STM32 USB开发详解：CDC虚拟串口与HID键盘鼠标（基于CubeUSB库）

景彡先生2025-07-16 8:18

前言：STM32的USB功能为何重要？

在嵌入式开发中，设备与外界通信的方式多种多样（UART、SPI、I2C等），但USB凭借"即插即用"、"高速传输"和"供电能力"三大优势，成为设备与PC/手机通信的首选方案。STM32大部分中高端型号（如F103C8T6、F407IGH6、L431RCT6等）都集成了USB外设，支持从机、主机或OTG模式，可实现虚拟串口、键盘、鼠标等多种功能。

本文聚焦STM32 USB的两种最常用类型：CDC类（虚拟串口） 和HID类（键盘/鼠标） ，基于ST官方的CubeUSB库（即STM32CubeUSB middleware），从硬件原理、CubeMX配置、代码解析到实战案例，手把手教你实现STM32与PC的USB通信。无论你是需要通过USB传输数据（CDC），还是模拟输入设备（HID），本文都能提供完整的解决方案。

一、STM32 USB硬件基础与CubeUSB库简介

在开始实战前，我们需要先了解STM32 USB的硬件基础和开发工具，为后续开发铺路。

1.1 STM32 USB外设核心特性

STM32的USB外设（以最常用的USB 2.0 Full-Speed为例）具有以下特性：

  • 速度：支持Full-Speed（12Mbps），部分型号（如F4、H7）支持High-Speed（480Mbps）；
  • 模式：支持从机（Device）、主机（Host）和OTG（On-The-Go）模式，本文聚焦从机模式；
  • 端点：最多支持8个双向端点（Endpoint），用于数据传输（控制、批量、中断、同步传输）；
  • 低功耗：支持USB suspend模式，适合电池供电设备。

硬件电路注意 ：STM32的USB引脚（通常为PA11（USB_DM）、PA12（USB_DP））需要外接1.5kΩ上拉电阻（DP引脚），部分型号（如F103）内置上拉电阻，可通过软件控制使能。典型电路如下：

复制代码 
PA12（USB_DP）→ 1.5kΩ电阻 → 3.3V（上拉）
PA11（USB_DM）→ 直接连接USB母座
USB母座外壳接地，VCC引脚可接5V（用于给外设供电）

1.2 CubeUSB库：简化USB开发的利器

传统USB开发需要手动编写设备描述符、配置描述符和状态机，门槛极高。ST推出的CubeUSB库（集成在STM32Cube生态中）通过以下方式简化开发：

  • 封装底层协议：自动处理USB枚举、数据收发等复杂流程；
  • 支持多种USB类：内置CDC、HID、MSC（存储）等标准类驱动；
  • 与CubeMX无缝集成：通过图形化配置生成初始化代码，无需手动修改寄存器；
  • 跨系列兼容：同一套API支持F1、F4、L4等多个STM32系列。

本文将基于STM32CubeMX 6.6.0 和CubeUSB库 2.9.0，以STM32F103C8T6（最小系统板）为例，讲解CDC和HID类设备的开发。

二、USB CDC类：虚拟串口（Virtual COM Port）

CDC（Communications Device Class）是USB的一种标准设备类，其核心功能是将USB设备模拟为串口（即"虚拟串口"），使PC通过USB线与设备通信，就像使用传统UART串口一样。

2.1 CDC类的应用场景

CDC虚拟串口因其"无需额外驱动（Windows自带）"和"即插即用"的特性，广泛应用于：

  • 调试信息输出（替代传统UART串口）；
  • 设备参数配置（如传感器校准、WiFi配置）；
  • 数据透传（如蓝牙模块与PC的USB桥接）。

2.2 CubeMX配置CDC设备步骤

步骤1：新建工程并选择芯片

打开STM32CubeMX，搜索并选择STM32F103C8T6，点击"Start Project"。

步骤2：配置USB时钟

USB外设需要48MHz的专用时钟（USB clock），配置步骤：

  1. 点击"RCC"，设置HSE为"Crystal/Ceramic Resonator"（外部晶振）；
  2. 点击"Clock Configuration"，配置系统时钟树：
    • HSE = 8MHz；
    • PLLMUL = ×9（PLL输出 = 72MHz）；
    • USB Prescaler = /1.5（使USB时钟 = 72MHz / 1.5 = 48MHz）；
    • 确保"USB"时钟分支显示为48MHz。
步骤3：配置USB从机模式
  1. 点击"Connectivity"→"USB"，设置"Mode"为"Device Only"（从机模式）；
  2. 勾选"Activate the Full Speed Interface"，此时PA11（USB_DM）和PA12（USB_DP）会自动配置为USB功能。
步骤4：配置CDC类
  1. 点击"Middleware"→"USB_DEVICE"，在"Class For FS IP"中选择"Communication Device Class (CDC)"；
  2. 点击"Configuration"，可修改CDC的默认参数（如厂商名称、产品名称）：
    • "Manufacturer String"：改为"STM32"（可选）；
    • "Product String"：改为"STM32 CDC Virtual Port"（可选）；
    • "Serial Number String"：改为"0001"（可选）。
步骤5：生成代码

