连接PC，拓展功能：STM32单片机USB编程实战，让单片机与世界互联

# 1. STM32单片机USB编程概述

USB（通用串行总线）是一种广泛应用于电子设备之间的通信协议，它以其高带宽、低成本和易于使用而著称。STM32单片机集成了USB外设，支持USB设备和主机模式，为嵌入式系统提供了灵活的连接选项。

本章将介绍STM32单片机USB编程的基础知识，包括USB协议简介、USB设备分类和架构，以及STM32单片机USB外设的介绍。通过对这些基础概念的理解，读者可以为后续的USB编程实践打下坚实的基础。

# 2. USB编程基础理论

### 2.1 USB协议简介

USB（通用串行总线）是一种串行通信协议，用于在计算机和外围设备之间传输数据。它具有以下特点：

- **简单易用：**USB接口易于使用，无需复杂的配置。
- **热插拔：**USB设备可以在计算机运行时插入或拔出。
- **低成本：**USB设备和接口成本低廉。
- **高带宽：**USB 3.0及更高版本提供高达5 Gbps的带宽。

USB协议定义了设备和主机之间的通信方式。设备通过USB总线连接到主机，主机控制总线上的数据传输。

### 2.2 USB设备分类和架构

USB设备分为以下几类：

- **全速设备：**传输速率为12 Mbps。
- **低速设备：**传输速率为1.5 Mbps。
- **高速设备：**传输速率为480 Mbps。
- **超高速设备：**传输速率为5 Gbps或10 Gbps。

USB设备架构包括以下组件：

- **USB控制器：**负责管理USB通信。
- **端点：**设备和主机之间数据传输的端点。
- **描述符：**包含设备信息的结构。

### 2.3 STM32单片机USB外设介绍

STM32单片机集成了USB外设，支持全速和低速USB通信。USB外设包括以下寄存器：

- **USB_OTG_FS_BASE：**USB全速外设寄存器基地址。
- **USB_OTG_HS_BASE：**USB高速外设寄存器基地址。
- **USB_OTG_FS_DCFG：**USB全速设备配置寄存器。
- **USB_OTG_HS_DCFG：**USB高速设备配置寄存器。

// USB全速设备配置寄存器
typedef struct {
    uint32_t DSPD:1;              // 设备速度
    uint32_t NZLSOHSK:1;          // 非零长度状态传输输出握手
    uint32_t DAD:1;              // 设备地址
    uint32_t PFIV:1;              // 周期性帧中断使能
    uint32_t Reserved1:1;
    uint32_t Reserved2:1;
    uint32_t Reserved3:1;
    uint32_t Reserved4:1;
    uint32_t Reserved5:1;
    uint32_t Reserved6:1;
    uint32_t Reserved7:1;
    uint32_t Reserved8:1;
    uint32_t Reserved9:1;
    uint32_t Reserved10:1;
    uint32_t Reserved11:1;
    uint32_t Reserved12:1;
    uint32_t Reserved13:1;
    uint32_t Reserved14:1;
    uint32_t Reserved15:1;
    uint32_t Reserved16:1;
    uint32_t Reserved17:1;
    uint32_t Reserved18:1;
    uint32_t Reserved19:1;
    uint32_t Reserved20:1;
    uint32_t Reserved21:1;
    uint32_t Reserved22:1;