STM32中集成USB驱动

在STM32中集成USB驱动代码通常涉及使用STM32 HAL库或LL库，并结合USB Device或USB Host库来实现。以下是实现USB驱动的关键步骤和代码示例：

1. 硬件准备

• 确认STM32型号支持USB（如STM32F103、STM32F4、STM32H7等）。

• 硬件连接：

  • USB DM（Data Minus） → PA11（Full Speed USB）

  • USB DP（Data Plus） → PA12（Full Speed USB）

  • 需要外部 1.5kΩ 上拉电阻（DP引脚，用于设备模式）。

2. 使用STM32CubeMX生成USB代码

(1) 配置时钟

• 在 Clock Configuration 中设置 USB时钟（通常48MHz）：

  • 如果使用HSE（外部晶振）→ 配置PLL输出48MHz。

  • 如果使用HSI（内部RC振荡器）→ 可能需要调整PLL。

(2) 启用USB外设

• 在 Pinout & Configuration → Connectivity → USB：

  • 选择 Device (FS) 或 Host (FS) 模式。

  • 配置 USB中断（NVIC Settings）。

(3) 配置USB中间件

• 在 Middleware → USB_DEVICE：

  • 选择 Class（如 Communication Device Class (CDC) 或 Human Interface Device (HID)）。

  • 如果是CDC（虚拟串口），还需配置 USART 用于调试。

(4) 生成代码

• 点击 Generate Code，STM32CubeMX会自动生成：

  • USB初始化代码（MX_USB_DEVICE_Init()）。

  • 回调函数（如CDC的CDC_Receive_FS()）。

3. 关键代码解析

(1) USB初始化

在 main.c 中，系统初始化后调用：

int main(void) {
    HAL_Init();
    SystemClock_Config();
    MX_GPIO_Init();
    MX_USB_DEVICE_Init();  // 初始化USB设备
    while (1) {
        // 主循环
    }
}

(2) CDC（虚拟串口）示例

如果选择 CDC类，STM32会模拟一个串口（如 /dev/ttyACM0 在Linux上）。关键回调函数：

// 数据接收回调（PC → STM32）
static int8_t CDC_Receive_FS(uint8_t* Buf, uint32_t *Len) {
    // 处理接收到的数据（例如回传）
    CDC_Transmit_FS(Buf, *Len); // 回传数据到PC
    return (USBD_OK);
}
// 发送数据（STM32 → PC）
void SendToPC(uint8_t *data, uint16_t len) {
    CDC_Transmit_FS(data, len); // 发送数据
}

(3) HID（人机接口设备）示例

如果选择 HID类（如USB键盘/鼠标）：

// 发送键盘报告
void SendKeyPress(uint8_t key) {
    uint8_t report[8] = {0};
    report[2] = key;  // 模拟按键
    USBD_HID_SendReport(&hUsbDeviceFS, report, 8);
}

4. 编译与测试

• 编译代码并烧录到STM32。

• 连接USB到PC，检查是否识别：

  • CDC类 → 在设备管理器看到 虚拟串口（COMx）。

  • HID类 → 在设备管理器看到 HID设备。

• 使用 PuTTY（CDC） 或 HIDAPI（HID） 测试通信。

5. 常见问题

(1) USB无法识别

• 检查 DP（PA12） 是否有 1.5kΩ上拉（设备模式）。

• 确认 时钟配置正确（48MHz USB时钟）。

• 检查 USB枚举描述符（如usbd_desc.c）。

(2) 数据传输不稳定

• 增加 USB缓冲区大小（修改USB_CDC_RX_DATA_SIZE）。

• 检查 中断优先级（USB中断应较高优先级）。

(3) 如何自定义USB类？

• 修改 usbd_custom_hid.c 或实现 自定义USB类（参考ST官方例程）。

6. 进阶优化

• 使用DMA（减少CPU负载）。

• 实现DFU（USB固件升级）（参考ST的 DfuSe 工具）。

• USB OTG（Host/Device切换）（适用于STM32F4/F7/H7）。

总结

如果需要更具体的实现（如 自定义USB类 或 USB音频），可以基于ST提供的例程扩展。