# usb_device

**Repository Path**: daizia/usb_device

## Basic Information

- **Project Name**: usb_device
- **Description**: usb device学习 通过stm32f407ZGt6
- **Primary Language**: Unknown
- **License**: Not specified
- **Default Branch**: master
- **Homepage**: None
- **GVP Project**: No

## Statistics

- **Stars**: 0
- **Forks**: 0
- **Created**: 2025-03-26
- **Last Updated**: 2025-03-27

## Categories & Tags

**Categories**: Uncategorized

**Tags**: None

## README

### 📌 简介基于STM32F407ZGT6野火霸天虎V2.0

```bash
OTG一共5根线 D+（DP） D-（DM） VBUS GND 还有一个ID线，配置成悬空为device模式 配置为低电平，为HOST模式
OTG控制器集成在CPU上，需要提供PLL时钟48M

低功耗模式唤醒方法
	主机唤醒：当D+、D-有数据时会触发中断，唤醒设备
	主动唤醒：Remote Wakeup设备通过拉高 DP 线，主动向主机请求唤醒

USE_USBD_COMPOSITE：是否支持复合设备

Class（类） 代表 USB 设备的设备类型，即它属于哪种设备

IN方向： 发送给主机
out方向：主机发出
```

### 📌 STM32 USB 驱动架构

```bash
HAL 层（硬件抽象层）
	主要包含 usb_core.c，负责控制器初始化、端点配置等。

USBD 层（USB 设备协议层）
	负责处理 USB 设备类协议（HID、CDC、MSC 等）。

Class 层（具体 USB 设备类）
	例如 usbd_hid.c 负责 HID 设备的数据处理。
```

### 代码分析流程

```bash
USB 设备初始化（USBD_Init()） → 设备如何注册？

设备描述符（usbd_desc.c） → 设备如何被识别？

数据发送（USBD_HID_SendReport()） → 如何向 PC 发送数据？

数据接收（HID_OutEvent()） → 如何从 PC 接收数据？
```

### 📌 核心配置

```c
/* Init Device Library 数据结构和硬件初始化*/
USBD_Init(&USBD_Device, &HID_Desc, 0);

/* Add Supported Class 
将 USB 设备类（Class）注册到 USB 设备堆栈 */
USBD_RegisterClass(&USBD_Device, USBD_HID_CLASS);

/* Start Device Process  通过配置USB控制器的寄存器，使能USB device功能*/
USBD_Start(&USBD_Device);

//之后就会在OTG_FS_IRQHandler()中断响应函数中处理,等待枚举
```

### 📌 中断处理函数

| **中断函数**                                                 | **触发事件**                   | **作用**                                             |
| ------------------------------------------------------------ | ------------------------------ | ---------------------------------------------------- |
| `OTG_FS_IRQHandler()`                                        | USB 设备所有核心事件           | 处理连接、断开、枚举、数据传输、挂起恢复，错误处理等 |
| `OTG_FS_WKUP_IRQHandler()`                                   | USB 低功耗唤醒                 | 从 Suspend 模式恢复                                  |
| `OTG_FS_EP1_OUT_IRQHandler()` / `OTG_FS_EP1_IN_IRQHandler()` | USB 端点传输（仅部分型号支持） | 用于优化大数据传输                                   |

**通常你只需要关心 `OTG_FS_IRQHandler()`**，它已经包含了大部分 USB 事件处理。

## **📌 FIFO**

| FIFO 类型 | 作用       | 设备模式                                                     | 主机模式                                                  |
| --------- | ---------- | ------------------------------------------------------------ | --------------------------------------------------------- |
| TX FIFO   | 发送缓冲区 | **每个 IN 端点有自己的 TX FIFO**，用于存放要发往主机的数据, **当 MCU 将数据写入 TX FIFO 时，USB 控制器会按照协议发送数据到主机**。 | **所有 OUT 端点共享一个 TX FIFO**，用于存放主机发送的数据 |
| RX FIFO   | 接收缓冲区 | **所有 OUT 端点共用一个 RX FIFO**，存储从主机发来的根据协议解析完的数据 | **存储从 USB 设备发送来的数据**                           |

