoint TX STALLed #define EP_TX_NAK (0x0020) // EndPoint TX NAKed #define EP_TX_VALID (0x0030) // EndPoint TX VALID */ 2、刪除不相干的描述符等。 如自定義的USB設(shè)備就不需要以下結(jié)構(gòu)體初始化： ONE_DESCRIPTOR Joystick_Report_Descriptor ONE_DESCRIPTOR Mouse_Hid_Descriptor 3、修改RESULT XX_Data_Setup(u8 RequestNo)的數(shù)據(jù)類請求處理。 如Custom_HID例程修改為“自定義USB設(shè)備”例程時(shí)可以將以下代碼刪除 if ((RequestNo == GET_DESCRIPTOR) && (Type_Recipient == (STANDARD_REQUEST | INTERFACE_RECIPIENT)) && (pInformation->USBwIndex0 == 0)) { if (pInformation->USBwValue1 == REPORT_DESCRIPTOR) { CopyRoutine = Joystick_GetReportDescriptor; } else if (pInformation->USBwValue1 == HID_DESCRIPTOR_TYPE) { CopyRoutine = Joystick_GetHIDDescriptor; } }

4、刪除不相干的獲得描述符返回函數(shù) 如自定義的USB設(shè)備就不需要以下函數(shù)： Joystick_GetReportDescriptor Joystick_GetHIDDescriptor 四、usb_endp.c文件 1、增加之前定義的中斷數(shù)據(jù)處理函數(shù) 如： void EP1_OUT_Callback(void) { 這些寫接收代碼 } 五、數(shù)據(jù)發(fā)送和接收，舉例說明 1、數(shù)據(jù)接收 u8 DataLen; DataLen = GetEPRxCount(ENDP1); PMAToUserBufferCopy(TX1_buffer, ENDP1_RXADDR, DataLen); SetEPRxValid(ENDP1); USART1_Send(DataLen); count_out = 1; 2、數(shù)據(jù)發(fā)送 UserToPMABufferCopy(InBuffer, GetEPTxAddr(ENDP1), 64); SetEPTxCount(ENDP1, 64); SetEPTxValid(ENDP1);

=========================================================================== 匯總2：STM32 USB 程序?qū)ULK EP改成雙緩沖機(jī)制后，一直狂飚到了1MB/S！來自：http://www.powermcu.com/bbs/viewthread.php?tid=693 前天測試自己編寫的USB驅(qū)動(dòng)程序時(shí)候發(fā)現(xiàn)從主機(jī)到STM32的OUT傳輸（主機(jī)到設(shè)備）速率竟然只有最高33KB/S，實(shí)在是暈死了。經(jīng)過研究后發(fā)現(xiàn)是驅(qū)動(dòng)程序中設(shè)置的PIPE MaxTransferSize參數(shù)的關(guān)系，原先設(shè)置64只能33KB/S，后參考其他USB設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的值，設(shè)置成了65535，再測試USB OUT的速度，達(dá)到了500KB/S，終于解決了驅(qū)動(dòng)程序的瓶頸。不過算下USB 2.0全速的通訊速率是12Mb/S，排除掉CRC、令牌、SOF等等開銷怎么也應(yīng)該不止最大500KB/S啊。到網(wǎng)上看了看，基本上應(yīng)該能達(dá)到600KB/S~700KB/S以上，我現(xiàn)在的速度應(yīng)該還有很大的提升才是。 看看程序，發(fā)現(xiàn) void EP3_OUT_Callback(void)//EP3 OUT的回調(diào)函數(shù)，當(dāng)EP3接收到數(shù)據(jù)時(shí)候中斷調(diào)用該函數(shù) { count_out = GetEPRxCount(ENDP3);//獲得接收到的數(shù)據(jù)長度 PMAToUserBufferCopy(buffer_out, ENDP3_RXADDR, count_out);//將數(shù)據(jù)從USB EP3 RX的緩沖區(qū)拷貝到用戶指定的數(shù)組中 SetEPRxValid(ENDP3); //完成拷貝后置有效狀態(tài)，從而EP3發(fā)送ACK主機(jī)可以進(jìn)行下一個(gè)數(shù)據(jù)包的發(fā)送 } 試著將PMAToUserBufferCopy這句注釋掉(這樣STM32就不處理接收到的數(shù)據(jù)了)后再測試速度，驚奇地發(fā)現(xiàn)速度竟然達(dá)到了997KB/S！晚上仔細(xì)想了想，數(shù)據(jù)肯定是要使用的，這個(gè)數(shù)據(jù)拷貝的過程的時(shí)間消費(fèi)總是少不了的；由于通常情況下USB設(shè)備BULK數(shù)據(jù)接收的步驟就是：接收到數(shù)據(jù)，置NAK->將緩沖區(qū)數(shù)據(jù)拷貝到用戶區(qū)（用戶處理過程）->發(fā)ACK通知主機(jī)完成了完整的接收可以發(fā)送下一個(gè)->主機(jī)發(fā)送下一個(gè)，按照以上的步驟USB接收一步步的進(jìn)行，只要STM32不完成數(shù)據(jù)處理，狀態(tài)就一直是NAK，主機(jī)就會(huì)不停地發(fā)送該數(shù)據(jù)包，浪費(fèi)了帶寬，因此就會(huì)導(dǎo)致我上面最大速度500KB/S難以再增加的情況！不甘心啊~~