点击"Project Manager"，设置工程名称（如"STM32_CDC"）和路径，选择IDE（如"MDK-ARM V5"），最后点击"Generate Code"生成工程。

2.3 CDC代码结构解析

生成的代码中，与CDC相关的核心文件和函数如下：

核心文件
文件路径 功能描述
Core/Src/usbd_conf.c USB设备配置（端点、缓冲区）
Core/Src/usbd_cdc_if.c CDC接口实现（收发函数）
Middlewares/ST/STM32_USB_Device_Library/Class/CDC/Src/usbd_cdc.c CDC类核心驱动
关键函数

  1. 初始化函数 ：MX_USB_DEVICE_Init()

    位于main.c，用于初始化USB外设和CDC类，自动生成无需修改：

    c 复制代码 
    void MX_USB_DEVICE_Init(void)
{
  /* 初始化USB设备库 */
  USBD_Init(&hUsbDeviceFS, &FS_Desc, DEVICE_FS);
  /* 添加CDC接口 */
  USBD_RegisterClass(&hUsbDeviceFS, &USBD_CDC);
  /* 初始化CDC接口 */
  USBD_CDC_RegisterInterface(&hUsbDeviceFS, &USBD_Interface_fops_FS);
  /* 启动USB设备 */
  USBD_Start(&hUsbDeviceFS);
}

  2. 发送数据函数 ：CDC_Transmit_FS()

    位于usbd_cdc_if.c，用于向PC发送数据（封装了USB端点发送逻辑）：

    c 复制代码 
    uint8_t CDC_Transmit_FS(uint8_t* Buf, uint16_t Len)
{
  uint8_t result = USBD_OK;
  /* 检查发送状态 */
  if(USBD_CDC_HandleTypeDef *hcdc = (USBD_CDC_HandleTypeDef*)hUsbDeviceFS.pClassData)
  {
    if(hcdc->TxState != 0) return USBD_BUSY;
    /* 复制数据到发送缓冲区 */
    USBD_CDC_SetTxBuffer(&hUsbDeviceFS, Buf, Len);
    /* 启动发送 */
    result = USBD_CDC_TransmitPacket(&hUsbDeviceFS);
  }
  return result;
}

  3. 接收回调函数 ：CDC_Receive_FS()

    当PC通过虚拟串口发送数据时，该函数会被自动调用（需用户实现数据处理逻辑）：

    c 复制代码 
    static int8_t CDC_Receive_FS(uint8_t* Buf, uint32_t *Len)
{
  /* 用户添加数据处理逻辑 */
  printf("收到PC数据：");
  for(uint32_t i=0; i<*Len; i++)
  {
    printf("%02X ", Buf[i]);
  }
  printf("\r\n");

  /* 重新使能接收（必须调用，否则只能接收一次） */
  USBD_CDC_SetRxBuffer(&hUsbDeviceFS, &Buf[0]);
  USBD_CDC_ReceivePacket(&hUsbDeviceFS);
  return (USBD_OK);
}

2.4 CDC实战：实现"回声"功能

目标：设备收到PC发送的字符串后，自动回传该字符串（即"回声"功能）。

步骤1：修改接收回调函数

在usbd_cdc_if.c的CDC_Receive_FS中添加回传逻辑：

c 复制代码 
static int8_t CDC_Receive_FS(uint8_t* Buf, uint32_t *Len)
{
  /* 回传收到的数据 */
  CDC_Transmit_FS(Buf, *Len);

  /* 重新使能接收 */
  USBD_CDC_SetRxBuffer(&hUsbDeviceFS, &Buf[0]);
  USBD_CDC_ReceivePacket(&hUsbDeviceFS);
  return (USBD_OK);
}
步骤2：主循环发送测试数据

