代码收藏家技术教程 2024-07-28

【STM32】STM32F103 USB驱动HAL库HAL_PCDEx_PMAConfig()的接口的理解

简单说说这篇文章的背景

最近想要研究USB驱动的开发，具体是用STM32F103R8来跑STM32CubeMX生成的例程。单独跑了CDC和HID，都能正常跑通。到想要跑CDC+HID混合USB设备的时候犯了难。把HID的数据端口设置为0x83后，无论如何都没办法正常通信。于是开始研究HAL_PCDEx_PMAConfig()。遗憾的是，在搜索引擎上并没有找到相关说明，因此写下这篇文章。

STM32F103R8的一些说明

STM32F103R8的USB外设为USB Device，相应的，高端的STM32 MCU会有USB外设为USB OTA。USB OTA在分配端点内存时，是通过HAL_PCDEx_SetTxFiFo()与HAL_PCDEx_SetRxFiFo()接口，开发者无需关注内存的地址映射。而USB Device在分配内存时，需要通过入参pmaadress，传入该端点对应的pma地址。

从手册上我们可以看到，STM32F103R8的PMA的大小为512Bytes，由USB外设与CAN外设公用，可以通过USB外设寄存器BTABLE设置PMA的起始地址。

从手册上我们能看到，端点的缓冲区描述表保存在PMA的起始地址部分，一个端点需要8个字节保存缓冲区配置信息：

另外，从手册上我们还能看到，分组缓冲区都是从底部开始使用的。也就是说完成配置端点0的ADDR0_TX与COUNT0_TX后，需要确保端点0OUT的使用不会覆盖缓冲区配置信息，同时确保端点0的底部地址，大于有效的缓冲区配置区域。

例如STM32CubeMX的CDC例程使用了单缓冲RX端点0，单缓冲TX端点0，单缓冲RX端点1，单缓冲TX端点1，单缓冲RX端点2。将单缓冲TX端点0的地址设置为0x18，就能保证端点0、1、2的缓冲区配置信息能够正常保存。
同时，需要确保预留足够的空间给单缓冲TX端点0，若单缓冲TX端点0的数据超过了4个字节，导致单缓冲RX端点2的缓冲区配置信息被覆盖，将导致端点缓冲RX端点2工作异常。

再看看HAL_PCDEx_PMAConfig()的入参：

PCD_HandleTypeDef *hpcd为我们的PCD句柄

uint16_t ep_addr为我们的端点，通过第八位区分断电为IN或OUT

uint16_t ep_kind为我们的端点类型，端点类型有单缓冲区端点，与双缓冲区端点。当设置端点类型为双缓冲区时，端点只能设置为单向。

uint32_t pmaadress为我们的端点缓冲区对应PMA的底部地址

代入疑问

起初，我是基于CDC的例程，引入了HID的端点配置。

  /* USER CODE BEGIN EndPoint_Configuration */
  HAL_PCDEx_PMAConfig((PCD_HandleTypeDef*)pdev->pData , 0x00 , PCD_SNG_BUF, 0x18);
  HAL_PCDEx_PMAConfig((PCD_HandleTypeDef*)pdev->pData , 0x80 , PCD_SNG_BUF, 0x58);
  /* USER CODE END EndPoint_Configuration */
  /* USER CODE BEGIN EndPoint_Configuration_CDC */
  HAL_PCDEx_PMAConfig((PCD_HandleTypeDef*)pdev->pData , CDC_IN_EP , PCD_SNG_BUF, 0x98);
  HAL_PCDEx_PMAConfig((PCD_HandleTypeDef*)pdev->pData , CDC_OUT_EP , PCD_SNG_BUF, 0xD8);
  HAL_PCDEx_PMAConfig((PCD_HandleTypeDef*)pdev->pData , CDC_CMD_EP , PCD_SNG_BUF, 0x118);
  /* USER CODE END EndPoint_Configuration_CDC */
  /* USER CODE BEGIN EndPoint_Configuration_HID */
  HAL_PCDEx_PMAConfig((PCD_HandleTypeDef*)pdev->pData , 0x83 , PCD_SNG_BUF, 0x158);
  /* USER CODE END EndPoint_Configuration_HID */

可以看到在配置单缓冲TX端点0时，底部地址覆盖了端点3的缓冲区配置信息，这就导致了在实际使用端点3时，MCU无法正确索引到端点3对应的PMA地址。所以当我们把单缓冲TX端点0的底部地址配置为0x20时，就能确保端点3的缓冲区配置信息不被覆盖。


  /* USER CODE BEGIN EndPoint_Configuration */
  HAL_PCDEx_PMAConfig((PCD_HandleTypeDef*)pdev->pData , 0x00 , PCD_SNG_BUF, 0x20);
  HAL_PCDEx_PMAConfig((PCD_HandleTypeDef*)pdev->pData , 0x80 , PCD_SNG_BUF, 0x60);
  /* USER CODE END EndPoint_Configuration */
  /* USER CODE BEGIN EndPoint_Configuration_CDC */
  HAL_PCDEx_PMAConfig((PCD_HandleTypeDef*)pdev->pData , CDC_IN_EP , PCD_SNG_BUF, 0xA0);
  HAL_PCDEx_PMAConfig((PCD_HandleTypeDef*)pdev->pData , CDC_OUT_EP , PCD_SNG_BUF, 0xE0);
  HAL_PCDEx_PMAConfig((PCD_HandleTypeDef*)pdev->pData , CDC_CMD_EP , PCD_SNG_BUF, 0x120);
  /* USER CODE END EndPoint_Configuration_CDC */
  /* USER CODE BEGIN EndPoint_Configuration_HID */
  HAL_PCDEx_PMAConfig((PCD_HandleTypeDef*)pdev->pData , 0x83 , PCD_SNG_BUF, 0x160);
  /* USER CODE END EndPoint_Configuration_HID */

另外，为什么底部地址的间隔为0x40，即64，那是因为USB Full Speed设备，最大一包数据为64个字节，将缓冲区间隔设置为64个字节时，能确保接收完整的一包数据。