來源：公眾號【魚鷹談單片機】作者：魚鷹OspreyID ??：emOsprey本篇筆記為 USB 系列教程第一篇，一共有多少篇魚鷹心里也沒底，魚鷹不會因為篇幅多而停止，會盡可能的將 USB 講透，讓你通過本系列教程入門 USB(Universal Serial Bus，通用串行總線)。當然，因為魚鷹也是用的不多，所以有些知識點可能是錯的，需要對照 USB 官方文檔確認。要想講透，大量的圖解是少不了的，不過魚鷹已經準備的差不多了，先給道友過個目好了。

魚鷹與USB的淵源

說起魚鷹和 USB 的淵源要從 2016 年開始，那個時候魚鷹花了一個月從最基本的USB硬件層開始，到STM32 模塊，再到USB協議，專注的學習了一個月(學生時間多)才勉強明白 USB 到底是個什么鬼。后來因為比賽原因不得不停止，留下上面 5000 字的筆記就暫時放下了。但是魚鷹還是心心念念著它，所以在工作后準備再次學習，還特地發朋友圈表示決心，最后還是無疾而終，不過那次學習了解了 HID 是個什么鬼。這一次魚鷹終于在工作穩定后開始全面學習 USB 了，最終目標就是實現一個 虛擬串口+ U盤+ CMSIS-DAP 調試器的復合USB設備，也就是 ST-LINK V2調試器中實現的功能。要實現這個東西可不簡單，USB 是大頭，FAT 文件系統老二，Cortex-M 調試組件知識第三，還有其它零零散散的知識點，沒有好的基礎，根本搞不定。FAT文件系統知識魚鷹已經準備好了，又是畫了大量的圖進行說明，不過到底會不會像 USB一樣寫個教程出來，那完全看魚鷹心情了，畢竟當時學完之后馬上寫會寫的比較清楚，可那個時候公眾號發展不如意，也就沒那個心思去分享了。這個隨緣吧。嘮嗑了這么多，魚鷹是想向各位道友表達一個觀點，做技術的不容易，能在技術路上走的很遠的都是勇士！要想堅持，沒有興趣是很難走下去的。很多人可能會說，這個東西網上不是都有嗎，隨便找一份源碼，改改引腳，調試器就出來了呀，為什么你要費勁巴力的又是畫圖，又是寫教程的，為的是什么？為的是以后當我想實現自己想要的功能時，我能快速實現；為的是遇到 USB 的問題時我能快速定位，這就是魚鷹的目的，也是魚鷹一直堅持的學習觀點，學透！

為什么要學習USB？

現在回到今天的主題，為什么要學習 USB？有人說串口就夠用了啊，串口簡單又容易上手，網上也能找到很多 USB 轉串口的模塊，為什么要學它呢？首先，在速度上，USB 比串口的速度要快的多，最低版本 192 KB/s，最高1280MB/s，當然這是理想速度，除去協議本身的開銷會減少部分，但總的來說，比串口快的多。(圖片來源與網上)現在大部分 USB 設備都是全速設備，即 1.5 MB/s，STM32 系列基本都支持全速以上的USB接口(有USB模塊的STM32芯片)，所以速度上比串口強的多，一般 USB 轉串口的模塊速率最大也就 115200b/s，換算成字節也就是 11.5 KB/s，而且因為協議簡單，所以不存在錯誤重傳，應答等機制，如果不用485之類的，抗干擾能力也不強(USB使用差分傳輸，抗干擾強)。但這些都不是重點，重點是當你想和電腦通信時，你必須借助各種硬件(杜邦線、轉接模塊)才能實現一個最簡單的串口通信。你想用它和電腦玩點高級貨，根本無從下手。而當你掌握了 USB，只需要一個USB線，插上電腦，各種玩法就隨之而來。DIY調試器？虛擬串口？虛擬U盤？USB攝像頭？虛擬網卡？這些統統沒問題，總之你能想到的和電腦通信的設備，它基本都能實現。而這些設備的驅動、上位機你基本能找到現成的。哦，你只想做個USB鼠標、鍵盤玩玩，那資料滿天飛，掌握了 USB，輕輕松松實現。這才是通用接口應該有的樣子嘛，而串口目前在筆記本上已經基本被淘汰了，如果想用串口，不好意思，通過 USB 虛擬吧！所以，USB 學習對于今天的我們來說，必不可少！

