从头调试HID(新)

Posted 2020-10-01 sz189981

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第1部分：参照“正点原子USB虚拟串口工程移植步骤”移植ST的USB HID工程(失败了)；

第2部分：在1的基础上，替换USB HID初始化代码为ST 例程中的代码，编译后根据报错调试(失败了)；

第3部分：直接移植ST的USB HID工程，根据报错调试代码(成功了)。

 

    小孙想要总结这一年来学到的关于stm32的USB相关知识，但又不知道怎么总结，于是决定

从头开始调试固件库代码，直到实现USB功能为止！

    首先准备参照正点原子《第88讲 USB虚拟串口实验-M3》，把HID相关库包含进工程中，工

程选用正点原子的USART试验。因为目前手里的开发板是“微雪电子”的stm32f103cbt6开发板，

其硬件串口为：USART1(PA9和PA10）和SART2(PA2和PA3)。准备先把正点原子《实验4-串口

实验》实例代码移植到这款开发板上，好方便以后调试使用。

    因为正点原子stm32f1开发板使用的晶振和手里的开发板一样都是8M的，所以在Keil里直接修

改MCU型号和Flash大小后准备编译下载。没有报错。

    

 查看代码中串口初始化函数，发现代码中如下语句：

 是使用串口1，于是把开发板上的USART1插上USB转串口模块。准备下载后调试。

 

    插上模块后开始下载，结果发现不能下载，报错信息如下图所示：

     猜测可能是串口模块干扰到SWD下载，于是把串口模块拔掉。结果发现开发板没电了。

也就是说，刚刚是靠串口模块供电的。即刚刚也可能是MCU供电不足导致无法下载。于是

先拨动开关，用外接电源给开发板供电，

    然后再重新烧录，结果一次就成功了。

    下面先把USB转串口模块插回开发板的USART1，测试串口功能是否正常。

打开串口调试工具，选择串口后，点击“打开串口”，串口调试助手就开始接受数据了。

    也就是说，正点原子的stm32f1串口代码只要在Keil中修改MCU和flash大小后，可以在微雪

开发板上直接使用。

    接下来就要准备开始USB相关的工程了。

《第1部分：参照“正点原子USB虚拟串口工程移植步骤”移植ST的USB HID工程(失败了)》

    这里准备大致分为四布调试：

    第一步：了解正点原子的USB虚拟串口实现步骤(不需要记得，大致看一下，需要时再

回头仔细看)；

    第二步：下载正点原子的USB虚拟串口代码到微雪开发板，看是否能正常工作。如果能

正常工作，则可以轻松地执行第三步；否则需要先查找原因，直到可以正常工作时，再执

行第三步；

    第三步：不管第二部分是否正常工作，都需要亲自按照第一步的步骤重新移植一遍，为

移植HID做准备；

    第四步：参照第三步的步骤，移植ST官方库中的HID代码到微雪开发板。

---------------  第一步：  (不想看可以先跳过去，直接看第二步)----------

    正点原子视频教程中USB虚拟串口实现步骤如下：

    正点原子f1开发板中USB硬件用的是PA11和PA12。微雪电子开发板中用的也是PA11

和PA12。查看f103收据手册发现，这款MCU就只有这一个USB接口，所以不用担心搞错

接口了。正点原子和微雪开发板上都是在USB_D+上接1.5k上拉电阻，说明都定义此USB

是高速设备。

    下面是《第88讲 USB虚拟串口试验-M3》PPT中移植ST官方的Virtual_COM_Port例程的过程：

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

《stm32f1开发指南-库函数版本》中USB虚拟串口的实现步骤如下：

 

 

 

 

 

 

     

  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

---------------  第一步结束------------------------------------------------------------------------

---------------  第二步： ---------------------------------------------------------------------------

     好了，下面是第二部分，直接下载正点原子开发板的程序，看是否能正常用，如果能

正常工作，则可以放心的执行第三步；否则，需要先查找到原因后再执行第三步。

 

