stm32cubeMX學習、SD卡虛擬U盤實驗

時間：2020-09-08 02:03:53

關鍵字： SD卡 U盤 stm32cube

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[導讀]本程序編寫基于秉火霸道STM32F103ZET6運行環(huán)境。跑這個實驗之前吃了一些虧，讓我一一道來！ 1、軟件寫好了，沒發(fā)現(xiàn)插入USB線連接到電腦后USB居然沒有枚舉解決方法：野火的這款開發(fā)板上做了一個USB上電使能IO，也就是說，當PD3為低電平時，USB才能正常工作，

本程序編寫基于秉火霸道STM32F103ZET6運行環(huán)境。跑這個實驗之前吃了一些虧，讓我一一道來！

1、軟件寫好了，沒發(fā)現(xiàn)插入USB線連接到電腦后USB居然沒有枚舉

解決方法：

野火的這款開發(fā)板上做了一個USB上電使能IO，也就是說，當PD3為低電平時，USB才能正常工作，如果不去使能這個管腳的話，USB自然就不工作了。

2、HAL庫讀寫SD卡API版本問題

解決方法:

我用的是1.8.0的HAL庫，這個庫和老版本的HAL庫在API上有重大的變更，接口的參數(shù)也不一樣，含義也有區(qū)別。

老版本HAL庫讀寫SD卡的接口

我們來看下HAL庫舊版本的讀SD卡接口

/**
  * @brief  Reads block(s) from a specified address in a card. The Data transfer
  *         is managed by polling mode.
  * @param  hsd: SD handle
  * @param  pReadBuffer: pointer to the buffer that will contain the received data
  * @param  ReadAddr: Address from where data is to be read
  * @param  BlockSize: SD card Data block size (in bytes)
  *          This parameter should be 512
  * @param  NumberOfBlocks: Number of SD blocks to read
  * @retval SD Card error state
  */
HAL_SD_ErrorTypedef HAL_SD_ReadBlocks(SD_HandleTypeDef *hsd, uint32_t *pReadBuffer, uint64_t ReadAddr, uint32_t BlockSize, uint32_t NumberOfBlocks)

我們看到，這里的BlockSize是以字節(jié)為單位進行讀的，最小應當是512，因為SD卡一個塊的大小是512，所以，NumberOfBlocks表示塊數(shù)，讀一塊，那么就是BlockSize512，讀N塊，那么就是BlockSize512*N。

再來看看老版本HAL庫的寫SD卡接口

/**
  * @brief  Allows to write block(s) to a specified address in a card. The Data
  *         transfer is managed by polling mode.
  * @param  hsd: SD handle
  * @param  pWriteBuffer: pointer to the buffer that will contain the data to transmit
  * @param  WriteAddr: Address from where data is to be written
  * @param  BlockSize: SD card Data block size (in bytes)
  *          This parameter should be 512.
  * @param  NumberOfBlocks: Number of SD blocks to write
  * @retval SD Card error state
  */
HAL_SD_ErrorTypedef HAL_SD_WriteBlocks(SD_HandleTypeDef *hsd, uint32_t *pWriteBuffer, uint64_t WriteAddr, uint32_t BlockSize, uint32_t NumberOfBlocks)

寫也是一樣的，這里的BlockSize是以字節(jié)為單位進行讀的，最小應當是512，因為SD卡一個塊的大小是512，所以，NumberOfBlocks表示塊數(shù)，寫一塊，那么就是BlockSize512，寫N塊，那么就是BlockSize512*N。

新版本HAL庫讀寫SD卡的接口

然而在最新的HAL庫上，是不用乘以512的，我們來看一下1.8.0版本HAL庫關于這兩個函數(shù)的描述：

/**
  * @brief  Reads block(s) from a specified address in a card. The Data transfer
  *         is managed by polling mode.
  * @note   This API should be followed by a check on the card state through
  *         HAL_SD_GetCardState().
  * @param  hsd: Pointer to SD handle
  * @param  pData: pointer to the buffer that will contain the received data
  * @param  BlockAdd: Block Address from where data is to be read
  * @param  NumberOfBlocks: Number of SD blocks to read
  * @param  Timeout: Specify timeout value
  * @retval HAL status
  */
HAL_StatusTypeDef HAL_SD_ReadBlocks(SD_HandleTypeDef *hsd, uint8_t *pData, uint32_t BlockAdd, uint32_t NumberOfBlocks, uint32_t Timeout)

