USB学习【13】STM32+USB接收数据过程详解

发布于:2025-05-21 ⋅ 阅读:(19) ⋅ 点赞:(0)

1.官方的描述

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

2.HAL的流程

以上的官方说法我们暂时按下不表。
如果接收到数据,会激活中断进入到USB_LP_CAN1_RX0_IRQHandler()->HAL_PCD_IRQHandler()
因为所有的中断事件共用一个中断函数,所以第一步要进行中断类型检测,中断的信息都写在了ISTR寄存器中,判断代码如下:

  if (__HAL_PCD_GET_FLAG(hpcd, USB_ISTR_CTR))
  {
    /* servicing of the endpoint correct transfer interrupt */
    /* clear of the CTR flag into the sub */
    (void)PCD_EP_ISR_Handler(hpcd);
  }

下一步自然而然的就是执行这个函数:

 (void)PCD_EP_ISR_Handler(hpcd);

既然进入中断了,我们还是要验证一下ISTR的正确传输中断有没有置位

 while ((hpcd->Instance->ISTR & USB_ISTR_CTR) != 0U)
 

在这里插入图片描述
技术手册提示:可以通过DIR和EPID来判断是哪个端点,接下来的代码也是符合这个步骤的,下面的步骤是判断了哪个端点,暂时没有判断方向,一些逻辑执行完毕后,就会判断方向了,详细看后面的代码。

wIstr = hpcd->Instance->ISTR;

/* extract highest priority endpoint number */
epindex = (uint8_t)(wIstr & USB_ISTR_EP_ID);

if (epindex == 0U)
{
}
  else if (epindex == 1U)
  {
  //我们真正使用的端点
  }
    

下一步拿到端点寄存器的数据,看看CTR_RX有没有接收到数据
如果接收到第一步就是把标志位清除掉

下面的图片,发现正确接收标志位置1,CTRM置位,就会产生中断,CTRM位说,如果中断状态寄存器置1就会产生中断,这里面就说明任何端点正确接收置1后,中断状态寄存器也置1,这是一个联动反应

  wEPVal = PCD_GET_ENDPOINT(hpcd->Instance, epindex);

  if ((wEPVal & USB_EP_CTR_RX) != 0U)
  {
    /* clear int flag */
    PCD_CLEAR_RX_EP_CTR(hpcd->Instance, epindex);

在这里插入图片描述
紧接着,HAL库把OUT_ep结构体拿过来,这里面记录了所有规定的端点信息,在初始化阶段把这部分信息预先储存到结构体里面的。

ep = &hpcd->OUT_ep[epindex];

        /* OUT Single Buffering */
        if (ep->doublebuffer == 0U)
        {
          count = (uint16_t)PCD_GET_EP_RX_CNT(hpcd->Instance, ep->num);

          if (count != 0U)
          {
            USB_ReadPMA(hpcd->Instance, ep->xfer_buff, ep->pmaadress, count);
          }
        }

其中 count = (uint16_t)PCD_GET_EP_RX_CNT(hpcd->Instance, ep->num);这条语句,

//先拿到对应端点缓冲表USB_COUNTn_RX的数据
#define PCD_EP_RX_CNT(USBx, bEpNum) ((uint16_t *)((((uint32_t)(USBx)->BTABLE\
                                                    + ((uint32_t)(bEpNum) * 8U) + 6U) * PMA_ACCESS) + ((uint32_t)(USBx) + 0x400U)))

//把USB_COUNTn_RX中的高于9位的信息删除掉,只保留COUNTn_RX(实际接收到的数据)
#define PCD_GET_EP_RX_CNT(USBx, bEpNum)        ((uint32_t)(*PCD_EP_RX_CNT((USBx), (bEpNum))) & 0x3ffU)

在这里插入图片描述
到了对关键的一步,就数据从缓冲区里面,拷贝到用户的自定义区

if (count != 0U)
              {
                USB_ReadPMA(hpcd->Instance, ep->xfer_buff, ep->pmaadress, count);
              }