在main.c的主循环中添加周期性发送逻辑：

c 复制代码 
int main(void)
{
  /* 初始化 */
  HAL_Init();
  SystemClock_Config();
  MX_GPIO_Init();
  MX_USB_DEVICE_Init();

  /* 测试字符串 */
  uint8_t test_buf[] = "Hello, CDC Virtual COM!\r\n";
  uint32_t send_cnt = 0;

  while (1)
  {
    /* 每1秒发送一次测试数据 */
    if(send_cnt % 1000 == 0)
    {
      CDC_Transmit_FS(test_buf, sizeof(test_buf)-1);
    }
    HAL_Delay(1);
    send_cnt++;
  }
}
步骤3：编译下载与测试
  1. 编译工程并下载到STM32F103C8T6开发板；
  2. 用USB线连接开发板的USB口（注意：需连接到STM32的USB引脚，而非UART转USB）；
  3. PC会自动识别"STM32 CDC Virtual Port"，在设备管理器中查看虚拟串口编号（如COM3）；
  4. 打开串口助手（如XCOM），设置波特率115200（CDC虚拟串口波特率无实际意义，任意值均可），可看到设备发送的测试字符串；
  5. 在串口助手发送任意字符串，设备会回传该字符串，实现"回声"功能。

2.5 CDC常见问题与解决方案

  1. 设备无法识别：

    • 检查USB线是否为"数据传输线"（部分充电线无数据引脚）；
    • 确认PA11/PA12引脚连接正确，上拉电阻是否焊接；
    • 检查USB时钟是否为48MHz（最常见问题）。

  2. 发送数据失败：

    • 调用CDC_Transmit_FS前检查返回值，若为USBD_BUSY，说明上一次发送未完成，需等待；
    • 单次发送数据长度不超过CDC端点缓冲区大小（默认512字节）。

  3. 接收数据不完整：

    • 确保CDC_Receive_FS中调用了USBD_CDC_ReceivePacket（重新使能接收）；
    • 长数据需在应用层处理分包（USB底层可能分多次接收）。

三、USB HID类：键盘与鼠标

HID（Human Interface Device）是USB的另一重要设备类，专为人机交互设备设计，如键盘、鼠标、游戏手柄等。HID设备通过"报告描述符"定义数据格式，PC无需额外驱动即可识别。

3.1 HID类的核心特性

  • 即插即用：Windows、Linux、MacOS均内置HID驱动；
  • 低延迟：采用中断传输（Interrupt Transfer），确保实时响应；
  • 灵活的数据格式：通过报告描述符自定义数据结构（如键盘扫描码、鼠标坐标）。

3.2 HID报告描述符：定义设备"语言"

HID设备与PC通信的核心是报告描述符（Report Descriptor），它告诉PC：

  • 设备类型（键盘/鼠标/其他）；
  • 数据格式（如键盘有8个字节，包含 modifier 和扫描码）；
  • 数据范围（如鼠标X坐标范围-127~127）。

例如，简化的键盘报告描述符（8字节）：

c 复制代码 
0x05, 0x01,        // Usage Page (Generic Desktop)
0x09, 0x06,        // Usage (Keyboard)
0xA1, 0x01,        // Collection (Application)
0x05, 0x07,        //   Usage Page (Keyboard)
0x19, 0xE0,        //   Usage Minimum (KB LeftControl)
0x29, 0xE7,        //   Usage Maximum (KB Right GUI)
0x15, 0x00,        //   Logical Minimum (0)
0x25, 0x01,        //   Logical Maximum (1)
0x75, 0x01,        //   Report Size (1)
0x95, 0x08,        //   Report Count (8)
0x81, 0x02,        //   Input (Data,Var,Abs)
0x95, 0x01,        //   Report Count (1)
0x75, 0x08,        //   Report Size (8)
0x81, 0x03,        //   Input (Cnst,Var,Abs)
0x95, 0x06,        //   Report Count (6)
0x75, 0x08,        //   Report Size (8)
0x15, 0x00,        //   Logical Minimum (0)
0x25, 0xFF,        //   Logical Maximum (255)
0x05, 0x07,        //   Usage Page (Keyboard)
0x19, 0x00,        //   Usage Minimum (Reserved)
0x29, 0xFF,        //   Usage Maximum (FF)
0x81, 0x00,        //   Input (Data,Var,Abs)
0xC0,              // End Collection

