USB学习【13】STM32+USB吸收数据过程详解

1.官方的描述

2.HAL的流程

以上的官方说法我们暂时按下不表。
如果吸收到数据，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，以是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：

1.   if (__HAL_PCD_GET_FLAG(hpcd, USB_ISTR_CTR))
2.   {
3.     /* servicing of the endpoint correct transfer interrupt */
4.     /* clear of the CTR flag into the sub */
5.     (void)PCD_EP_ISR_Handler(hpcd);
7.   }

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下一步自然而然的就是执行这个函数：

1. (void)PCD_EP_ISR_Handler(hpcd);

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既然进入中断了，我们还是要验证一下ISTR的精确传输中断有没有置位

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

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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，具体看后面的代码。

1. wIstr = hpcd->Instance->ISTR;
3. /* extract highest priority endpoint number */
4. epindex = (uint8_t)(wIstr & USB_ISTR_EP_ID);
6. if (epindex == 0U)
7. {
8. }
9.   else if (epindex == 1U)
10.   {
11.   //我们真正使用的端点
12.   }
13.    

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下一步拿到端点寄存器的数据，看看CTR_RX有没有吸收到数据
如果吸收到第一步就是把标记位清除掉
   下面的图片，发现精确吸收标记位置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精确吸收置1后，中断状态寄存器也置1，这是一个联动反应

1.   wEPVal = PCD_GET_ENDPOINT(hpcd->Instance, epindex);
3.   if ((wEPVal & USB_EP_CTR_RX) != 0U)
4.   {
5.     /* clear int flag */
6.     PCD_CLEAR_RX_EP_CTR(hpcd->Instance, epindex);

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紧接着，HAL库把OUT_ep结构体拿过来，这里面记载了所有规定的端点信息，在初始化阶段把这部门信息预先储存到结构体里面的。

1. ep = &hpcd->OUT_ep[epindex];
3.         /* OUT Single Buffering */
4.         if (ep->doublebuffer == 0U)
5.         {
6.           count = (uint16_t)PCD_GET_EP_RX_CNT(hpcd->Instance, ep->num);
8.           if (count != 0U)
9.           {
10.             USB_ReadPMA(hpcd->Instance, ep->xfer_buff, ep->pmaadress, count);
11.           }
12.         }

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

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

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1. //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)
2. #define PCD_GET_EP_RX_CNT(USBx, bEpNum)        ((uint32_t)(*PCD_EP_RX_CNT((USBx), (bEpNum))) & 0x3ffU)

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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

1. if (count != 0U)
2.               {
3.                 USB_ReadPMA(hpcd->Instance, ep->xfer_buff, ep->pmaadress, count);
4.               }

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留意一下参数：从上面看，最后吸收到的数据，其实是放在对应端点结构体的xfter_buff里面的

把吸收到的数据从PMA拷贝到用户本身定义的空间中

1. /**
2.   * @brief Copy data from packet memory area (PMA) to user memory buffer
3.   * @param   USBx USB peripheral instance register address.
4.   * @param   pbUsrBuf pointer to user memory area.
5.   * @param   wPMABufAddr address into PMA.
6.   * @param   wNBytes no. of bytes to be copied.
7.   * @retval None
8.   */
9. /**
10.   * @brief Copy data from packet memory area (PMA) to user memory buffer
11.   * @param   USBx USB peripheral instance register address.
12.   * @param   pbUsrBuf pointer to user memory area.
13.   * @param   wPMABufAddr address into PMA.
14.   * @param   wNBytes no. of bytes to be copied.
15.   * @retval None
16.   */
17. void USB_ReadPMA(USB_TypeDef *USBx, uint8_t *pbUsrBuf, uint16_t wPMABufAddr, uint16_t wNBytes)
18. {
19.   // 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
20.   uint32_t n = (uint32_t)wNBytes >> 1;
22.   // 计算USB外设的基地址
23.   uint32_t BaseAddr = (uint32_t)USBx;
25.   // 用于循环计数和临时存储数据的变量
26.   uint32_t i, temp;
28.   // 定义一个指向PMA中16位数据的指针
29.   __IO uint16_t *pdwVal;
31.   // 定义一个指向用户缓冲区的指针
32.   uint8_t *pBuf = pbUsrBuf;
34.   // 计算PMA中目标数据的起始地址
35.   pdwVal = (__IO uint16_t *)(BaseAddr + 0x400U + ((uint32_t)wPMABufAddr * PMA_ACCESS));
37.   // 循环处理每个16位数据单元
38.   for (i = n; i != 0U; i--)
39.   {
40.     // 从PMA中读取一个16位数据
41.     temp = *(__IO uint16_t *)pdwVal;
42.     pdwVal++;
44.     // 将16位数据的低8位存储到用户缓冲区
45.     *pBuf = (uint8_t)((temp >> 0) & 0xFFU);
46.     pBuf++;
48.     // 将16位数据的高8位存储到用户缓冲区
49.     *pBuf = (uint8_t)((temp >> 8) & 0xFFU);
50.     pBuf++;
52.     // 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）
53. #if PMA_ACCESS > 1U
54.     pdwVal++;
55. #endif
56.   }
58.   // 如果剩余的字节数不是2的倍数（即还有1个字节未处理）
59.   if ((wNBytes % 2U) != 0U)
60.   {
61.     // 从PMA中读取最后一个字节
62.     temp = *pdwVal;
63.     *pBuf = (uint8_t)((temp >> 0) & 0xFFU);
64.   }
65. }
66. #endif /* defined (USB) */