注意一下参数:从上面看,最后接收到的数据,其实是放在对应端点结构体的xfter_buff里面的
在这里插入图片描述

把接收到的数据从PMA拷贝到用户自己定义的空间中

/**
  * @brief Copy data from packet memory area (PMA) to user memory buffer
  * @param   USBx USB peripheral instance register address.
  * @param   pbUsrBuf pointer to user memory area.
  * @param   wPMABufAddr address into PMA.
  * @param   wNBytes no. of bytes to be copied.
  * @retval None
  */
/**
  * @brief Copy data from packet memory area (PMA) to user memory buffer
  * @param   USBx USB peripheral instance register address.
  * @param   pbUsrBuf pointer to user memory area.
  * @param   wPMABufAddr address into PMA.
  * @param   wNBytes no. of bytes to be copied.
  * @retval None
  */
void USB_ReadPMA(USB_TypeDef *USBx, uint8_t *pbUsrBuf, uint16_t wPMABufAddr, uint16_t wNBytes)
{
  // 计算需要处理的16位数据单元的数量(每个单元包含2个字节),比如接收了64字节,>>1,变成了32字节
  uint32_t n = (uint32_t)wNBytes >> 1;

  // 计算USB外设的基地址
  uint32_t BaseAddr = (uint32_t)USBx;

  // 用于循环计数和临时存储数据的变量
  uint32_t i, temp;

  // 定义一个指向PMA中16位数据的指针
  __IO uint16_t *pdwVal;

  // 定义一个指向用户缓冲区的指针
  uint8_t *pBuf = pbUsrBuf;

  // 计算PMA中目标数据的起始地址
  pdwVal = (__IO uint16_t *)(BaseAddr + 0x400U + ((uint32_t)wPMABufAddr * PMA_ACCESS));

  // 循环处理每个16位数据单元
  for (i = n; i != 0U; i--)
  {
    // 从PMA中读取一个16位数据
    temp = *(__IO uint16_t *)pdwVal;
    pdwVal++;

    // 将16位数据的低8位存储到用户缓冲区
    *pBuf = (uint8_t)((temp >> 0) & 0xFFU);
    pBuf++;

    // 将16位数据的高8位存储到用户缓冲区
    *pBuf = (uint8_t)((temp >> 8) & 0xFFU);
    pBuf++;

    // 如果PMA访问的步长大于1,则跳过一个额外的单元(可能是因为硬件设计)
#if PMA_ACCESS > 1U
    pdwVal++;
#endif
  }

  // 如果剩余的字节数不是2的倍数(即还有1个字节未处理)
  if ((wNBytes % 2U) != 0U)
  {
    // 从PMA中读取最后一个字节
    temp = *pdwVal;
    *pBuf = (uint8_t)((temp >> 0) & 0xFFU);
  }
}
#endif /* defined (USB) */

接收完成标志
可以看到这里有一个判断条件if ((ep->xfer_len == 0U) || (count <= ep->maxpacket)),其中ep->xfer_len == 0U)是给控制传输用的,他需要严格的控制包数,count <= ep->maxpacket是给中断传输用的,只要不大于最大包,就是传输完成(短包)

   /* multi-packet on the NON control OUT endpoint */
    ep->xfer_count += count;
    ep->xfer_buff += count;

    if ((ep->xfer_len == 0U) || (count <= ep->maxpacket))
    {
      /* RX COMPLETE */