我們看到，這里傳入的BlockAdd，也就是塊的起始地址，NumberOfBlocks表示的是多少塊，所以本來就是以塊為單位進行讀的，所以也就不用去乘512。

/**
  * @brief  Allows to write block(s) to a specified address in a card. The Data
  *         transfer is managed by polling mode.
  * @note   This API should be followed by a check on the card state through
  *         HAL_SD_GetCardState().
  * @param  hsd: Pointer to SD handle
  * @param  pData: pointer to the buffer that will contain the data to transmit
  * @param  BlockAdd: Block Address where data will be written
  * @param  NumberOfBlocks: Number of SD blocks to write
  * @param  Timeout: Specify timeout value
  * @retval HAL status
  */
HAL_StatusTypeDef HAL_SD_WriteBlocks(SD_HandleTypeDef *hsd, uint8_t *pData, uint32_t BlockAdd, uint32_t NumberOfBlocks, uint32_t Timeout)

寫SD卡的接口也是一樣的，這里傳入的BlockAdd，也就是塊的起始地址，NumberOfBlocks表示的是多少塊，所以本來就是以塊為單位進行寫的，所以也就不用去乘512。

所以，在實現(xiàn)USB大容量存儲設備接口的時候，我應該這么來實現(xiàn)：

/**
  * @brief  .
  * @param  lun: .
  * @retval USBD_OK if all operations are OK else USBD_FAIL
  */
int8_t STORAGE_Read_FS(uint8_t lun, uint8_t *buf, uint32_t blk_addr, uint16_t blk_len)
{
  /* USER CODE BEGIN 6 */
    if(HAL_OK != HAL_SD_ReadBlocks(&hsd,(uint8_t *)buf, blk_addr , blk_len, 1000))
         return USBD_FAIL ;
    return (USBD_OK);
  /* USER CODE END 6 */
}

/**
  * @brief  .
  * @param  lun: .
  * @retval USBD_OK if all operations are OK else USBD_FAIL
  */
int8_t STORAGE_Write_FS(uint8_t lun, uint8_t *buf, uint32_t blk_addr, uint16_t blk_len)
{
  /* USER CODE BEGIN 7 */
    if(HAL_OK != HAL_SD_WriteBlocks(&hsd, (uint8_t *)buf, blk_addr , blk_len, 1000))
        return USBD_FAIL ;
    return (USBD_OK);
  /* USER CODE END 7 */
}

好，這兩個問題解決了，一下來看看這么做的。

一、USB使能管腳配置

PD3管腳，默認輸出電平為低電平，也就是D+管腳為使能狀態(tài)，USB供上了電。

PB1是我拿來做調(diào)試的燈。

二、RCC時鐘

這里要切記一點，因為這里我們用到了USB，USB的時鐘要配置為48MHz，具體看手冊。而SDIO是時鐘是HCLK的二分頻。

三、調(diào)試接口

這里選擇串行調(diào)試。

四、SDIO配置

這里，我們配置模式為4位寬總線的SD卡模式，時鐘分頻因子之前在步驟二中我們已經(jīng)知道了,SDIO的時鐘頻率是HCLK的二分頻，所以SDIOCLK clock divide factor這個選項我們設置為2。

開啟SDIO全局中斷。

五、USB配置

這里將USB設備配置為大容量存儲，其余默認即可。

六、生成并添加代碼邏輯

這里我們把棧的大小稍微調(diào)大一點，以便我們后期在代碼里進行測試。

在usbd_storage_if.c中實現(xiàn)如下接口：

STORAGE_GetCapacity_FS      獲取U盤容量信息
STORAGE_IsReady_FS          獲取U盤狀態(tài)
STORAGE_Read_FS             讀U盤
STORAGE_Write_FS            寫U盤

通過接口獲取有多少塊以及塊的大小。

/**
  * @brief  .
  * @param  lun: .
  * @param  block_num: .
  * @param  block_size: .
  * @retval USBD_OK if all operations are OK else USBD_FAIL
  */
int8_t STORAGE_GetCapacity_FS(uint8_t lun, uint32_t *block_num, uint16_t *block_size)
{
  /* USER CODE BEGIN 3 */
    *block_num  = hsd.SdCard.BlockNbr ;
    *block_size = hsd.SdCard.BlockSize ;
    return (USBD_OK);
  /* USER CODE END 3 */
}