3.3 CubeMX配置HID设备步骤

以"键盘"为例，配置步骤与CDC类似，核心差异在"USB_DEVICE"配置：

步骤1：配置USB时钟（同CDC）

确保USB时钟为48MHz，参考2.2节步骤2。

步骤2：配置HID类
  1. 点击"Middleware"→"USB_DEVICE"，在"Class For FS IP"中选择"HID Class"；
  2. 点击"Configuration"，设置HID参数：
    • "HID Usage Page"：选择"Generic Desktop"（通用桌面设备）；
    • "HID Usage"：选择"Keyboard"（键盘）或"Mouse"（鼠标）；
    • "HID Report Descriptor Size"：设置为报告描述符长度（如键盘为63字节）；
    • "HID Report Size"：设置单包报告大小（键盘8字节，鼠标3字节）。
步骤3：生成代码

同CDC，生成工程后，HID核心文件为usbd_hid.c和usbd_hid_if.c。

3.4 HID键盘开发实战

目标：STM32模拟键盘，按开发板上的按键（如PA0）时，向PC发送"Hello World!"。

步骤1：修改HID报告描述符

在usbd_hid_if.c中，替换默认报告描述符为键盘描述符：

c 复制代码 
__ALIGN_BEGIN uint8_t HID_MOUSE_ReportDesc[HID_MOUSE_REPORT_DESC_SIZE] __ALIGN_END =
{
  0x05, 0x01,        // Usage Page (Generic Desktop)
  0x09, 0x06,        // Usage (Keyboard)
  0xA1, 0x01,        // Collection (Application)
  0x05, 0x07,        //   Usage Page (Keyboard)
  0x19, 0xE0,        //   Usage Minimum (KB LeftControl)
  0x29, 0xE7,        //   Usage Maximum (KB Right GUI)
  0x15, 0x00,        //   Logical Minimum (0)
  0x25, 0x01,        //   Logical Maximum (1)
  0x75, 0x01,        //   Report Size (1)
  0x95, 0x08,        //   Report Count (8)
  0x81, 0x02,        //   Input (Data,Var,Abs)
  0x95, 0x01,        //   Report Count (1)
  0x75, 0x08,        //   Report Size (8)
  0x81, 0x03,        //   Input (Cnst,Var,Abs)
  0x95, 0x06,        //   Report Count (6)
  0x75, 0x08,        //   Report Size (8)
  0x15, 0x00,        //   Logical Minimum (0)
  0x25, 0xFF,        //   Logical Maximum (255)
  0x05, 0x07,        //   Usage Page (Keyboard)
  0x19, 0x00,        //   Usage Minimum (Reserved)
  0x29, 0xFF,        //   Usage Maximum (FF)
  0x81, 0x00,        //   Input (Data,Var,Abs)
  0xC0               // End Collection
};
步骤2：定义键盘扫描码映射表

USB键盘通过"扫描码"（Scan Code）表示按键，常见字符的扫描码如下（完整表参考USB HID规范）：

c 复制代码 
#define KEY_A       0x04
#define KEY_B       0x05
#define KEY_C       0x06
#define KEY_D       0x07
#define KEY_E       0x08
#define KEY_F       0x09
#define KEY_G       0x0A
#define KEY_H       0x0B
#define KEY_I       0x0C
#define KEY_J       0x0D
#define KEY_K       0x0E
#define KEY_L       0x0F
#define KEY_M       0x10
#define KEY_N       0x11
#define KEY_O       0x12
#define KEY_P       0x13
#define KEY_Q       0x14
#define KEY_R       0x15
#define KEY_S       0x16
#define KEY_T       0x17
#define KEY_U       0x18
#define KEY_V       0x19
#define KEY_W       0x1A
#define KEY_X       0x1B
#define KEY_Y       0x1C
#define KEY_Z       0x1D
#define KEY_SPACE   0x2C
#define KEY_ENTER   0x28
步骤3：实现键盘数据发送函数

在usbd_hid_if.c中添加发送键盘报告的函数：

c 复制代码 
/* 发送键盘报告（8字节）：modifier(1字节) + reserved(1字节) + 6个扫描码 */
uint8_t HID_Keyboard_Send(uint8_t modifier, uint8_t* keys, uint8_t len)
{
  uint8_t report[8] = {0};
  report[0] = modifier; //  modifier（如0x02表示Shift）
  
  /* 填充扫描码（最多6个） */
  for(uint8_t i=0; i<len && i<6; i++)
  {
    report[2+i] = keys[i];
  }
  
  /* 发送HID报告 */
  return USBD_HID_SendReport(&hUsbDeviceFS, report, 8);
}
步骤4：主循环检测按键并发送数据