為什么寫教程？

USB教程其實在網上有很多，非常出名的是《圈圈教你玩USB》，不過它是 2009 出版的，距今已十多年了。雖說很老，但是知識是相通的，魚鷹也是靠它學了不少東西。但是魚鷹在學習過程中，有幾個問題存在：第一：圖解很少，雖說有很多通俗的語句進行描述，但總感覺還是不甚明了第二：開發板太老，具體芯片型號魚鷹已經不記得的，因為魚鷹沒想過買這個開發板，為什么？STM32 已經集成了 USB 接口，為什么還要單獨買一個學習呢。第三：例程不夠規范，很多異常沒有考慮。確實，作為初學者而言，簡單就是最好的，但是對于魚鷹這樣的老手而言，還是需要比較規范、易讀的例程才能運用到實際產品中去，以后需求變了，改起來也方便。以上就是魚鷹在學習過程中遇到的問題點，所以針對這些問題，魚鷹想自己寫！但是因為魚鷹對于 USB 的了解還不夠多，而且也不會面面俱到的寫，所以各位道友還是需要從頭閱讀這本書(網上有 PDF，魚鷹分享的資料中也會有，有條件的可以購買正版書籍學習)。不過魚鷹會將一個 CDC (虛擬串口)例程通過圖解的方式從頭到尾講透、講徹底，讓大家真正入門 USB，這就是魚鷹寫這個系列的目的。而對于高級部分，比如虛擬U盤、調試器、HUB、OTG等部分可能會選擇付費閱讀形式進行分享(也可能不分享，看情況了，魚鷹比較佛系)，畢竟這個耗費了魚鷹太多的精力。但是這些高級部分對于學習了USB基礎的道友來說，都是能自行學習的，魚鷹的筆記只不過會讓這個學習的時間縮短而已。畢竟，入門才是最難的!

怎么學USB？

魚鷹計劃將以如下學習路線分享教程：1、底層通信，USB是如何通過USB線傳輸數據的(類似串口協議部分)。(參考《USB培訓_Part1_協議.pdf》)2、STM32 中的USB模塊(參考《STM32中文手冊》)3、USB協議基礎(參考《圈圈教你玩USB.pdf》)4、CDC 通信過程詳解(參考《USB CDC類入門培訓.pdf》)通過以上講解，可以讓各位道友從下到上，有一個清晰的認識，遇到問題也更容易定位。事實上，對于嵌入式開發來說，我們其實更關注上層的東西，但是硬件上的東西還是需要作為了解性知識進行學習的，否則本來軟件沒問題，只是硬件原因導致無法通信，如果從軟件上查根本找不出問題。這里說說為什么使用 CDC 作為 USB 實戰例程呢？市面上很多開發板教程都是用鼠標、鍵盤來實戰的。確實，作為USB設備來說，鼠標、鍵盤是最常見的USB設備了，但是我們不可能拿一個開發板去當鍵盤或鼠標去實際使用吧，所以模擬一個USB鼠標和鍵盤對于我們開發人員來說，根本不實用。而串口雖說速度較低，但還是很多人在使用的，也有很多上位機支持，如果我們能通過 CDC 模擬一個串口，那么我們就可以很方便的使用目前市面上的硬件和軟件了，而且因為實質上是 USB，所以速度會更快。以前你的串口打印可能是這樣連接的：現在是這樣：省去了中間商賺差價，最大速率取決于USB本身，而不是受限于USB轉接模塊，而上位機那邊原來該怎么使用現在也怎么使用，方便簡單，你值得擁有。當然還有一個原因，對于初學者而言，要理解 HID (參考《USB-HID協議中文版.doc》)這個類還是很難的，據說這個類是所有USB類中最復雜的類，通信過程也比較麻煩，所以魚鷹選擇了 CDC 這個類講解，降低學習難度，當你掌握了USB基礎，再學其他的也就容易的多了。(以上參考資料可在后臺回復關鍵字，USB參考資料自行領取)關于CDC的例程，魚鷹已經在整理了，將盡可能的刪掉不相關的內容，讓各位道友更快的入門 USB，并且魚鷹的圖解也將基于該例程，大家到時候對照著參考就行，建議使用 SI 軟件閱讀源碼。

其他

最后說點其他的，為了更好的學習USB，魚鷹準備做一個USB開發板，STM32為核心(事實上大部分開發板都預留了USB接口)，這個開發板的主要特點會是方便調試，并且購買開發板會有相應的教程提供，不過這個只是魚鷹的初步構想，到時候看情況了。目前魚鷹已經找到一位剛畢業不久、興趣相投的道友畫板，畢竟魚鷹專注于軟件，讓我畫板還真搞不定，不過這個板子不是開發板，而是其他功能，開發板到時候再看了。還有一件事，關注魚鷹的老讀者應該都知道，越是支持魚鷹，越能得到更多公眾號資源，前段時間因為可分享的資源不多，所以沒去新增資源，但這一波 USB 的資源應該會非常豐富，比如完整的 PDF 高清圖等資源可是需要條件領取的，如果不知道如何支持魚鷹的，可點擊推薦閱讀：線程CPU使用率到底該如何計算？許久以后，你會感謝自己寫的異常處理代碼終極串口接收方式，極致效率為什么說你一定要掌握 KEIL 調試方法？延時功能進化論(合集)指針，很難嗎？| 解析指針的過程與意義(一)如何寫一個健壯且高效的串口接收程序？KIEL 調試那些事兒之窗口展示——變量(二)打了多年的單片機調試斷點到底應該怎么設置？| 顛覆認知-THE END-

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的stm32 usb 虚拟串口 相同_为什么说你要学习USB?（一）的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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