【板子串口怎么连接电脑】单片机周边模块扭矩5、USB开发，不要犯这个错误

1.概述

对USB硬件和数据的四种传输类型有基本的了解。

控制传输(Control Transfers)

批量传输(Bulk Data Transfers)

中断传输(Interrupt Data Transfers)

同步传输(Isochronous Data Transfers):

让我举一个USB的具体工作流程为例。这里更实用的例子是使用USB将主板连接到PC，然后在PC端显示模拟串行端口，通过串行支持打开串行端口，然后实现数据的双向传输。(大卫亚设，Northern Exposure(美国电视)，Northern Exposure(计算机))最后，让我们谈谈许多工程师可能忽略的USB认证问题。

2.例行程序

在ST的Cube库中打开了CDC例程。

STM 32 cube _ fw _ f1 _ v 1 . 8 . 0 \ projects \ STM 3210 c _ eval \ applications \ USB _ device \

这个例程将USART与USB一起使用。USB在PC端收到数据后，将转发到USART，在USART收到消息后，将上载到PC。USART的TX和RX可以短接，因此PC端发送的数据将原封不动地传递回PC端。

此例程使用的硬件是STM3210C-EVAL，原理图可以在中找到。如果我们使用不同的板子，就要在这个工程的基础上做一些修改。例如，如果现在使用STM32F105RBT6，8M晶振、用于串行端口的PTA2和PTA3，则必须进行以下修改：

首先修改使用的MCU。

然后修改时钟初始化部分。下图是STM32F105时钟模块的示意图。USB操作需要48MHz时钟。

(stm32f 105xx数据表)

如果电路板的结晶为8米，则参数应配置如下：

(OSC IN=8M)

Prediv 1 src=0b0，HSE oscillator clock selected as prediv 1 clock entry

Prediv1=0b0，prediv1 input clock not divided

Pllsrc=0b1，clock from prediv 1 selected as PLL input clock

PLLMUL=0b0111，PLL input clock x 9

(PLLCLK=72M)

Sw=0b10，PLL selected as system clock

PLLVCO=2*PLLCLK=144M

Usb pre=0，PLL clock is divided by 1.5(或PLL VCO/3)

USB Clock==PLLCLK=72M=48M

修改实例的相应代码：

修改上次使用的串行针脚：

//afio comx _ REMAP(0)；//Remap USART2 to PTD5/6

u

/* Definition for USARTx Pins */

//# defineusartx _ tx _ ping Pio _ pin _ 5

//# defineusartx _ tx _ gpio _ portgpiod

//# defineusartx _ rx _ ping Pio _ pin _ 6

//# defineusartx _ rx _ gpio _ portgpiod

#define USARTx_TX_PIN G

PIO_PIN_2

#define USARTx_TX_GPIO_PORT GPIOA

#define USARTx_RX_PIN GPIO_PIN_3

#define USARTx_RX_GPIO_PORT GPIOA

终于可以编译运行了，用USB线把板子连到PC的USB口，记得把板子的PTA２和PTA３引脚短接起来。在设备管理器我们看到多出来一个串口，看它的属性会看到它的VID，PID跟我们程序中设置的一致。

用串口助手打开此串口，发送字符串，会看到返回同样的字符串。

下面我们来看一下具体的工作过程。

3. USB枚举(Enumeration)

当我们给设备上电，程序控制芯片内集成的上拉电阻连接至USBDP时，USB主机(PC端)会检测到这一变化并向设备供电。此时设备处于Powered状态。

主机等待100ms设备稳定后复位并使能此端口，此时设备可以从Vbus获取不超过 100mA 的电流，其默认地址是0，处于Default状态。

主机通过0地址向该设备发送Get_Descriptor标准请求，获取设备的描述符。主机再次复位该PORT，并发送标准请求Set_Address给设备分配一个地址，之后的通信都是用此地址，设备进入Address状态。

主机通过新地址向设备再次发送Get_Descriptor标准请求，获取设备描述符。发送Get_Configuration请求，获取配置描述符。一个设备可以有多个配置，主机选择合适配置，通过 Set_Configuration请求对设备而进行配置，设备进入Configured状态。

USB的枚举过程是标准的，所以库里也有对应的标准处理代码。我们可以不用关心。好了，现在可以开始数据的双向传输了。

4. 数据传输

我们已经了解所有USB传输都是由USB主机（Host）发起的，作为USB设备只能是被动的等待。当Host下发请求时会在设备中产生各种中断，设备完成各种中断的处理就行了。其中需要特别关注的有两个:

OEPINT(Output Endpoint Int),表明主机下发了数据。

IEPINT(Output Endpoint Int)。表明主机请求设备上传数据。

那么用户在代码里如何收发USB数据的呢？

我们在u里关注下面这些就够了：

uint8_t UserRxBuffer[APP_RX_DATA_SIZE]; //USB下发数据缓冲区

uint8_t UserTxBuffer[APP_TX_DATA_SIZE]; //需要发给USB上位机的数据缓冲区

下面这个函数是用户用来处理接收缓冲区数据的，在初始化时需要传递给USB驱动，然后驱动收到USB下发的数据后会回调此函数。在例程中此函数把接收数据转发给了USART2。当然你也可以什么都不做。

static int8_t CDC_Itf_Receive(uint8_t * Buf, uint32_t * Len);

那么如果有数据需要发给上位机呢？我们可以用下面这个函数：

USBD_CDC_TransmitPacket(&USBD_Device)；

注意此数据是先放入IN端点，然后等待IEPINT中断发生时才被取走发送。

5. 一个重要又容易被忽视的问题

至此好像万事大吉了。

等等，如果产品这样发出去，你可能给公司惹麻烦了！

还有一个很重要的问题我们千万不要忽视，就是VID和PID，即厂商识别符(Vendor ID)和产品识别符(Product ID)。我们例程中使用的是VID 0x0483, PID 0x5740。这个VID是专门分配给ST的，虽然我们用这个号程序也能运行，但是不符合规范的。我们的可以在 u 网站查到当前为所有USB厂商分配的VID。如果我们要开发USB设备，还要向USB组织申请自己的VID，之后还要做微软徽标认证，就可以畅行无阻了。

参考资料：

UM1734 STM32Cube USB device library

USB Specification 2.0

Universal Serial Bus Class Definitions for Communications Devices 1.2

STM32F105xx Datasheet

STM32F105xx RM