判斷SD卡的狀態(tài)是否已經(jīng)準備好了，狀態(tài)的描述如下：

typedef enum
{
  HAL_SD_STATE_RESET                  = ((uint32_t)0x00000000U),  /*!< SD not yet initialized or disabled  */
  HAL_SD_STATE_READY                  = ((uint32_t)0x00000001U),  /*!< SD initialized and ready for use    */
  HAL_SD_STATE_TIMEOUT                = ((uint32_t)0x00000002U),  /*!< SD Timeout state                    */
  HAL_SD_STATE_BUSY                   = ((uint32_t)0x00000003U),  /*!< SD process ongoing                  */
  HAL_SD_STATE_PROGRAMMING            = ((uint32_t)0x00000004U),  /*!< SD Programming State                */
  HAL_SD_STATE_RECEIVING              = ((uint32_t)0x00000005U),  /*!< SD Receiving State                  */
  HAL_SD_STATE_TRANSFER               = ((uint32_t)0x00000006U),  /*!< SD Transfert State                  */
  HAL_SD_STATE_ERROR                  = ((uint32_t)0x0000000FU)   /*!< SD is in error state                */
}HAL_SD_StateTypeDef;

/**
  * @brief  .
  * @param  lun: .
  * @retval USBD_OK if all operations are OK else USBD_FAIL
  */
int8_t STORAGE_IsReady_FS(uint8_t lun)
{
  /* USER CODE BEGIN 4 */
    uint8_t state = 0;
    state = HAL_SD_GetState(&hsd) ;
    if(HAL_SD_STATE_READY != state)
        return USBD_FAIL ;
    return (USBD_OK);
  /* USER CODE END 4 */
}

實現(xiàn)USB讀寫SD卡

/**
  * @brief  .
  * @param  lun: .
  * @retval USBD_OK if all operations are OK else USBD_FAIL
  */
int8_t STORAGE_Read_FS(uint8_t lun, uint8_t *buf, uint32_t blk_addr, uint16_t blk_len)
{
  /* USER CODE BEGIN 6 */
    if(HAL_OK != HAL_SD_ReadBlocks(&hsd,(uint8_t *)buf, blk_addr , blk_len, 1000))
         return USBD_FAIL ;
    return (USBD_OK);
  /* USER CODE END 6 */
}

/**
  * @brief  .
  * @param  lun: .
  * @retval USBD_OK if all operations are OK else USBD_FAIL
  */
int8_t STORAGE_Write_FS(uint8_t lun, uint8_t *buf, uint32_t blk_addr, uint16_t blk_len)
{
  /* USER CODE BEGIN 7 */
    if(HAL_OK != HAL_SD_WriteBlocks(&hsd, (uint8_t *)buf, blk_addr , blk_len, 1000))
        return USBD_FAIL ;
    return (USBD_OK);
  /* USER CODE END 7 */
}

在主函數(shù)的while循環(huán)里添加調(diào)試閃爍燈，標記當前系統(tǒng)是處于一個正常的運行狀態(tài)。

/**
  * @brief  The application entry point.
  * @retval int
  */
int main(void)
{
  /* USER CODE BEGIN 1 */
  /* USER CODE END 1 */
  

  /* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/

  /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
  HAL_Init();

  /* USER CODE BEGIN Init */

  /* USER CODE END Init */

  /* Configure the system clock */
  SystemClock_Config();

  /* USER CODE BEGIN SysInit */

  /* USER CODE END SysInit */

  /* Initialize all configured peripherals */
  MX_GPIO_Init();
  MX_SDIO_SD_Init();
  MX_USART2_UART_Init();
  MX_USB_DEVICE_Init();
  /* USER CODE BEGIN 2 */
  /* USER CODE END 2 */
  /* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
    while (1)
    {
    /* USER CODE END WHILE */

    /* USER CODE BEGIN 3 */
        //LED調(diào)試燈以500ms的頻率進行翻轉
        HAL_GPIO_TogglePin(LED0_GPIO_Port,LED0_Pin);	
         HAL_Delay(1000);
    }

  /* USER CODE END 3 */
}