USB -- STM32F103缓冲区描述表及USB数据存放位置讲解（续）

本文主要是介绍USB -- STM32F103缓冲区描述表及USB数据存放位置讲解（续），希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

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前沿

1 0x40005C00和0x40006000地址的区别和联系

2 USB_BTABLE寄存器介绍

3 USB缓冲区描述表（SRAM）介绍

3.1 发送缓冲区地址寄存器n（n=[0..7]）

3.2 发送数据字节数寄存器n（n=[0..7]）

3.3 接收缓冲区地址寄存器n（n=[0..7]）

3.4 接收数据字节数寄存器n（n=[0..7]）

3.5 地址偏移和USB本地地址的联系

4 应用举例

5 512Byte SRAM讲解

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USB -- 初识USB协议（一）

源码下载请参考链接：USB -- STM32-FS-USB-Device驱动代码简述（二）

USB -- STM32F103虚拟串口bulk传输讲解（三）

USB -- STM32F103自定义HID设备及HID上位机中断传输讲解（四）

USB -- STM32F103 U盘（MassStorage）SDIO接口SCSI协议Bulk传输讲解（五）

USB -- STM32F103 USB DFU设备固件升级（IAP）控制传输讲解（六）

USB -- STM32F103 USB AUDIO（音频）Speak同步传输（Out传输）讲解（七）

USB -- STM32F103 USB AUDIO（音频）Microphone同步传输（In传输）讲解（八）

USB -- STM32F103 USB VIDEO（视频）Camera同步传输讲解（九）

USB -- STM32F103复合设备（HID+MassStorage）传输讲解（十）

前沿

我们在查看用户手册的时候，会发现USB的寄存器地址有两块，一块是0x40005C00 - 0x40005FFF，一块是0x40006000 - 0x400063FF，本章为大家讲解这两个寄存器地址有什么区别和联系。

1 0x40005C00和0x40006000地址的区别和联系

0x40005C00是USB寄存器的基地址，所有其他USB寄存器会相对于基地址有所偏移。

0x40006000是USB的SRAM的地址（可以理解为0x40006000地址处挂了一块512Byte的SRAM），也叫缓冲区描述表，此地址存放USB的数据信息，包括端点数据的相对地址、端点数据长度以及端点的数据。

因此0x40005C00和0x40006000地址没有必然的联系，只是0x40005C00是USB寄存器的基地址，0x40006000是存放USB数据是SRAM的起始地址。

接下来重点讲解0x40006000这块RAM。

2 USB_BTABLE寄存器介绍

我们查看USB的用户手册的时候，会看到USB_BTABLE寄存器，该寄存器的目的是相对于0x40006000（SRAM）地址的偏移，默认不偏移。

举个例子，如果该寄存器的值为0x100，那么SRAM的起始地址就变成了0x40006200了（供应用程序使用的分组缓冲区地址需要乘以2才能得到缓冲区在微控制器中的真正地址），USB的数据就从0x40006200开始存储。一般情况下，这个值保持为0。

3 USB缓冲区描述表（SRAM）介绍

虽然缓冲区描述表位于分组缓冲区内，但仍可将它看作是特殊的寄存器，用以配置USB模块和微控制器内核共享的分组缓冲区的地址和大小。由于APB1总线按32位寻址，所以所有的分组缓冲区地址都使用32位对齐的地址，而不是USB_BTABLE寄存器和缓冲区描述表所使用的地址。以下介绍两种地址表示方式：一种是应用程序访问分组缓冲区时使用的，另一种是相对于USB模块的本地地址。供应用程序使用的分组缓冲区地址需要乘以2才能得到缓冲区在微控制器中的真正地址。分组缓冲区的首地址为0x4000 6000。下面将描述与USB_EPnR寄存器相关的缓冲区描述表。

缓冲区描述表分为：

发送缓冲区地址寄存器n（n=[0..7]）
发送数据字节数寄存器n（n=[0..7]）
接收缓冲区地址寄存器n（n=[0..7]）
接收数据字节数寄存器n（n=[0..7]）

下图是一张缓冲区描述表的数据存放位置示意图，从表中可知，端点的发送缓冲区地址寄存器、发送数据字节数寄存器、接收缓冲区地址寄存器和接收数据字节数寄存器依次从0x40006000地址往上存储。