     为了避免液晶和串口功能的干扰，我们先屏蔽掉代码中的液晶和串口部分的功能。

    下载后实现效果如下：

 

    很幸运，微雪开发板可以直接实现虚拟串口功能，可以直接进入第三步了。

(注：代码见附件：第二步：实验48 USB虚拟串口实验 _微雪开发板)

---------------  第二步结束---------------------------------------------------------------------------

---------------  第三步： -----------------------------------------------------------------------------

亲自按照第一步的步骤重新移植一遍虚拟串口的代码

移植后编译，结果报错如下：

    在第二步和第三步中的程序中分别查找“ EXTI_ClearITPendingBit”和“EXTI_Init”两个变量。

第二步程序中搜索结果：

第三步程序中搜索结果：

从上面结果看，第三步中工程缺少库文件：stm32f10x_exti.c。于是在Keil中把这个文件包含进去，

重新编译，结果如下：

把代码下载到微雪电子开发板中，希望能直接成功。

结果如下：

看来电脑识别到USB虚拟串口了。

(注：代码见附件：第三步：实验4 串口实验 _修改为VCP.rar)

---------------  第三步结束---------------------------------------------------------------------

---------------  第四步--------------------------------------------------------------------------- 

移植Custom_HID代码到正点原子的串口代码中，希望一切顺利。

参照PPT《第88讲 USB虚拟串口实验-M3》，开始进行下列移植：

1.打开ST官方的Custom_HID例程，如下图所示

 

2.移植USB通信需要的从机驱动代码；

3.打开USUART通信实验，拷贝USB从机驱动代码；

 4.打开 USART试验工程，添加USB相关代码，如下图所示：

突然发现PPT中有下列一句话：

        原来第三步中刚开始调试报错，是因为没看到这里的"添加stm32f10x_exti.c"。

还是太粗心了。

5.编译代码，根据报错提示，修改相关内容。

①， platform_config.h， include部分， 使用如下代码替代：

#include "sys.h"

 

另外， 去掉#define USE_STM32303C_EVAL等宏定义， 无需使用

②，修改hw_config.c。

2.1，去掉stm32_it.h，并添加一些其他头文件，如下：

#include "usb_lib.h"
#include "usb_prop.h"
#include "usb_desc.h"
#include "usb_istr.h"
#include "hw_config.h"
#include "usb_pwr.h"
#include "usart.h"
#include "string.h"
#include "stdarg.h"
#include "stdio.h" 

 

    因为HID例程中此处没有stm32_it.h，所以直接替换成上面的代码。

2.2，去掉HSEStartUpStatus和EXTI_InitStructure等结构体和变量的定义，

， 采用如下代码替代  ：

    因为替换的代码是串口相关的，所以此时不知道是否应该替换了！！！

那就先编译一下，根据报错提示修改看看是否能直接运行。

编译结果如下：

    发现有很多错误，是跟评估板硬件相关的内容，应该是哪个宏定义没正确使用。

这样一个一个修改太麻烦了，还是先根据PPT《第88讲 USB虚拟串口实验-M3》，

接着把" 能修改的部分 "修改了再根据情况调试。注：2.2这节暂时不修改了。

2.3，删掉Set_System函数并添加USBWakeUp_IRQHandler和USB_LP_

CAN1_RX0_IRQHandler函数（官方例程是在stm32_it.c里面， 我们将其移到

这里） ， 代码如下

//USB唤醒中断服务函数
void USBWakeUp_IRQHandler(void)
{
    EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line18);//清除USB唤醒中断挂起位
}
//USB中断处理函数
void USB_LP_CAN1_RX0_IRQHandler(void)
{
    USB_Istr();
} 

 

