《M144Z-M3最小系统板使用指南——STM32F103版》第五十五章 USB读卡器（Slave）实验

正点原子运营

第五十五章 USB读卡器（Slave）实验

1）实验平台：正点原子 M144Z-M3 STM32F103最小系统板

2) 章节摘自【正点原子】M144Z-M3最小系统板使用指南——STM32F103版

3）购买链接:https://detail.tmall.com/item.htm?&id=609293737870

4）全套实验源码+手册+视频下载地址：http://www.openedv.com/docs/boar ... _mini_sysboard.html

5）正点原子官方B站：https://space.bilibili.com/394620890

6）正点原子STM32技术交流QQ群:725095144

本章将介绍使用STM32F103作为USB从设备，模拟出USB读卡器，使得PC与STM32F103通过USB连接后，能够访问与STM32F103连接的SD中的数据。通过本章的学习，读者将学习到STM32F103作为USB从设备模拟出USB读卡器的使用。

本章分为如下几个小节：

55.1 硬件设计

55.2 程序设计

55.3 下载验证

55.1 硬件设计

55.1.1 例程功能

1. LCD上显示SD卡和NOR Flash容量

2. 当通过USB接口连接至USB Host时，LCD上显示USB连接状态和读写状态，同时USBHost设备可对SD卡和NOR Flash中的文件进行操作

3. LED0闪烁，提示程序正在运行

55.1.2 硬件资源

1. LED

       LED0 - PB5

       LED1 – PE6

2. 正点原子 2.8/3.5/4.3/7/10寸TFTLCD模块

3. NOR Flash

       SPI2_SCK - PB13

       SPI2_MISO - PB14

       SPI2_MOSI - PB15

       SPI2_CS - PB12

4. SD

       SDIO_D0 - PC8

       SDIO_D1 - PC9

       SDIO_D2 - PC10

       SDIO_D3 - PC11

       SDIO_SCK - PC12

       SDIO_CMD - PD2

5. USB

       USB_DM - PA11

       USB_DP - PA12

55.1.3原理图

本章实验使用USB接口与PC进行连接，开发板板载了一个USB接口，用于连接其他USB设备，USB接口与MCU的连接原理图，如下图所示：                                 

图55.1.3.1 USB接口与MCU的连接原理图

55.2 程序设计

55.2.1 ST的USB设备驱动库

ST针对STM32F1的USB设备驱动库为STM32_USB_Device_Library，该USB设备驱动库由ST提供对STM32CubeF1软件包一起提供，如下图所示：

图55.2.1.1STM32_USB_Device_library

从上图中也可以看出，STM32CubeF1软件包提供了USB主机和设备的驱动库，本书主要介绍USB设备的应用，因此主要关注STM32_USB_Device_Library。

本书不展开讲解USB的相关原理，若读者想更加深入地了解USB，请自行查阅相关资料。

55.2.2 实验应用代码

本章实验的应用代码，如下所示：

1. int main(void)
   
2. {
   
3.     /* 仅保留关键代码，其余代码省略 */
   
4.    
   
5.     /*初始化USB */
   
6.    USBD_Init(&USBD_Device, &MSC_Desc, 0);
   
7.     /* 添加类 */
   
8.    USBD_RegisterClass(&USBD_Device, USBD_MSC_CLASS);
   
9.     /* 为MSC类添加回调函数 */
   
10.    USBD_MSC_RegisterStorage(&USBD_Device, &USBD_DISK_fops);
    
11.     /* 开启USB */
    
12.    USBD_Start(&USBD_Device);
    
13.    
    
14.     while (1)
    
15.     {
    
16.          t++;
    
17.          
    
18.          /* USB状态改变 */
    
19.          if (usb_sta != g_usb_state_reg)
    
20.          {
    
21.              lcd_fill(30, 190, 240, 190 + 16, WHITE);
    
22.             
    
23.              /* 正在写入 */
    
24.              if (g_usb_state_reg & 0x01)
    
25.              {
    
26.                  LED1(0);
    
27.                  lcd_show_string(30, 190, 200, 16, 16, "USB Writing...", RED);
    
28.              }
    
29.             
    
30.              /* 正在读取 */
    
31.              if (g_usb_state_reg & 0x02)
    
32.              {
    
33.                  LED1(0);
    
34.                  lcd_show_string(30, 190, 200, 16, 16, "USB Reading...", RED);
    
35.              }
    
36.             
    
37.              /* 写入错误 */
    
38.              if (g_usb_state_reg & 0x04)
    
39.              {
    
40.                  lcd_show_string(30, 210, 200, 16, 16, "USB Write Err ", RED);
    
41.              }
    
42.              else
    
43.              {
    
44.                  lcd_fill(30, 210, 240, 230 + 16, WHITE);
    
45.              }
    
46.             
    
47.              /* 读取错误 */
    
48.              if (g_usb_state_reg & 0x08)
    
49.              {
    
50.                  lcd_show_string(30, 230, 200, 16, 16, "USB Read  Err", RED);
    
51.              }
    
52.              else
    
53.              {
    
54.                  lcd_fill(30, 230, 240, 250 + 16, WHITE);
    
55.              }
    
56.             
    
57.              usb_sta = g_usb_state_reg;  
    
58.          }
    
59.          
    
60.          /* USB连接状态改变 */
    
61.          if (device_sta != g_device_state)
    
62.          {
    
63.              /* 连接建立 */
    
64.              if (g_device_state == 1)
    
65.              {
    
66.                  lcd_show_string(30, 170, 200, 16, 16, "USB Connected   ", RED);
    
67.              }
    
68.              /* 连接断开 */
    
69.              else
    
70.              {
    
71.                  lcd_show_string(30, 170, 200, 16, 16, "USB DisConnected ", RED);
    
72.              }
    
73.             
    
74.              device_sta = g_device_state;
    
75.          }
    
76.     }
    
77. }

复制代码

从上面的代码中可以看出，在调用完USB设备驱动库中的相关初始化函数后并不断地获取USB的读写状态和连接状态，并在LCD上进行显示。

在调用完USB相关的初始化函数后，USB设备驱动库便会自动模拟出一个USB读卡器，当然也需要实现配置好USB读卡器模拟出的设备信息，以及读写、初始化SD卡、NOR Flash等的操作，这些操作全部在usbd_storage.c文件中完成了，请读者自行参考该文件。

55.3 下载验证

在完成编译和烧录操作后，将SD卡正确插入开发板板载的SD卡卡座，可以看到LCD上显示了SD卡的容量信息以及USB的连接状态，若开发板还未通过USB接口与PC进行连接，那么LCD上会有USB连接断开的提示，此时可以将开发板通过USB接口与PC进行连接，稍等一会后，可以看到LCD上显示了USB已连接的提示，并且PC上也多出了两个磁盘，磁盘中的文件就是SD卡和NOR Flash中的文件，并且在PC上也可以直接对SD卡和NOR Flash中的文件进行读写操作。