(HAL)stm32f407+freertos通过usb驱动移远4G模块-EC600U

概述

本篇文章主要介绍：

如何使用STM32CubeMX创建stm32F407+freertos+usb host的基础工程。
USB-HOST-CDC驱动运行过程。
如何根据4G模块的具体信息修改usb相关代码。
MCU如何通过usb与4G模块通信，收发数据。
调试过程中遇到的问题以及解决办法。
整个过程中在网上搜罗了很多参考资料，有些与我理解不相符的就不罗列了，觉得有用的我会引用并简单说明。

创建工程

关于创建工程，网上资料太多了，freertos的，usb的都有详细教程，我这里就只罗列个大概，不详细展开了。

根据实际情况选择芯片。
基础配置
启用freertos。
启用USB。先根据硬件配置好USB对应的GPIO模式，然后配置USB，这里选用的是FS全速模式，单片机做为USB Host，4G模块为Slave（根据EC600U手册描述，也只能为Slave），然后添加usb相关驱动库。

配置USB相关GPIO
选择FS全速USB Host模式
添加USB驱动库
5. 生成代码。根据需要增加其他配置，配置完成后生成代码。
配置工程+生产代码
至此，基本工程已经创建完成了，后面再根据需要进行一些代码的修改，因为本篇主要讲述USB的使用，freertos的内容就不叙述了。

USB-HOST-CDC驱动运行过程

此部分简述了设备上电后USB驱动是如何运行的，理解相关的内容，可以略过。
在freertos下，USB-HOST-CDC驱动是在freertos的默认任务下进行的初始化，代码如下：

void MX_USB_HOST_Init(void)
{
   
  /* USER CODE BEGIN USB_HOST_Init_PreTreatment */
  /* USER CODE END USB_HOST_Init_PreTreatment */

  /* Init host Library, add supported class and start the library. */
  if (USBH_Init(&hUsbHostFS, USBH_UserProcess, HOST_FS) != USBH_OK)
  {
   
    Error_Handler();
  }
  if (USBH_RegisterClass(&hUsbHostFS, USBH_CDC_CLASS) != USBH_OK)
  {
   
    Error_Handler();
  }
  if (USBH_Start(&hUsbHostFS) != USBH_OK)
  {
   
    Error_Handler();
  }
  /* USER CODE BEGIN USB_HOST_Init_PostTreatment */

  /* USER CODE END USB_HOST_Init_PostTreatment */
}

简单来说，上面的初始化完成后USB驱动就开始运行了。具体包括GPIO模式的配置代码，配置完成后它创建了一个单独的任务 SBH_Process_OS，就是在这个任务里调用了USB的处理函数USBH_Process，USBH_Process函数实现了USB驱动的状态机，包括设备检测、设备枚举等过程，是USB驱动的主要过程函数，借用这篇文章中的图片展示下状态机，该文章对驱动库进行了详细说明，可以看一下：
USB设备驱动状态机
其中比较重要的是设备枚举部分，截取相关代码如下，关于枚举这篇文章讲解的很详细：

case HOST_ENUMERATION:
      /* Check for enumeration status */
      status = USBH_HandleEnum(phost);
      if (status == USBH_OK)
      {
   
        /* The function shall return USBH_OK when full enumeration is complete */
        USBH_UsrLog("Enumeration done.");

        phost->device.current_interface = 0U;

        if (phost->device.DevDesc.bNumConfigurations == 1U)
        {
   
          USBH_UsrLog("This device has only 1 configuration.");
          phost->gState = HOST_SET_CONFIGURATION;
        }
        else
        {
   
          phost->gState = HOST_INPUT;
        }
#if (USBH_USE_OS == 1U)
        phost->os_msg = (uint32_t)USBH_STATE_CHANGED_EVENT;
#if (osCMSIS < 0x20000U)
        (void)osMessagePut(phost->os_event, phost->os_msg, 0U);
#else
        (void)osMessageQueuePut(phost->os_event, &phost->os_msg, 0U, 0U);
#endif
#endif
      }
      break;

设备枚举成功后，通常就可以通信了，但是因为刚接触USB通信，一直调不通，所以对枚举过程也进行了一些研究，在USBH_HandleEnum函数中会调用到以下接口：

ReqStatus = USBH_Get_DevDesc(phost, 8U);
ReqStatus = USBH_Get_DevDesc(phost, USB_DEVICE_DESC_SIZE);
ReqStatus = USBH_SetAddress(phost, USBH_DEVICE_ADDRESS);
ReqStatus = USBH_Get_CfgDesc(phost, USB_CONFIGURATION_DESC_SIZE);
ReqStatus = USBH_Get_CfgDesc(phost, phost->device.CfgDesc.wTotalLength)