## **各类回调函数**

了解即可，PCD库提供，只需要在conf.c中添加对应的即可

| 回调 ID                       | 触发事件        | 默认回调                         |
| ----------------------------- | --------------- | -------------------------------- |
| `HAL_PCD_SETUPSTAGE_CB_ID`    | 收到 `SETUP` 包 | `HAL_PCD_SetupStageCallback()`   |
| `HAL_PCD_DATAOUT_STAGE_CB_ID` | OUT 传输完成    | `HAL_PCD_DataOutStageCallback()` |
| `HAL_PCD_DATAIN_STAGE_CB_ID`  | IN 传输完成     | `HAL_PCD_DataInStageCallback()`  |
| `HAL_PCD_SOF_CB_ID`           | Start of Frame  | `HAL_PCD_SOFCallback()`          |
| `HAL_PCD_RESET_CB_ID`         | USB 复位        | `HAL_PCD_ResetCallback()`        |
| `HAL_PCD_SUSPEND_CB_ID`       | USB 挂起        | `HAL_PCD_SuspendCallback()`      |
| `HAL_PCD_RESUME_CB_ID`        | USB 恢复        | `HAL_PCD_ResumeCallback()`       |
| `HAL_PCD_CONNECT_CB_ID`       | USB 连接        | `HAL_PCD_ConnectCallback()`      |
| `HAL_PCD_DISCONNECT_CB_ID`    | USB 断开        | `HAL_PCD_DisconnectCallback()`   |

### 枚举数据收发的入口函数

USBD_LL_SetupStage()		处理 USB 设备端的 Setup 阶段请求

| **请求类别** | **bmRequestType & 0x1F** | **典型用途**                                 |
| ------------ | ------------------------ | -------------------------------------------- |
| 设备请求     | `0x00`                   | 获取设备描述符、设置地址、选择配置等         |
| 接口请求     | `0x01`                   | 获取/设置某个接口的状态，如 HID `GET_REPORT` |
| 端点请求     | `0x02`                   | 控制端点的 `STALL` 状态，如 `CLEAR_FEATURE`  |

此外，`bmRequestType` 的 **高 2 位**（`bmRequestType & 0x60`）决定了 **请求的类型**：

- **标准请求 (0x00)**：如 `GET_DESCRIPTOR`、`SET_ADDRESS`
- **类请求 (0x20)**：如 HID 设备的 `GET_REPORT`
- **厂商请求 (0x40)**：自定义请求，供应商特定

## **如何选择合适的 USB 传输方式？**

| 传输类型     | 主要特点                   | 适用场景                         | 可靠性         | 速率保证     | 适用 USB 速度            |
| ------------ | -------------------------- | -------------------------------- | -------------- | ------------ | ------------------------ |
| **控制传输** | 设备管理，所有设备必须支持 | 设备枚举、配置请求               | ✅ 高           | ❌ 无         | 低速、全速、高速、超高速 |
| **批量传输** | 大数据量，但可能有延迟     | U 盘、打印机、CDC 串口           | ✅ 高           | ❌ 无         | 全速、高速               |
| **中断传输** | 小数据量，定期轮询         | 键盘、鼠标、HID 设备             | ✅ 高           | ✅ 有（轮询） | 低速、全速、高速         |
| **等时传输** | 低延迟，固定带宽，无重传   | 音视频传输（USB 麦克风、摄像头） | ❌ 低（无重传） | ✅ 有         | 全速、高速               |

## **控制传输发送接口 **

| 函数                         | 作用                                                       | 典型使用场景                                          |
| ---------------------------- | ---------------------------------------------------------- | ----------------------------------------------------- |
| `USBD_CtlSendData()`         | **启动新的控制传输** 数据阶段，发送数据                    | `Get Descriptor`、HID `Get Report`、Vendor 自定义请求 |
| `USBD_CtlContinueSendData()` | **继续发送数据**，适用于大于 `EP0_MAX_PKT_SIZE` 的数据传输 | 处理长数据请求，如大于 64 字节的 HID 报告描述符       |

程序员只需要调用USBD_CtlSendData()

其他传输任何传输调用接口为USBD_LL_Transmit()