APM32F4xx USB OTG 开发全攻略：从主机 / 从机到枚举 / 传输一次搞定

APM32F4xx 系列内置高速 + 全速双 USB OTG 控制器，自带高速 PHY，支持主机、从机自动切换，可直接实现 USB 串口、U 盘读写、HID 设备等功能。AN1087 应用笔记基于官方 OTG SDK，把 USB 原理、从机开发、主机状态机、枚举流程、数据收发全部讲透，新手也能快速做出稳定 USB 项目。

资料获取：AN1087_APM32F4xx_OTG应用笔记

1. APM32F4xx OTG 核心特性（先看懂再开发）

• 支持 USB 2.0，OTG 双角色：ID 脚自动识别主机 / 从机
• 内置高速 PHY，高速 / 全速兼容
• 从机模式：4IN+4OUT端点，端点 0 为控制端点
• 主机模式：8 个主机通道，支持低速 / 全速 / 高速
• 支持 HNP 角色切换、SRP 低功耗会话请求
• 配套官方 OTG SDK，含HID/MSC/CDC三大类例程

角色识别逻辑

• ID = 低电平 → 主机（Host）
• ID = 高电平 → 从机（Device）

2. USB 从机（Device）开发实战（最常用）

从机模式用于连接电脑，实现虚拟串口、键盘鼠标、U 盘等。

2.1 开发步骤（官方标准流程）

1. 配置 USB 时钟与 GPIO（PA11/PA12 为 USB_DM/DP）
2. 调用USBD_Init初始化从机
3. 编写描述符：设备、配置、字符串、报告
4. 实现回调：标准请求、类请求、收发完成
5. 使能 USB 中断，等待枚举与通信

2.2 关键初始化结构体

typedef struct {
    USBD_Descriptor_T *pDeviceDesc;       // 设备描述符
    USBD_Descriptor_T *pConfigurationDesc;// 配置描述符
    USBD_Descriptor_T *pStringDesc;       // 字符串描述符
    USBD_StdReqCallback_T *pStdReqCallback; // 标准请求回调
    USBD_ReqHandler_T classReqHandler;    // 类请求回调
    USBD_EPHandler_T inEpHandler;         // IN端点完成回调
    USBD_EPHandler_T outEpHandler;        // OUT端点完成回调
} USBD_InitParam_T;

2.3 数据收发函数（直接复制）

// 从机发送数据（IN）
USBD_TxData(USB_EP_1, data, len);

// 从机接收数据（OUT）
USBD_RxData(USB_EP_1, buf, len);

2.4 典型从机应用

• VCP 虚拟串口：串口打印、调试、上位机通信
• MSC 大容量存储：单片机做 U 盘
• HID 设备：鼠标、键盘、自定义设备

3. USB 主机（Host）开发实战（读 U 盘、挂设备）

主机模式用于外接 USB 设备，如 U 盘、鼠标、键盘等。

3.1 核心：状态机必须轮询

while(1){
    USBH_CoreHandler(); // 主机状态机，必须循环调用
}

3.2 主机状态流程

1. 设备断开 → 空闲 → 设备插入
2. 枚举：获取描述符→设置地址→配置设备
3. 类请求 → 类运行（如 MSC 读写）
4. 挂起 / 唤醒 / 异常处理

3.3 枚举流程（SDK 自动完成）

• 获取设备描述符 → 设置地址 → 全描述符
• 获取配置 → 获取字符串 → 设置配置

3.4 典型主机应用

• 读写 U 盘（FATFS）
• 读取 HID 设备（鼠标 / 键盘）
• 连接 USB 摄像头、打印机等外设

4. 必改关键配置（usb_config.h）

• USB_VBUS_SWITCH：VBUS 检测开关
• USB_EP0_PACKET_SIZE：端点 0 包长
• USB_FS_RX_FIFO_SIZE：接收 FIFO 大小
• USB_FS_TX_FIFO_x_SIZE：发送 FIFO 大小

5. 硬件设计要点（一次稳定）

1. PA11/PA12 为 USB_DM/DP，必须配置AF10
2. 增加上拉 / 下拉 / ESD保护电路
3. 电源稳定，USB 走线短、差分、等长
4. ID 脚用于主机 / 从机自动切换

6. 常见问题速解（AN1087 重点）

• 电脑不识别：描述符错误、FIFO 配置错误、GPIO 配置错
• 枚举失败：端点 0 未处理、控制请求没响应
• 数据发不出：FIFO 溢出、未启动传输
• 主机找不到设备：未轮询 USBH_CoreHandler ()

AN1087 是 APM32F4xx USB OTG 最完整的官方开发手册，覆盖原理 + 从机 + 主机 + 状态机 + 枚举 + 收发，搭配官方 SDK 直接跑通 VCP、MSC、HID 三大类应用。不管是做 USB 串口、U 盘还是外接设备，照着文档配置就能稳定量产。