排完了发送缓冲区地址寄存器、发送数据字节数寄存器、接收缓冲区地址寄存器和接收数据字节数寄存器的地址之后，地址所存的数据又在哪里查看呢，我们接着往下面看。

3.1 发送缓冲区地址寄存器n（n=[0..7]）

发送缓冲区地址寄存器就是存放发送数据的地址，比如此地址为0x20，那么我们就能够在0x40006000+0x20*2=0x40006040地址处填写发送的数据。

3.2 发送数据字节数寄存器n（n=[0..7]）

也就是要发送的字节数，最大为1023个字节，但是我们的SRAM最大为512byte，还要去掉前面几个已使用的字节（存放数据地址和数据字节数），最多就只支持400多个字节，所以这里的1023字节需要根据SRAM的实际情况所决定。

3.3 接收缓冲区地址寄存器n（n=[0..7]）

接收缓冲区地址寄存器就是存放接收数据的地址，比如此地址为0x20，那么我们就能够在0x40006000+0x20*2=0x40006040地址处读取USB接收到的数据。

3.4 接收数据字节数寄存器n（n=[0..7]）

接收数据字节寄存器根据表161具体配置最大能够接收的数据的长度，如果超过此长度，USB模块将忽略超过的数据。

3.5 地址偏移和USB本地地址的联系

这里对地址偏移和USB本地地址做一个个人的理解，如果我们只是应用编程，我们完全不需要关心USB本地地址，我们只需要关注地址偏移。

这四个寄存器都只使用了16bit的数据，按照传统来说，地址偏移应该是（BTABLE=0，并且认为只有一个端点）：

发送缓冲区地址寄存器地址=0x40006000
发送数据字节数寄存器地址=0x40006002
接收缓冲区地址寄存器地址=0x40006004
接收数据字节数寄存器地址=0x40006006

这就是USB本地地址

但是考虑这个MCU是一个32位寻址的MCU，所以需要做32位对齐，所以地址偏移变成了（BTABLE=0，并且认为只有一个端点）：

发送缓冲区地址寄存器地址=0x40006000
发送数据字节数寄存器地址=0x40006004
接收缓冲区地址寄存器地址=0x40006008
接收数据字节数寄存器地址=0x4000600C

这就是地址偏移

4 应用举例

这里我们使用官方自带的USB虚拟串口例程进行讲解，不知道怎么下载和使用的读者可以参看博主的以下博客：

USB -- STM32-FS-USB-Device驱动代码简述（二）

USB -- STM32F103虚拟串口bulk传输讲解（三）

下载好程序，进入调试模式，查看定义的发送缓冲区地址寄存器0的值是0x80，定义的接收缓冲区地址寄存器0的值是0x40，发送缓冲区地址寄存器1的值是0xC0，发送缓冲区地址寄存器2的值是0x100，接收缓冲区地址寄存器3的值是0x110。

定义的端点0接收数据字节数寄存器0为0x40，也就是接收64字节的数据，端点3的接收数据字节数寄存器3为0x40，也就是接收64字节的数据。

这里发送11个字节和接收11个字节的数据，查看到发送数据字节寄存器1为0x0B，接收数据字节寄存器3为0x840B，只看0-9位，所以为0x0B。

前面定义了发送和接收缓冲区的地址，截下来我们查看地址的值是否和串口助手的值一致，我们TX的地址为0xC0，RX的地址为0x110，根据手册，我们需要在0x40006000+0xC0*2地址处找到发送数据的起始地址，在0x40006000+0x110*2地址处找到接收数据的起始地址，见下图。

5 512Byte SRAM讲解

有的读者比较细心，发现ST的手册上面说的是USB的SRAM是512Byte的空间，为什么查看《存储器和总线架构》章节的时候，发现地址空间从0x40006000 - 0x400063FFF，这里是1024Byte，难道是ST的笔误吗，博主查看了最新的ST手册，发现也是这样写的。

经过一番研究，最终发现此SRAM只使用了低16位，此MCU是32位的MCU，如果只是使用低16位，想要达到512Byte，就需要增加一倍的地址空间，所以这里的地址空间才会是0x40006000 - 0x40003FFF。

这个问题同样可以解释以下问题：

我们可以看到ST的官方例程写的ENDP0_RXADDR和ENDP0_TXADDR值分别是0x40和0x80，实际数据的地址分别是0x40006000+0x40*2和0x40006000+0x80*2，这里两个地址相减得到0x40006000+0x80*2-0x40006000+0x40*2=0x80，此时是128个字节，那么就超了64个字节了，这样可能造成地址空间的浪费（端点0最大64字节）。

是否可以改为ENDP0_RXADDR和ENDP0_TXADDR值分别是0x40和0x60，这样0x40006000+0x60*2-0x40006000+0x40*2=0x40，刚好是64字节。其实是不可以这样修改的，因为SRAM使用的是低16位，高16位未使用，如果这里地址空间为0x40，实际可使用的空间为0x20。