USB协议学习笔记 - 引言

概述

• 最近想基于STM32做个USB设备，但是搜索了下USB相关的技术资料比较少，并且USB相关的书籍也是比较的少，所以打算系统的学习下USB协议相关的技术。
• USB 的官方网站：https://usb.org/
• USB 2.0 手册下载地址https://usb.org/document-library/usb-20-specification

如何学习

• 初步的看了下USB 2.0的规格书，发现内容还是比较的齐全，但是看完后依旧不清楚如何去真正的开发一个USB设备，USB上位机如何设计，STM32 USB固件如何设计，USB主从机如何通信？
• 所以，这里使用带USB功能的STM32的开发板，配合STM32CubeMX，生成USB Device的设备，通过实践的方式，不断的探索USB功能实现，PC上位机使用Visual Studio 2019开发，这样先用起来，技术细节，再查看USB的规格书，可能效率更高

USB基础

• USB 为：Universal Serial Bus 的缩写，中文可以称之为：通用串行总线
• USB 主机与设备，USB主机一般为PC，当然一些嵌入式MCU也可以实现USB主机，像STM32，既有USB Host，也有USB Device，还有USB-OTG（主从机可选）
• 为什么使用USB？我的需求是做一个USB设备，用于数据的采集、控制，类似于串口控制，使用USB，速度可能更快，如一个电源分析仪、USB-CAN协议转换，等等。
• USB 分为设备固件，一般使用C语言开发
• USB上位机，可以使用C++、C#等高级语言开发
• 经常看到一个笔记本电脑只有两个USB接口，但是可以通过USB-HUB扩展出多个USB接口，可以为低功耗设备供电，如J-Link，也可以与USB设备进行通信。

USB的速率

• USB 2.0速率现在分三个等级，之前的 USB 1.1也称之为USB 2.0了，只是速率低。

USB线序

• 目前USB 2.0 的线序，依旧是四根线：VBUS：+5V、GND、D+与D-。

USB的通信方式

• 有四种通信方式
  • Control Transfers : 控制传输
  • Bulk Data Transfers ：批量数据传输
  • Interrupt Data Transfers ：中断传输
  • Isochronous Data Transfers：同步数据传输
    

其他的概念

• endpoint
• pipe

小结

• 通过实践不断扩充USB协议相关的知识储备
• USB是个通用的协议，不断的梳理资料，不断的总结使用经验

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