配置PA0为输入（上拉），检测按键按下时发送"Hello World!"：

c 复制代码 
int main(void)
{
  HAL_Init();
  SystemClock_Config();
  MX_GPIO_Init();
  MX_USB_DEVICE_Init();

  /* 按键引脚配置（PA0上拉输入） */
  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
  GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_0;
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;
  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;
  HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);

  /* 要发送的字符串："Hello World!" */
  uint8_t hello_keys[] = {
    KEY_H, KEY_E, KEY_L, KEY_L, KEY_O, // "Hello"
    KEY_SPACE,                         // 空格
    KEY_W, KEY_O, KEY_R, KEY_L, KEY_D, // "World"
    KEY_1,                             // "!"（Shift+1）
    KEY_ENTER                          // 回车
  };

  uint8_t key_idx = 0;
  uint8_t last_state = 1; // 按键初始状态（高电平）

  while (1)
  {
    /* 检测按键（PA0）状态 */
    uint8_t current_state = HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_0);
    
    /* 按键按下（下降沿） */
    if(current_state == 0 && last_state == 1)
    {
      if(key_idx < sizeof(hello_keys))
      {
        uint8_t modifier = 0;
        /* 处理Shift键（如"!"需要Shift+1） */
        if(hello_keys[key_idx] == KEY_1)
        {
          modifier = 0x02; // Left Shift
        }
        
        /* 发送当前字符 */
        HID_Keyboard_Send(modifier, &hello_keys[key_idx], 1);
        HAL_Delay(50); // 按键间隔
        
        /* 发送释放状态（所有按键抬起） */
        HID_Keyboard_Send(0, NULL, 0);
        HAL_Delay(50);
        
        key_idx++;
      }
      else
      {
        key_idx = 0; // 循环发送
      }
    }
    
    last_state = current_state;
    HAL_Delay(10); // 消抖
  }
}
步骤5：测试效果
  1. 下载程序到开发板，连接USB线到PC；
  2. PC会识别"USB Input Device"（键盘）；
  3. 打开记事本，按下开发板上的PA0按键，会依次输入"Hello World!"并换行。

3.5 HID鼠标开发实战

鼠标与键盘的开发流程类似，核心差异在报告描述符和数据格式（鼠标通常为3字节：X位移、Y位移、按键状态）。

步骤1：鼠标报告描述符
c 复制代码 
__ALIGN_BEGIN uint8_t HID_MOUSE_ReportDesc[HID_MOUSE_REPORT_DESC_SIZE] __ALIGN_END =
{
  0x05, 0x01,        // Usage Page (Generic Desktop)
  0x09, 0x02,        // Usage (Mouse)
  0xA1, 0x01,        // Collection (Application)
  0x09, 0x01,        //   Usage (Pointer)
  0xA1, 0x00,        //   Collection (Physical)
  0x05, 0x09,        //     Usage Page (Button)
  0x19, 0x01,        //     Usage Minimum (Button 1)
  0x29, 0x03,        //     Usage Maximum (Button 3)
  0x15, 0x00,        //     Logical Minimum (0)
  0x25, 0x01,        //     Logical Maximum (1)
  0x75, 0x01,        //     Report Size (1)
  0x95, 0x03,        //     Report Count (3)
  0x81, 0x02,        //     Input (Data,Var,Abs)
  0x75, 0x05,        //     Report Size (5)
  0x95, 0x01,        //     Report Count (1)
  0x81, 0x01,        //     Input (Cnst)
  0x05, 0x01,        //     Usage Page (Generic Desktop)
  0x09, 0x30,        //     Usage (X)
  0x09, 0x31,        //     Usage (Y)
  0x15, 0x81,        //     Logical Minimum (-127)
  0x25, 0x7F,        //     Logical Maximum (127)
  0x75, 0x08,        //     Report Size (8)
  0x95, 0x02,        //     Report Count (2)
  0x81, 0x06,        //     Input (Data,Var,Rel)
  0xC0,              //   End Collection
  0xC0               // End Collection
};
步骤2：鼠标数据发送函数
c 复制代码 
/* 鼠标报告：3字节（X位移, Y位移, 按键） */
uint8_t HID_Mouse_Send(int8_t x, int8_t y, uint8_t buttons)
{
  uint8_t report[3] = {x, y, buttons};
  return USBD_HID_SendReport(&hUsbDeviceFS, report, 3);
}
步骤3：主循环控制鼠标移动
c 复制代码 
int main(void)
{
  // 初始化代码（略）

  while (1)
  {
    /* 鼠标向右移动（X=10） */
    HID_Mouse_Send(10, 0, 0);
    HAL_Delay(50);
    
