STM32单片机USB通信全攻略：详解USB协议、配置和应用，连接世界

目录
1. USB通信基础**
2. USB协议详解

2.1 USB物理层和数据传输
2.2 USB协议栈和通信流程

3.1 USB外设配置和寄存器

解锁专栏，查看完整目录
1. USB通信基础**
USB（通用串行总线）是一种广泛应用于计算机和外围设备之间通信的标准协议。它以其高速度、低成本和易于使用的特性而著称。本章将介绍USB通信的基础知识，包括USB的物理层、数据传输方式、协议栈和通信流程。
2. USB协议详解
2.1 USB物理层和数据传输
USB物理层定义了USB设备之间的物理连接和数据传输方式。它包括：

**连接器：**USB连接器有多种类型，包括Type-A、Type-B和Type-C。它们提供物理连接和电源。
**布线：**USB电缆通常包含四根线：电源（VBUS）、地（GND）、数据+（D+）和数据-（D-）。
**信号：**USB数据传输使用差分信号，其中D+和D-线上的电压差表示数据。

数据传输速率取决于USB版本：

USB版本
速率

USB 1.0
1.5 Mbps

USB 1.1
12 Mbps

USB 2.0
480 Mbps

USB 3.0
5 Gbps

USB 3.1
10 Gbps

2.2 USB协议栈和通信流程
USB协议栈是一个分层架构，定义了数据在USB设备之间传输的方式。它包括：

**物理层：**定义物理连接和数据传输。
**数据链路层：**处理数据帧和错误检测。
**传输层：**管理数据传输和流量控制。
**应用层：**提供与应用程序的接口。

USB通信流程涉及以下步骤：

**设备枚举：**主机检测并识别连接的USB设备。
**地址分配：**主机为设备分配一个唯一的地址。
**配置：**主机与设备协商设备的配置和功能。
**数据传输：**主机和设备之间交换数据。
**断开连接：**设备或主机断开连接。

代码块：
// USB设备枚举示例USB_Init();USB_Connect();while (USB_IsConnected()) { // 处理数据传输}USB_Disconnect();
逻辑分析：
此代码演示了USB设备枚举过程。它初始化USB外设，连接到主机，然后在设备连接时处理数据传输。
参数说明：

USB_Init()：初始化USB外设。
USB_Connect()：连接到USB主机。
USB_IsConnected()：检查USB设备是否已连接。
USB_Disconnect()：断开与USB主机的连接。

3.1 USB外设配置和寄存器
STM32单片机上集成USB外设，通过配置其寄存器来实现USB通信功能。主要涉及以下寄存器：

USB_OTG_FS/HS_DCFG：USB设备配置寄存器，用于配置设备速度、模式和时钟源。
USB_OTG_FS/HS_DCTL：USB设备控制寄存器，用于控制USB设备的连接和断开。
USB_OTG_FS/HS_DIEPMSK：USB设备端点传输中断屏蔽寄存器，用于屏蔽端点传输中断。
USB_OTG_FS/HS_DOEPMSK：USB设备端点接收中断屏蔽寄存器，用于屏蔽端点接收中断。
USB_OTG_FS/HS_DIEPCTLx：USB设备端点传输控制寄存器，用于控制端点的传输模式、数据包大小和传输类型。
USB_OTG_FS/HS_DOEPCTLx：USB设备端点接收控制寄存器，用于控制端点的接收模式、数据包大小和接收类型。
USB_OTG_FS/HS_DIEPINTx：USB设备端点传输中断寄存器，用于指示端点传输中断的发生。
USB_OTG_FS/HS_DOEPINTx：USB设备端点接收中断寄存器，用于指示端点接收中断的