2.4，修改Set_USBClock函数为：

2.5，修改Enter_LowPowerMode函数为：

2.6，修改Leave_LowPowerMode函数为：

2.7，修改USB_Interrupts_Config函数为：

2.8，修改USB_Cable_Config函数为：

2.9，删除USART_Config_Default函数，新增USB_Port_Set函数，代码如下：

因为当前例程中没有虚拟串口，所以不用删除，直接添加USB_Port_Set函数即可。

2.10，修改USART_Config函数为：(和串口相关，不用管)：

2.11，修改USB_To_USART_Send_Data函数为：(和串口相关，不用管)：

2.12，删除Handle_USBAsynchXfer和USART_To_USB_Send_Data这两个

函数， 然后， 新增USB_USART_SendData函数， 用于虚拟串口发送一个字节

到USB(这里实际上只写到了发送FIFO， 最终还是由EP1_IN_Callback函数实

现输出给USB)：(和串口相关，不用管)：

2.13， 删除IntToUnicode函数前面的static关键字， 

新增usb_printf函数， 用于实现USB虚拟串口的printf， 代码如下： (和串口相关，不用管)：

2.14， 修改hw_config.h， 删除MASS_MEMORY_START等宏定义， 然后， 新

增USB_USART_TXFIFO_SIZE等宏定义和结构体， 代码如下： (和串口相关，不用管)：

2.15， 修改hw_config.h， 新增IntToUnicode、USB_Port_Set 

USB_USART_SendData、和usb_printf等函数的声明， 代码如下： (和串口相关，不用管)：

④， 修改usb_endp.c。 

4.1， 修改EP1_IN_Callback函数为： (和串口相关，不用管)：

4.2， 修改SOF_Callback函数为：（工程中没有这个函数的定义，直接从虚拟串口的工程中复制过来）：

⑤， 修改usb_prop.c。 本例程没有用到USART_Config_Default函数， 所以：

注释掉Virtual_Com_Port_init函数里面对该函数的调用:(工程中没有这个函数，不用管):

⑥， 修改usb_pwr.c。 修改Suspend函数为：

6， 修改main.c。

因为虚拟串口例程中的main.c里面执行的是串口收发，所以这里只用其初始化部分，while(1)

里面什么也不做。结果编译后报错如下：

     还是很多宏定义没有实现。接下来需要找到他们，定义他们或者删除他们。

第一个报错：RCC_APB2Periph_GPIO_DISCONNECT未定义。定位到函数如下：

void GPIO_Configuration(void)

 

    但是程序中并未调用它，所以可以直接屏蔽掉。

重新编译后，第一个报错：KEY_BUTTON_EXTI_LINE未定义。定位到函数如下：

void EXTI_Configuration(void)

 

    但是程序中并未调用它，所以可以直接屏蔽掉。

重新编译后，第一个报错：ADC1_DR_Address未定义。定位到函数如下：

void ADC_Configuration(void)

 

    但是程序中并未调用它，所以可以直接屏蔽掉。

重新编译后，第一个报错：LED1未定义。定位到函数如下：

void EP1_OUT_Callback(void)

 

 

    该函数的功能是接收从PC端发过来的数据。不能屏蔽掉。因为函数内容可以

自定义，于是把里面原来开发板上的功能(主要是开关LED)屏蔽掉。只接收数据，

不做处理。

    重新编译后，第一个报错：LED1未定义。定位到函数如下：

第一个报错：还是LED1未定义。定位到函数如下：

void CustomHID_Status_In(void)

 

    该函数的功能是：状态输入。虽然不知道具体是做什么的，但是根据网上看过

的HID程序资料，这个函数不能删除。于是只屏蔽掉里面关于LED等信息的语句。

    重新编译后，只有3个错误了：

第一个报错：bDeviceState未定义。定位到函数如下： 

void SOF_Callback(void)

void SOF_Callback(void)

 

 