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吸收完成标记
可以看到这里有一个判断条件if ((ep->xfer_len == 0U) || (count <= ep->maxpacket))，此中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）

1.    /* multi-packet on the NON control OUT endpoint */
2.     ep->xfer_count += count;
3.     ep->xfer_buff += count;
5.     if ((ep->xfer_len == 0U) || (count <= ep->maxpacket))
6.     {
7.       /* RX COMPLETE */

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3.处理吸收到的数据

1.         USBD_StatusTypeDef USBD_LL_DataOutStage(USBD_HandleTypeDef *pdev,
2.                                         uint8_t epnum, uint8_t *pdata)
3. {
4.   USBD_EndpointTypeDef *pep;
6.   if (epnum == 0U)
7.   {
8.                 //一些实现代码
9.   }
10.   else if ((pdev->pClass->DataOut != NULL) &&
11.            (pdev->dev_state == USBD_STATE_CONFIGURED))
12.   {
13.     pdev->pClass->DataOut(pdev, epnum);
14.   }
15.   else
16.   {
17.     /* should never be in this condition */
18.     return USBD_FAIL;
19.   }
21.   return USBD_OK;
22. }

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1. USBD_ClassTypeDef  USBD_CUSTOM_HID =
2. {
3.   USBD_CUSTOM_HID_Init,
4.   USBD_CUSTOM_HID_DeInit,
5.   USBD_CUSTOM_HID_Setup,
6.   NULL, /*EP0_TxSent*/
7.   USBD_CUSTOM_HID_EP0_RxReady, /*EP0_RxReady*/ /* STATUS STAGE IN */
8.   USBD_CUSTOM_HID_DataIn, /*DataIn*/
9.   USBD_CUSTOM_HID_DataOut,
10.   NULL, /*SOF */
11.   NULL,
12.   NULL,
13.   USBD_CUSTOM_HID_GetHSCfgDesc,
14.   USBD_CUSTOM_HID_GetFSCfgDesc,
15.   USBD_CUSTOM_HID_GetOtherSpeedCfgDesc,
16.   USBD_CUSTOM_HID_GetDeviceQualifierDesc,
17. };

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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->

1. /**
2. /**
3.   * @brief  USBD_CUSTOM_HID_DataOut
4.   *         handle data OUT Stage
5.   * @param  pdev: device instance
6.   * @param  epnum: endpoint index
7.   * @retval status
8.   */
9. static uint8_t  USBD_CUSTOM_HID_DataOut(USBD_HandleTypeDef *pdev,
10.                                         uint8_t epnum)
11. {
13.   USBD_CUSTOM_HID_HandleTypeDef     *hhid = (USBD_CUSTOM_HID_HandleTypeDef *)pdev->pClassData;
15.   ((USBD_CUSTOM_HID_ItfTypeDef *)pdev->pUserData)->OutEvent(epnum,hhid->Report_buf[0],
16.                                                             hhid->Report_buf[1]);
18.   USBD_LL_PrepareReceive(pdev, CUSTOM_HID_EPOUT_ADDR, hhid->Report_buf,
19.                          USBD_CUSTOMHID_OUTREPORT_BUF_SIZE);
21.   return USBD_OK;
22. }

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留意这个代码，我们吸收到的数据，第一个字节是陈诉描述符ID号码

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

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

1. /**
2.   * @brief  Manage the CUSTOM HID class events
3.   * @param  event_idx: Event index
4.   * @param  state: Event state
5.   * @retval USBD_OK if all operations are OK else USBD_FAIL
6.   */
7. static int8_t CUSTOM_HID_OutEvent_FS(uint8_t epnum, uint8_t event_idx, uint8_t state)
8. {
9.     /* USER CODE BEGIN 6 */
10.     USBD_CUSTOM_HID_HandleTypeDef  *hhid = (USBD_CUSTOM_HID_HandleTypeDef*)hUsbDeviceFS.pClassData;
11.     for( uint8_t i  = 0;i <USBD_CUSTOMHID_OUTREPORT_BUF_SIZE;i++){
12.         USB_Recive_Buffer[i] = hhid->Report_buf[i];
13.     }
14.     HID_RxCpltCallback((uint8_t)epnum,&USB_Recive_Buffer);
15.     return (USBD_OK);
16.     /* USER CODE END 6 */
17. }

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4.最后再次开启预备吸收工作

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