PAGE1
PAGE1
STM32F1系列的USB功能
1.USB概述
USB（UniversalSerialBus，通用串行总线）是一种标准的外部总线接口，广泛应用于计算机和其他设备之间的数据传输。USB接口具有即插即用、热插拔、多种传输速率和多种设备类型支持的特点。STM32F1系列单片机集成了USB2.0全速设备控制器，支持USB1.1规范，能够实现与主机的高速数据通信。
1.1USB的工作原理
USB通信是基于主机-设备模型的。主机（通常是计算机）负责发起和管理所有通信，设备（如STM32F1单片机）则响应主机的请求。USB通信中，数据传输通过端点（Endpoint）进行，每个端点都有特定的传输类型，如控制传输、批量传输、中断传输和等时传输。
1.2USB传输类型
控制传输：用于配置设备和传输小量数据，通常用于设备的初始化和配置。
批量传输：用于传输大量数据，保证数据的完整性和可靠性，但不保证实时性。
中断传输：用于定期传输小量数据，保证数据的及时性，常用于键盘、鼠标等设备。
等时传输：用于实时传输数据，保证数据的带宽和时序，常用于音频和视频设备。
2.STM32F1系列的USB硬件结构
STM32F1系列单片机的USB控制器包含以下几个主要部分：
USB全速设备控制器：支持USB2.0全速（12Mbps）设备。
USB物理层接口（PHY）：负责USB信号的物理层通信。
USB端点：支持多达6个端点，包括控制端点、批量端点、中断端点和等时端点。
USB数据缓存：提供数据缓冲，以便在数据传输过程中进行高效的数据处理。
USB中断控制器：管理和处理USB相关的中断事件。
2.1USB控制器寄存器
STM32F1系列的USB控制器通过一系列寄存器进行配置和状态管理。以下是一些重要的寄存器：
USBControlRegister(USR)：控制USB功能的启用和复位。
USBEndpointRegister(EPR)：配置每个端点的传输类型、方向、状态等。
USBDeviceAddressRegister(DAR)：设置设备的USB地址。
USBInterruptRegister(ISR)：显示USB中断的状态。
USBInterruptMaskRegister(IMR)：配置USB中断的使能和禁用。
2.2USB端点配置
每个端点的配置可以通过EPR寄存器进行。端点配置包括传输类型、方向、双缓冲区模式等。以下是一个端点配置的例子：
//配置端点0为控制端点，方向为IN，双缓冲区模式
voidUSB_EndPoint0_Config(void){
//使能端点0
USB-CNTR|=USB_CNTR_FRES;//复位USB控制器
USB-CNTR=~USB_CNTR_FRES;//释放复位
USB-ISTR=~USB_ISTR_EP0I;//清除端点0中断标志
USB-DADDR=0x00;//设置设备地址为0
//配置端点0
USB-ENDP0|=USB_ENDP0_EA_0|USB_ENDP0_STAT_TX_1|USB_ENDP0_EA_1|USB_ENDP0_STAT_RX_1;
}
3.STM32F1系列的USB软件开发
3.1USB库的使用
STM32F1系列单片机的USB功能可以通过STM32CubeMX生成的HAL库进行开发。HAL库提供了高级的API，简化了USB功能的配置和使用。
3.1.1初始化USB
使用HAL库初始化USB设备的基本步骤如下：
配置USB外设：通过STM32CubeMX配置USB外设，生成初始化代码。
初始化USB控制器：调用HAL库提供的初始化函数。
注册USB设备类：根据设备类型注册相应的USB类。
以下是一个初始化USB设备的例子：
#includestm32f1xx_hal.h
#includeusbd_core.h
#includeusbd_desc.h
#includeusbd_cdc.h
USBD_HandleTypeDefhUsbDeviceFS;
voidSystemClock_Config(void){
//系统时钟配置
RCC_OscInitTypeDefRCC_OscInitStruct={0};
RCC_ClkInitTypeDefRCC_ClkInitStruct={0};
//初始化HSE
RCC_OscInitStruct.Oscill