    关于这个函数，网上找到下列解释：

    函数SOF_Callback定时查询用户是否有要发送的数据，如果有则进行发送，

在发送完成后会触发发送中断EP1_IN_Callback函数，如果发送完毕就不调用

SetEPTxValid(ENDP1)函数，发送完成后就不会再触发EP1_IN_Callback函数。

    所以就不删除了。bDeviceState在代码中肯定是定义过了的，应该是被屏蔽了。

 搜索变量bDeviceState，看它的定义在什么地方，为什么被屏蔽了。结果如下：

     看来确实定义过，还在头文件中声明过可以外部调用。那应该是这个头文件

没有被usb_endp.c包含导致的。打开usb_endp.c查看，果然没有这个头文件。

加上后，编译结果如下：

     很多关于usb_prop.h的错误，这个是才加进去的头文件，却导致个能多错误，

应该是加的位置不对。打开看到usb_endp.c开头只有几个头文件：

#include "hw_config.h"
#include "usb_lib.h"
#include "usb_istr.h"
#include "usb_prop.h"

 

 

干脆直接把USB虚拟串口相同文件中包含的头文件都包含进来编译看看。结果如下：

    老规矩，全局搜索变量“VCOMPORT_IN_FRAME_INTERVAL”，结果如下： 

     竟然发现代码中真的没有定义过。因为这个代码是从USB虚拟串口拷贝过来的，在

USB虚拟串口代码中全局搜索，结果如下：

     直接在usb_endp.c开头加上这个宏定义，重新编译结果如下：

    直接点击错误信息，不能跳转，全局搜索PrevXferComplete，结果如下：

     发现竟然真的没有定义。这部分是ST官方库中的代码，直接打开ST的HID工程，

全局搜索，发现是在main.c开始位置定义的。于是我们也在main.c处定义这个变量，

编译后结果如下：

     ADC_SoftwareStartConvCmd好像是和串口有关，但没有直接证据，全局搜索发现

    也就是说，这个函数只有声明，没有定义。

    同理，在ST官方库中HID工程中搜索，结果如下：

     原来，这个函数在adc库文件中。而我的工程还没有添加这个库文件。

     添加后编译，结果如下：

    没有报错，很好，但是下载后结果如何还不知道，因为刚刚在ST的HID工程中看到main函数

初始化时的步骤和这里从USB虚拟串口移植过来的不一样。不过还是先试一下看看。

    开始下载......

    微雪开发板上电后结果如下：

     太神奇了，虽然初始化代码和ST工程不一样，但竟然一下子就识别成HID了！！！

   

     趁热打铁，接下来就是实现HID发送和接收功能，否则小孙的三分钟热性一旦消失，就要再

耗费半天才能继续下去了。

    刚才细看USB虚拟串口代码，发现其发送和接收功能其实和网上的HID类似，都是调用

UserToPMABufferCopy()和PMAToUserBufferCopy()函数。而这两个函数分别有另一个函

数调用，即USB_SIL_Write()和USB_SIL_Read()。在ST的HID工程中也有这两个函数，这

里先实现他们看看是否有效果。

 