昨天晚上又仔細(xì)研究了STM32的技術(shù)參考手冊的USB章節(jié)內(nèi)容，里面提到BULK可以采用雙緩沖機(jī)制（PING-PONG）進(jìn)行處理，正好可以解決上面的情況。雙緩沖機(jī)制的原理就是分配2塊接收緩沖，STM32的用戶處理和USB接口可以分別交替占用2個(gè)緩沖區(qū)，當(dāng)USB端點(diǎn)接收數(shù)據(jù)寫其中一個(gè)緩沖區(qū)的時(shí)候，用戶的應(yīng)用程序可以同時(shí)處理另一個(gè)緩沖區(qū)，這樣緩沖區(qū)依次交換占有者，只要用戶處理程序在USB端點(diǎn)接收的時(shí)間片段內(nèi)完成處理，就能夠完全不影響USB的通訊速度！ 程序部分修改

一、EP3_OUT的設(shè)置修改， //ZYP：修改EP3為BULK雙緩沖方式------------------------- SetEPType(ENDP3, EP_BULK); SetEPDoubleBuff(ENDP3); SetEPDblBuffAddr(ENDP3, ENDP3_BUF0Addr, ENDP3_BUF1Addr); SetEPDblBuffCount(ENDP3, EP_DBUF_OUT, VIRTUAL_COM_PORT_DATA_SIZE); ClearDTOG_RX(ENDP3); ClearDTOG_TX(ENDP3); ToggleDTOG_TX(ENDP3); SetEPRxStatus(ENDP3, EP_RX_VALID); SetEPTxStatus(ENDP3, EP_TX_DIS); //------------------------------------------------------

二、EP3_OUT回調(diào)函數(shù)的修改 void EP3_OUT_Callback(void) { //ZYP:以下是修改成EP3雙緩沖OUT后的處理函數(shù) if (GetENDPOINT(ENDP3) & EP_DTOG_TX)//先判斷本次接收到的數(shù)據(jù)是放在哪塊緩沖區(qū)的 { FreeUserBuffer(ENDP3, EP_DBUF_OUT); //先釋放用戶對(duì)緩沖區(qū)的占有，這樣的話USB的下一個(gè)接收過程可以立刻進(jìn)行，同時(shí)用戶并行進(jìn)行下面處理 count_out = GetEPDblBuf0Count(ENDP3);//讀取接收到的字節(jié)數(shù) PMAToUserBufferCopy(buffer_out, ENDP3_BUF0Addr, count_out); } else { FreeUserBuffer(ENDP3, EP_DBUF_OUT); count_out = GetEPDblBuf1Count(ENDP3); PMAToUserBufferCopy(buffer_out, ENDP3_BUF1Addr, count_out); } } 經(jīng)過上面的修改，終于解決了STM32在處理接收數(shù)據(jù)時(shí)導(dǎo)致主機(jī)等待的情況，用BUS HOUND軟件測試了下 哈哈，這下終于爽了。 PS:上面的FreeUserBuffer(ENDP3, EP_DBUF_OUT); 這句話的上下位置是關(guān)鍵，如果放到函數(shù)的后面，則仍舊會(huì)有主機(jī)等待STM32處理數(shù)據(jù)的情況，速度仍然是500KB/S！ 把這句話放在拷貝函數(shù)的前面的話就真正把雙緩沖PING-PONG機(jī)制用起來了。大致算了下PMAToUserBufferCopy(buffer_out, ENDP3_BUF1Addr, count_out);這句話當(dāng)count_out為最大值64的時(shí)候STM32執(zhí)行需要302個(gè)周期，72MHZ情況下約4.2微秒執(zhí)行時(shí)間，而USB傳輸按照12Mb/s的線速度傳輸64字節(jié)的數(shù)據(jù)至少也得40微秒，因此只要PMAToUserBufferCopy的時(shí)間不超過40微秒，就不會(huì)導(dǎo)致緩沖區(qū)競爭的情況。

=============================================================================== 匯總3：STM32的USB中斷說明，來自：http://bbs.ednchina.com/BLOG_ARTICLE_238817.HTM STM32的USB模塊可以產(chǎn)生三種中斷：USB喚醒中斷、USB高優(yōu)先級(jí)中斷和USB低優(yōu)先級(jí)中斷，在STM32的參考手冊中沒有詳細(xì)說明這三種中斷對(duì)應(yīng)哪些事件，現(xiàn)說明如下： 1）USB喚醒中斷：在中斷向量表中的位置是42。這個(gè)中斷在USB設(shè)備從暫停模式喚醒時(shí)產(chǎn)生，喚醒事件由USB_ISTR寄存器的WKUP位標(biāo)識(shí)。 2）USB高優(yōu)先級(jí)中斷：在中斷向量表中的位置是19。這個(gè)中斷僅由USB同步(Isochronous)模式傳輸或雙緩沖塊(Bulk)傳輸模式下的正確傳輸事件產(chǎn)生，正確傳輸事件由USB_ISTR寄存器的CTR位標(biāo)識(shí)。 3）USB低優(yōu)先級(jí)中斷：在中斷向量表中的位置是20。這個(gè)中斷由所有其它的USB事件產(chǎn)生，例如正確傳輸(不包括同步模