3.处理接收到的数据

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

	USBD_StatusTypeDef USBD_LL_DataOutStage(USBD_HandleTypeDef *pdev,
                                        uint8_t epnum, uint8_t *pdata)
{
  USBD_EndpointTypeDef *pep;

  if (epnum == 0U)
  {
		//一些实现代码
  }
  else if ((pdev->pClass->DataOut != NULL) &&
           (pdev->dev_state == USBD_STATE_CONFIGURED))
  {
    pdev->pClass->DataOut(pdev, epnum);
  }
  else
  {
    /* should never be in this condition */
    return USBD_FAIL;
  }

  return USBD_OK;
}
USBD_ClassTypeDef  USBD_CUSTOM_HID =
{
  USBD_CUSTOM_HID_Init,
  USBD_CUSTOM_HID_DeInit,
  USBD_CUSTOM_HID_Setup,
  NULL, /*EP0_TxSent*/
  USBD_CUSTOM_HID_EP0_RxReady, /*EP0_RxReady*/ /* STATUS STAGE IN */
  USBD_CUSTOM_HID_DataIn, /*DataIn*/
  USBD_CUSTOM_HID_DataOut,
  NULL, /*SOF */
  NULL,
  NULL,
  USBD_CUSTOM_HID_GetHSCfgDesc,
  USBD_CUSTOM_HID_GetFSCfgDesc,
  USBD_CUSTOM_HID_GetOtherSpeedCfgDesc,
  USBD_CUSTOM_HID_GetDeviceQualifierDesc,
};

阅读上面代码,发现最终执行了pdev->pClass->DataOut(pdev, epnum);这个函数指针。
下图是在初始化阶段就绑定好的函数指针,可以找到真正执行的函数名字是
USBD_CUSTOM_HID_DataOut->

/**
/**
  * @brief  USBD_CUSTOM_HID_DataOut
  *         handle data OUT Stage
  * @param  pdev: device instance
  * @param  epnum: endpoint index
  * @retval status
  */
static uint8_t  USBD_CUSTOM_HID_DataOut(USBD_HandleTypeDef *pdev,
                                        uint8_t epnum)
{

  USBD_CUSTOM_HID_HandleTypeDef     *hhid = (USBD_CUSTOM_HID_HandleTypeDef *)pdev->pClassData;

  ((USBD_CUSTOM_HID_ItfTypeDef *)pdev->pUserData)->OutEvent(epnum,hhid->Report_buf[0],
                                                            hhid->Report_buf[1]);

  USBD_LL_PrepareReceive(pdev, CUSTOM_HID_EPOUT_ADDR, hhid->Report_buf,
                         USBD_CUSTOMHID_OUTREPORT_BUF_SIZE);

  return USBD_OK;
}

注意这个代码,我们接收到的数据,第一个字节是报告描述符ID号码


  ((USBD_CUSTOM_HID_ItfTypeDef *)pdev->pUserData)->OutEvent(epnum,hhid->Report_buf[0],
                                                            hhid->Report_buf[1]);

最终把数据储存到了USB_Recive_Buffer[i] = hhid->Report_buf[i];
并且调用了这个函数来解析数据HID_RxCpltCallback((uint8_t)epnum,&USB_Recive_Buffer);

/**
  * @brief  Manage the CUSTOM HID class events
  * @param  event_idx: Event index
  * @param  state: Event state
  * @retval USBD_OK if all operations are OK else USBD_FAIL
  */
static int8_t CUSTOM_HID_OutEvent_FS(uint8_t epnum, uint8_t event_idx, uint8_t state)
{
    /* USER CODE BEGIN 6 */
    USBD_CUSTOM_HID_HandleTypeDef  *hhid = (USBD_CUSTOM_HID_HandleTypeDef*)hUsbDeviceFS.pClassData;
    for( uint8_t i  = 0;i <USBD_CUSTOMHID_OUTREPORT_BUF_SIZE;i++){
        USB_Recive_Buffer[i] = hhid->Report_buf[i];
    }
    HID_RxCpltCallback((uint8_t)epnum,&USB_Recive_Buffer);
    return (USBD_OK);
    /* USER CODE END 6 */
}

4.最后再次开启准备接收工作

在这里插入图片描述


网站公告

今日签到

点亮在社区的每一天
去签到