USB系列教程（一）

本篇笔记为 USB 系列教程第一篇，一共有多少篇鱼鹰心里也没底，鱼鹰不会因为篇幅多而停止，会尽可能的将 USB 讲透，让你通过本系列教程入门 USB（Universal Serial Bus，通用串行总线）。

当然，因为鱼鹰也是用的不多，所以有些知识点可能是错的，需要对照 USB 官方文档确认。

要想讲透，大量的图解是少不了的，不过鱼鹰已经准备的差不多了，先给道友过个目好了。

说起鱼鹰和 USB 的渊源要从 2016 年开始，那个时候鱼鹰花了一个月从最基本的 USB 硬件层开始，到 STM32 模块，再到 USB 协议，专注的学习了一个月（学生时间多）才勉强明白 USB 到底是个什么鬼。

但是鱼鹰还是心心念念着它，所以在工作后准备再次学习，还特地发朋友圈表示决心，最后还是无疾而终，不过那次学习了解了 HID 是个什么鬼。

要实现这个东西可不简单，USB 是大头，FAT 文件系统老二，Cortex-M 调试组件知识第三，还有其它零零散散的知识点，没有好的基础，根本搞不定。

FAT 文件系统知识鱼鹰已经准备好了，又是画了大量的图进行说明，不过到底会不会像 USB 一样写个教程出来，那完全看鱼鹰心情了，毕竟当时学完之后马上写会写的比较清楚，可那个时候公众号发展不如意，也就没那个心思去分享了。

这个随缘吧。

唠嗑了这么多，鱼鹰是想向各位道友表达一个观点，做技术的不容易，能在技术路上走的很远的都是勇士！

要想坚持，没有兴趣是很难走下去的。

很多人可能会说，这个东西网上不是都有吗，随便找一份源码，改改引脚，调试器就出来了呀，为什么你要费劲巴力的又是画图，又是写教程的，为的是什么？

为的是以后当我想实现自己想要的功能时，我能快速实现；为的是遇到 USB 的问题时我能快速定位，这就是鱼鹰的目的，也是鱼鹰一直坚持的学习观点，学透！

有人说串口就够用了啊，串口简单又容易上手，网上也能找到很多 USB 转串口的模块，为什么要学它呢？

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，当然这是理想速度，除去协议本身的开销会减少部分，但总的来说，比串口快的多。

（图片来源与网上）

但这些都不是重点，重点是当你想和电脑通信时，你必须借助各种硬件（杜邦线、转接模块）才能实现一个最简单的串口通信。

你想用它和电脑玩点高级货，根本无从下手。

而当你掌握了 USB，只需要一个 USB 线，插上电脑，各种玩法就随之而来。

DIY 调试器？虚拟串口？虚拟 U 盘？USB 摄像头？虚拟网卡？

这些统统没问题，总之你能想到的和电脑通信的设备，它基本都能实现。而这些设备的驱动、上位机你基本能找到现成的。

这才是通用接口应该有的样子嘛，而串口目前在笔记本上已经基本被淘汰了，如果想用串口，不好意思，通过 USB 虚拟吧！

所以，USB 学习对于今天的我们来说，必不可少！

虽说很老，但是知识是相通的，鱼鹰也是靠它学了不少东西。

但是鱼鹰在学习过程中，有几个问题存在：

第一：图解很少，虽说有很多通俗的语句进行描述，但总感觉还是不甚明了

第二：开发板太老，具体芯片型号鱼鹰已经不记得的，因为鱼鹰没想过买这个开发板，为什么？STM32 已经集成了 USB 接口，为什么还要单独买一个学习呢。

第三：例程不够规范，很多异常没有考虑。确实，作为初学者而言，简单就是最好的，但是对于鱼鹰这样的老手而言，还是需要比较规范、易读的例程才能运用到实际产品中去，以后需求变了，改起来也方便。

以上就是鱼鹰在学习过程中遇到的问题点，所以针对这些问题，鱼鹰想自己写！

但是因为鱼鹰对于 USB 的了解还不够多，而且也不会面面俱到的写，所以各位道友还是需要从头阅读这本书（网上有 PDF，鱼鹰分享的资料中也会有，有条件的可以购买正版书籍学习）。

不过鱼鹰会将一个 CDC （虚拟串口）例程通过图解的方式从头到尾讲透、讲彻底，让大家真正入门 USB，这就是鱼鹰写这个系列的目的。

而对于高级部分，比如虚拟 U 盘、调试器、HUB、OTG 等部分可能会选择付费阅读形式进行分享（也可能不分享，看情况了，鱼鹰比较佛系），毕竟这个耗费了鱼鹰太多的精力。

但是这些高级部分对于学习了 USB 基础的道友来说，都是能自行学习的，鱼鹰的笔记只不过会让这个学习的时间缩短而已。

毕竟，入门才是最难的!

1、底层通信，USB 是如何通过 USB 线传输数据的（类似串口协议部分）。（参考《USB 培训 _Part1_ 协议 .pdf》）

2、STM32 中的 USB 模块（参考《STM32 中文手册》）

3、USB 协议基础（参考《圈圈教你玩 USB.pdf》）

4、CDC 通信过程详解（参考《USB CDC 类入门培训 .pdf》）

通过以上讲解，可以让各位道友从下到上，有一个清晰的认识，遇到问题也更容易定位。

事实上，对于嵌入式开发来说，我们其实更关注上层的东西，但是硬件上的东西还是需要作为了解性知识进行学习的，否则本来软件没问题，只是硬件原因导致无法通信，如果从软件上查根本找不出问题。

市面上很多开发板教程都是用鼠标、键盘来实战的。

确实，作为 USB 设备来说，鼠标、键盘是最常见的 USB 设备了，但是我们不可能拿一个开发板去当键盘或鼠标去实际使用吧，所以模拟一个 USB 鼠标和键盘对于我们开发人员来说，根本不实用。

而串口虽说速度较低，但还是很多人在使用的，也有很多上位机支持，如果我们能通过 CDC 模拟一个串口，那么我们就可以很方便的使用目前市面上的硬件和软件了，而且因为实质上是 USB，所以速度会更快。

以前你的串口打印可能是这样连接的：

现在是这样：

当然还有一个原因，对于初学者而言，要理解 HID （参考《USB-HID 协议中文版 .doc》）这个类还是很难的，据说这个类是所有 USB 类中最复杂的类，通信过程也比较麻烦，所以鱼鹰选择了 CDC 这个类讲解，降低学习难度，当你掌握了 USB 基础，再学其他的也就容易的多了。