STM32 USB驱动开发：连接外部设备与数据交互的权威指南

# 1. STM32 USB 驱动开发概述**

**1.1 USB 技术简介**

USB（通用串行总线）是一种广泛使用的通信协议，用于连接计算机和外围设备。它提供高数据传输速率、易于使用和低功耗等优点。

**1.2 STM32 USB 外设**

STM32 微控制器系列集成了 USB 外设，提供对 USB 协议的硬件支持。这些外设包括 USB 控制器、收发器和 PHY，可简化 USB 驱动开发。

# 2. USB 协议与 STM32 USB 外设

### 2.1 USB 协议简介

#### 2.1.1 USB 总线结构和传输类型

USB（通用串行总线）是一种串行通信协议，用于连接计算机和外围设备。它采用星形拓扑结构，其中一个主机控制器连接到多个外围设备。

USB 总线支持四种传输类型：

- 控制传输：用于设备初始化、配置和状态查询。
- 批量传输：用于大块数据传输，提供保证的带宽。
- 中断传输：用于传输时间敏感的数据，具有较高的优先级。
- 同步传输：用于传输实时数据，如音频和视频。

#### 2.1.2 USB 数据包格式和通信机制

USB 数据包由一个前导码、一个同步字段、一个包长度字段、一个数据字段和一个校验和组成。

USB 通信机制遵循主从模式。主机控制器充当主设备，而外围设备充当从设备。主机控制器通过发送请求包来启动通信，从设备通过发送响应包来响应。

### 2.2 STM32 USB 外设架构

#### 2.2.1 USB 外设寄存器和功能

STM32 微控制器集成了 USB 外设，提供以下功能：

- USB 控制器（USB_OTG）：管理 USB 总线通信。
- USB 收发器（USB_PHY）：提供物理层接口。
- 端点寄存器：配置和管理 USB 端点。
- 中断控制器：处理 USB 中断和事件。

#### 2.2.2 USB 中断和事件处理

USB 外设通过中断和事件机制通知微控制器有关 USB 总线活动。

中断：

- USB_HP_CAN_TXE：USB 主机端口检测到连接事件。
- USB_LP_CAN_RX0：USB 从机端口检测到连接事件。
- USB_WKUP：USB 设备从挂起状态唤醒。

事件：

- USB_SOF：USB 开始帧事件。
- USB_RXFLVL：USB 接收缓冲区达到指定填充级别。
- USB_TXFLVL：USB 发送缓冲区达到指定填充级别。

# 3. STM32 USB 驱动编程

### 3.1 USB 驱