     添加上面的代码，编译下载后结果如下：

     一直没有数据发送上来。看来需要让开发板在调试模式运行，看是否是卡在哪里了。

结果调试模式下发现，代码一直在循环执行，没有卡顿问题。就是说，发送代码执行了，

但是数据没有发送出去。

    打开USB的配置描述符发现，默认最大发送长度为2字节，而小孙的发送函数一次发送

3字节，需要修改一下。

    修改之后，编译下载，结果还是和上面一样，不能发送数据。

    把单片机多功能调试助手打开，打开开发板的端口检测。结果仍然没有数据发送。

    把串口初始化代码屏蔽掉时，PC端反而不能识别HID了。

    分析uart_init()函数，没发现什么特别功能的语句。屏蔽掉它，继续调试。

但是目前进度卡住了，不知道怎么向下调试了。

    这种情况，一年前刚刚学习stm32 USB时就遇到过，后来是别人替小孙调好的。

当时小孙调了接近1个月，都没有正常收发数据，后来觉得自己短时间内调不出来

了跟领导说让其重新招人，自己准备辞职的。后来是领导花两三天帮他调试出来的。

    虽然当时已经有两年半工作经验了，但那几天都在想自己是否真的适合走嵌入式这条路？？？

    因为没有刨根问底的精神，小孙这几年的电子生涯一直是闭着眼睛瞎混的，没有

好好的钻研让自己拿得出手的技术，所以每天都生活在自卑和失落中。

    综上所述，在屏蔽掉uart_init()函数后，程序并不能被PC识别为HID设备。

《第2部分：在1的基础上，替换USB HID初始化代码为ST 例程中的代码，编译后根据报错调试(失败了)》

    俗话说，人不能让不撞南墙不回头，这里是装了南墙必须回头，否则没有哪个

老板愿意给你薪水。所以，小孙准备从ST的HID工程本身提供的初始化HID方式

尝试实现HID功能。毕竟，网上大多数HID工程初始化部分都和ST的HID部分类似，

而跟他上面自己移植的不一样。

******************  根据ST的HID修改工程代码 ***********************

预想中的修改步骤如下：

第一步：先用HID工程中的初始化代码替换上面工程中的初始化代码；

第二步：根据报错，修改上面步骤中被修改过的相关函数，使HID初始化成功；

第三步：添加HID发送和接收函数，并实现功能；

---------------  第一步： -----------------------------------------------------------------------------

    移植ST的HID工程初始化代码后编译，结果如下：

     发现报错中提到的函数是上面在hw_config.c中屏蔽掉的，于是释放开。重新编译后

报错如下：

     发现其中大都是跟具体硬件相关的。

    全局搜索第一处的未定义变量，发现在platform_config.h中有两处根据开发板

类型分别定义的变量。

    在STM3210E_EVAL开发板原理图上发现，上面的GPIO_DISCONNECT是

指接在USBDP上的上拉电阻控制线。

    因为微雪电子开发板上USBPD上的上拉电阻通过三极管直接拉高了，所以这里

不用管，直接屏蔽掉。还有下面的配置USB_DISCONNECT_PIN的

GPIO_Configuration函数也一起屏蔽掉，再编译，结果如下：

    

     全局搜索“RCC_AHBPeriph_GPIOA”，结果如下：

     并没有找到其定义，在ST的HID官方库中搜索结果如下：

     即，其定义在stm32f30x_rcc.h中，文件对应MCU型号不对。在stm32f10x_rcc.h中

搜索GPIOA的时钟外设对应的变量，有如下发现：

     用RCC_APB2Periph_GPIOA替代上面的RCC_AHBPeriph_GPIOA，重新编译结果如下：

     下载后，PC端显示如下：

     调到这一步，小孙已经失去耐心了，不愿意在USB HID的工程上花时间调试了。因为网上的HID

都是从stm32手柄工程修改过来的，准备第二天换成JoyStickMouse工程，从上面开始调试。

    ------------------------------------------------------     两天后   ------------------------------------------------------------

 

《第3部分：直接移植ST的USB HID工程，根据报错调试代码(成功了)》

     小孙经过重新思考，准备重新从ST的HID库直接修改，而不是先参考正点原子USB虚拟串口，把里面

的相关函数修改了。如果还是不成功，再参考网上从“ JoyStickMouse”修改。

 

    把ST的HID代码添加到正点原子的串口实验代码中，修改main.c中初始化语句为ST的HID代码，

屏蔽掉原串口代码并编译。结果如下：

     缺少对开发板的宏定义，这里直接用“#include "stm32f10x.h"”替换。编译结果如下：

    “usb_type.h”在移植过来的USB库中，直接用"

