USB应用开发笔记之一：STM32上实现USB主机读写U盘

在项目应用中，经常会有对外交换数据的需求。USB接口读写U盘无疑是一种颇为方便的选择。在这一篇中，我们就来讨论如何在STM32上实现USB主机读写U盘文件的方法。

1、应用概述

在我们的产品上有这样一个需求，希望通过大容量的U盘存取数据。我们来分析一下这个需求的具体内容。

首先在硬件上我们需要有相应的USB端口，这一点在产品设计时就已经考虑并实现，所以硬件方面我们就不再过多的表述。

其次我们需要为这个USB的硬件接口编写驱动，就是实现USB端口的底层操作，如IO配置、终端处理等，这是移植的主要工作。

再者我们需要移植面向大容量存储的USB Host库，这也是我们需要做的工作之一。其实USB主机库本身并不需要我们做什么，但我们要清楚它需要我们提供些什么。

最后我们还要实现一个应用层操作，它将用于实现我们的读写数据的最终目标。在开发过程中这其实是重点工作，但在这篇文章中他不是重点。我们主要是要实现USB主机库面向大容量存储设备的移植问题。

2、USB库的移植

在这个产品中使用的是STM32F407作为控制单元，所以我们使用STM32的USB主机库来实现。接下来就看一看STM32的USB主机库移植问题。我们使用STM32CubeMX来实现USB的相关配置。

第一步，我们来配置USB的连接端口，我们连接中找到USB_OTG_FS，在右侧的选项中选择Host_Only，如下图所示：

然后在Middleware中找到USB_HOST，并在右侧“Class for FS IP”中选择“Mass Storage Host Class”配置为大容量存储设备。如下图所示：

接着在Middleware中找到FATFS，并在右侧选中“USB Disk”。下方的参数中，将CODE_PAGE设置为简体中文。具体如下图所示：

最后需要在终端中将USB的全局中断选中，并设定中断级别，具体如下图所示：

中断必须打开，中断级别可以根据需要设置。中断会监测USB的状态，所以中断不打开，USB库无法工作。完成上述配置后就可以生成源码了，然后在此基础上进一步开发。

对于STM32的USB主机库的移植有两个文件是必须要写的，就是usbh_conf.c和usbh_conf.h文件。这两个文件文件实现USB的基础配置，以及库需要调用的基础函数。在我们使用STM32CubeMX来配置和建立项目时，usbh_conf.c和usbh_conf.h文件也一并生成好了，不需要我们再去单独编写这些平台相关的函数。

3、应用实现

因为使用STM32CubeMX来配置和建立项目的缘故，使得USB主机库的移植非常简单，但我们还需要编写应用层的代码。应用层代码主要实现两个方面的内容：一是编写主机库需要回调的获取USB状态的函数；二是轮询处理主机库中的USBH_Process函数以及我们需要处理的工作。

首先来看应用处理回调函数。这个函数是主机库所要求的，用于处理与用户应用相关的操作，这个函数的原型如下：

void (*pUsrFunc)(USBH_HandleTypeDef *phost, uint8_t id)

如果我们的操作比较简单，我们可以在这个函数中直接完成，在测试时比骄傲方便，在复杂一点的应用中不建议这么做。在这里我们实现这个函数如下：

/* USB应用处理回调函数 */
static void USBH_UserProcess (USBH_HandleTypeDef *phost, uint8_t id)
{switch(id){case HOST_USER_SELECT_CONFIGURATION:
    break;
    case HOST_USER_DISCONNECTION:
    Appli_state = APPLICATION_DISCONNECT;
    break;
    case HOST_USER_CLASS_ACTIVE:
    Appli_state = APPLICATION_READY;
    break;
    case HOST_USER_CONNECTION:
    Appli_state = APPLICATION_START;
    break;
    default:
    break;}
}

我们还需要轮询USBH_Process函数并处理我们的应用任务，如读写文件操作等。我们在这一函数中，先调用USBH_Process函数，然后根据当前的状态来决定应处理的工作。在这里，我们希望在USB检测到U盘准备好后对齐进行读写操作，所以我们实现如下：

/* USB通讯数据处理 */
void McUsbDataProcess(void)
{/* USB 主机过程：应在主循环中调用，运行主机协议栈 */USBH_Process(&hUsbHostFS);switch(Appli_state){case APPLICATION_START:
    {
      break;
    }case APPLICATION_READY:
    {
      MSC_Application();
      Appli_state = APPLICATION_IDLE;
      break;
    }case APPLICATION_DISCONNECT:
    {
      break;
    }case APPLICATION_IDLE:
    {
      break;
    }default:
    {
      break; 
    }}
}