第65章 USB-外部flash模拟U盘

第六十五章 USB-外部flash模拟U盘

1. 硬件设计

1.1 选择硬件平台

• MCU：STM32F103（具有 USB 2.0 全速设备接口）
• 外部 Flash 存储：外部 Flash 可以使用 SPI 接口连接，常见的外部 Flash 包括 SPI NOR Flash 或 SPI NAND Flash。
• 电源：为 STM32F103 和外部 Flash 提供稳定的电源，通常是 3.3V 和 5V 电源。
• 连接：
  • USB：STM32F103 的 USB 引脚（D+ 和 D-）连接到 PC 或主机，模拟一个 U 盘设备。
  • 外部 Flash：通过 SPI 接口连接外部 Flash 存储。

1.2 硬件接口

• USB接口：STM32F103 的 USB 2.0 引脚（D+ 和 D-）连接至 PC，模拟 USB Mass Storage 设备。
• SPI接口：连接外部 Flash 存储，通常是 NOR Flash。
• 外部 Flash：使用 SPI 协议与 STM32F103 进行通信，控制外部 Flash 读写。

2. 软件设计

2.1 USB 协议实现

为了使 STM32F103 作为一个 USB 外设模拟 U 盘，我们需要实现 USB Mass Storage 协议。此协议是 U 盘与主机之间的标准数据交换协议。

1. 初始化 USB 设备：STM32F103 需要初始化为 USB Mass Storage 设备，模拟 U 盘的接口。
2. 处理 USB 命令：接收来自主机的 CBW（Command Block Wrapper）和 CSW（Command Status Wrapper），根据这些命令从外部 Flash 读取或写入数据。
3. 数据传输：根据主机的读写请求，STM32F103 将数据从外部 Flash 中读取或写入，并通过 USB 传输给主机。

2.2 外部 Flash 存储管理

外部 Flash 存储通过 SPI 接口与 STM32F103 进行连接。需要编写 SPI 驱动来实现对外部 Flash 的读写操作。

1. SPI 初始化：配置 STM32F103 的 SPI 外设进行数据传输。
2. 读取和写入操作：通过 SPI 协议实现对外部 Flash 存储器的控制。
3. 文件系统：使用 FATFS 文件系统，将外部 Flash 显示为一个磁盘，并允许读写操作。

2.3 文件系统管理

使用 FATFS 文件系统来管理外部 Flash 中的数据，处理文件的打开、读取、写入等操作。STM32F103 通过 FATFS 库管理外部 Flash 的数据。

3. 主函数

#include "stm32f10x.h"
#include "fatfs_flash_spi.h"
#include "usart.h"	
#include "led.h"  
#include "hw_config.h" 
#include "usb_lib.h"
#include "usb_pwr.h"

static void USB_Delay(__IO uint32_t nCount)
{
	for(; nCount != 0; nCount--);
}

int main(void)
{
	USART_Config();	
  LED_Init();
	Set_System();
	Set_USBClock();
	USB_Interrupts_Config();
 	USB_Init();
 	while (bDeviceState != CONFIGURED);	
  while (1)
  {
    LED2_ON();
    USB_Delay(0x0FFFFF);
  }
}