#include "../STM32_USB-FS-Device_Driver/inc/usb_type.h" "包含进来。

    重新编译后结果为：

     仿照上面操作，添加把“usb_lib.h”包含进来，重新编译后结果为：

     还有下列文件需要包含这些头文件，一并处理了。

    stm32_it.c，hw_config.c，usb_desc.c，usb_pwr.c，usb_endp.c，usb_prop.c

还有STM32_USB-FS-Device_Device\\sr\\usb_core.c，usb_init.c，usb_int.c，

usb_regs.c，usb_mem.c，usb_sil.c需要用“../inc/usb_lib.h”包含“usb_lib.h”文件。

    编译后报错：

     说明上面添加的头文件正确。接下来需要屏蔽掉与具体硬件相关的代码。定位到

“KEY_BUTTON_EXTI_LINE”，如下：

     这个是开发板的按键中断处理函数，直接屏蔽掉。

    重新编译，报错如下：

     第一个报错：RCC_APB2Periph_GPIO_DISCONNECT在上面看过了，是

USBDP的上拉电阻，微雪开发板不需要上拉电阻，是直接拉高的，屏蔽掉。

还有，stm32f103的usb管脚不需要配置，当设置好usb时钟后，直接就用作usb功能了。

Set_System函数中把他们屏蔽掉，还有按键，led，adc功能都屏蔽掉。

这样，Set_System()函数的内容都屏蔽掉了。

    重新编译，报错如下：

     第一个报错“STM_EVAL_LEDOn”在函数CustomHID_Status_In()"中，其功能是

控制LED的，直接屏蔽掉内容，保留外壳。

    重新编译，报错如下：

     根据上面信息，这里直接屏蔽GPIO相关的函数内容，保留外壳，重新编译报错信息如下：

     还是按键灯功能，直接屏蔽函数内容，保留外壳。

    重新编译，报错如下：

 

    屏蔽掉部分函数体，保留外壳及部分功能，因为这个函数中需要把PC发来的数据接收下来，

以后才能继续接收数据。

 

     编译结果如下：

     移植来的stm32_it.c里面有很多中断处理函数和stm32f10x_it.c重复，直接屏蔽掉重复部分。

重新编译，报错信息如下：

     主要是hw_config.c、stm32_it.c，和usb_prop.cADC和DMA功能，直接屏蔽掉。

至于EXTI_ClearITPendingBit，如下所示，屏蔽掉宏定义的限制。

   

    至于保留哪一个函数名，直接分别全局搜索他们，发现stm32f10x对应的是下面的函数名。

   屏蔽后重新编译，报错如下：

    全局搜索如下：     

     看来工程中缺少包含stm32f10x_exti.c，包含后重新编译，报错信息如下：

    全局搜索如下：   

    未找到定义，在ST的HID工程中查找结果如下：

     在main.c中找到了。添加到自己的工程中后，编译结果如下：

     终于把所有的错误调好了。下载看看是否识别到HID。

 

     发现还是不能识别HID，看来usb初始化代码有问题。下面从头开始查看初始化代码。

    

     第一个“Set_System()”，根据上面结论，不用管；

    第二个“USB_Interrupts_Config()”如下：

   

    根据需要屏蔽上面的不相干代码，结果如下所示：

    重新编译下载，结果如下

 

    添加发送函数，如下：

    下载结果如下：

 

     屏蔽掉发送函数后，重新编译下载，还是失败。

修改VID后，重新下载，还是失败。

    

 重新按照上面的步骤生成新的工程，依然是“未知USB设备”，请求设备描述符失败。

    此后觉得自己永远没法独立调试出来了，然后用BeyondCompare软件比较上面

的最后一版软件和别人帮我调试好的代码，还有微雪开发板的USB手柄代码，不断

地屏蔽、复制和粘贴，以排除。最后发现是Suspend()函数被修改成了下面的样子，

才会让代码从不能用变为能用。

     此时，下载结果如下:

    后来发现，在正点原子的USB虚拟串口实验中，Suspend()函数也是被修改成上面的样子的！！！

   **********************************************************************************************************************

    下面开始进行HID数据的发送！

    在usb_sil.c中发现一个USB发送函数“USB_SIL_Write”，将其放到while(1)中，如下所示：

     编译后下载，结果如下：

     没有数据输出。

    在网上找到发送函数的用法发现：

   

以上是关于从头调试HID(新)的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章

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