STM32 USB读卡器实现及硬件设计

"该文档是关于使用STM32单片机进行USB读卡器实验的教程，涵盖了STM32-F0/F1/F2系列。实验旨在通过STM32的USB功能实现对SD卡的读写，模拟USB大容量存储设备。内容包括USB读卡器的简介、硬件设计、软件设计和下载测试流程。实验中，STM32F103通过SPI接口与SD卡通信，使用MSD_WriteBuffer和MSD_ReadBuffer函数进行数据传输。硬件涉及STM32F103RBT6芯片、LED指示灯、TFTLCD液晶模块、SD卡及USB接口。软件设计基于实验20和实验18的工程，创建新的USB相关文件夹结构来存放代码。" 在STM32的USB读卡器实验中，主要涉及到以下几个关键知识点： 1. **USB读卡器简介**：USB读卡器是由STM32F103通过USB接口模拟成大容量存储设备，实现对SD卡的读写。USB部分的工作原理与上一节制作触控USB鼠标类似，但在这里STM32F103被识别为存储设备而非输入设备。读写SD卡的关键函数是MSD_WriteBuffer（写数据）和MSD_ReadBuffer（读数据），这两个函数不依赖文件系统，直接对SD卡进行操作。 2. **硬件设计**：实验所需硬件包括STM32F103RBT6微控制器，DS0和DS1两个LED指示灯，TFTLCD液晶模块用于显示状态，以及SD卡和USB接口。STM32F103通过SPI接口与SD卡交互，DS0和DS1用于指示程序运行状态和USB读写状态，TFTLCD用于提供可视化信息反馈。 3. **软件设计**：软件开发基于先前的实验，特别是实验20，通过在原有的工程基础上添加USB相关功能。首先在实验18的工程中，新建USB文件夹，并在其中创建LIB和CONFIG子文件夹，分别存储USB驱动代码和配置文件。这表明软件设计需要实现USB设备枚举、配置，以及与SD卡的SPI通信协议。 4. **SPI通信**：相对于ST提供的例程中使用SDIO接口，实验中选择使用SPI接口与SD卡通信，虽然速度可能较慢，但SPI接口更易于实现，且硬件需求较少。SPI接口需要设置时钟极性和相位，MOSI和MISO引脚用于数据传输，CS信号用于选中SD卡。 5. **MSD函数**：MSD_WriteBuffer和MSD_ReadBuffer是与SD卡交互的核心函数，它们直接操作SD卡的物理块，无需文件系统支持。在写操作中，数据从主机通过USB接口传送到STM32，然后由MSD_WriteBuffer写入SD卡；读操作则是从SD卡读取数据，通过MSD_ReadBuffer回传给主机。 6. **USB配置和测试**：在SD卡插入后，STM32会进行USB配置，一旦配置成功，主机将识别出一个可移动磁盘。DS1 LED指示USB读写活动，而DS0 LED显示程序运行状态。在实际操作中，用户可以通过电脑上的文件管理器进行数据的复制和粘贴，验证USB读卡器功能是否正常工作。 这个实验旨在通过STM32单片机的USB功能，结合SD卡和SPI接口，构建一个简单的USB读卡器，通过自定义的MSD函数实现对SD卡的直接读写，提供了理解USB设备开发和SPI通信的基础实践。