    /* 鼠标向下移动（Y=10） */
    HID_Mouse_Send(0, 10, 0);
    HAL_Delay(50);
    
    /* 鼠标向左移动（X=-10） */
    HID_Mouse_Send(-10, 0, 0);
    HAL_Delay(50);
    
    /* 鼠标向上移动（Y=-10） */
    HID_Mouse_Send(0, -10, 0);
    HAL_Delay(50);
    
    /* 左键点击（按下+释放） */
    HID_Mouse_Send(0, 0, 0x01); // 左键按下
    HAL_Delay(200);
    HID_Mouse_Send(0, 0, 0x00); // 左键释放
    HAL_Delay(1000);
  }
}

测试时，PC会识别鼠标，鼠标指针会按上述逻辑移动并点击。

四、CubeUSB库核心API解析

无论是CDC还是HID，CubeUSB库的核心API都围绕"USB设备状态机"和"端点数据传输"设计，掌握这些API可灵活扩展功能。

4.1 USB设备状态机相关函数

函数名 功能描述
USBD_Init() 初始化USB设备（设置描述符）
USBD_RegisterClass() 注册USB设备类（CDC/HID等）
USBD_Start() 启动USB设备（开始枚举）
USBD_Stop() 停止USB设备
USBD_DeInit() 反初始化USB设备

4.2 数据传输相关函数

函数名 功能描述
USBD_CDC_TransmitPacket() CDC类发送数据
USBD_CDC_ReceivePacket() CDC类接收数据（使能端点）
USBD_HID_SendReport() HID类发送报告
USBD_LL_Transmit() 底层端点发送函数（通用）
USBD_LL_Receive() 底层端点接收函数（通用）

4.3 回调函数

CubeUSB库通过回调函数通知应用层USB事件，常见回调包括：

  • USBD_ResetCallback()：USB复位事件；
  • USBD_SuspendCallback()：USB挂起事件；
  • USBD_ResumeCallback()：USB唤醒事件；
  • USBD_CDC_ReceiveCallback()：CDC接收数据事件（自定义实现）。

五、HID与CDC的对比及选型建议

特性 CDC类（虚拟串口） HID类（键盘/鼠标）
传输类型 批量传输（Bulk） 中断传输（Interrupt）
数据长度 最大512字节（可配置） 最大64字节（HID规范限制）
延迟 中等（依赖PC调度） 低（1~10ms，中断传输保障）
驱动需求 Windows自带（无需额外驱动） 全平台自带驱动
典型应用 数据透传、调试输出 人机交互设备（键盘、鼠标、手柄）
开发复杂度 低（无需关心报告描述符） 中（需正确定义报告描述符）

选型建议：

  • 需传输大量数据（如日志、传感器数据） → 选CDC；
  • 需模拟输入设备（如远程控制、自动化测试） → 选HID；
  • 需跨平台兼容性（Windows/Linux/Mac） → 优先HID。

六、调试USB设备的实用工具

USB开发调试较复杂，推荐以下工具辅助定位问题：

  1. USB设备树查看器（USB Device Tree Viewer）：

  2. HID调试工具（HID Terminal）：

  3. 串口助手（如XCOM、Putty）：

    • 功能：测试CDC虚拟串口的收发功能。

  4. 示波器/逻辑分析仪：

    • 功能：测量USB_DP/USB_DM引脚的信号，判断硬件连接是否正常。

七、总结与扩展

本文详细讲解了STM32 USB的两种核心应用：

  • CDC类：通过虚拟串口实现PC与设备的双向数据传输，配置简单，适合数据透传；
  • HID类：通过报告描述符定义数据格式，模拟键盘、鼠标等输入设备，延迟低，适合人机交互。

扩展学习方向：

  1. 复合设备：同时支持CDC和HID（如带虚拟串口的游戏手柄）；
  2. USB主机模式：STM32作为主机连接U盘、键盘（需用USB Host库）；
  3. USB OTG模式：动态切换主机/从机模式（如手机与设备互传数据）；
  4. 自定义HID设备：如旋钮、滑块等特殊输入设备，需编写对应的报告描述符。

CubeUSB库极大降低了USB开发的门槛，开发者无需深入理解USB协议细节，即可快速实现各类USB设备。建议从简单的CDC虚拟串口入手，熟悉后再挑战HID设备，逐步掌握STM32 USB开发的精髓。

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