STM32 usb 设备描述符失败

项目场景:

在使用 STM32系列 MCU 配置 USB 时,连接到 PC 后显示"设备描述符请求失败"。


问题描述

简单来说,根本原因是 USB 通信对时钟频率的精度要求极高,而之前的软件配置与硬件实际情况不符,导致 STM32 生成的 USB 时钟频率不是标准的 48MHz。

当 USB 时钟频率错误时,电脑(主机)无法以正确的速率(波特率)解码 STM32 发出的信号,因此在握手阶段(枚举)就会报错"获取设备描述符失败"


原因分析:

USB 全速(Full Speed)模式要求数据传输速率严格稳定在 12 Mbps 。为了支持这个速率,STM32 内部必须提供一个精确的 48 MHz 时钟给 USB 外设。

  • 如果这个时钟偏差超过 0.25%(2500 ppm),PC 就无法正确采样数据。

STM32 内部并没有直接产生 48 MHz 的源,它是通过 外部晶振 (HSE) 经过 PLL (锁相环) 倍频和分频后得到的。

为什么会出现"描述符失败"?

在你修改配置之前,发生了以下连锁反应:

  1. 配置错位: 假设你的代码默认配置认为外部晶振是 8MHz ,但实际上你接的是 12MHz 晶振。

  2. PLL 计算错误: 单片机"以为"它在处理 8MHz 的信号,按照预设的倍频系数进行放大。

  3. 通信崩溃: USB 外设以 72MHz 的基准去发送数据,PC 端收到的信号波形完全错乱

  4. 枚举失败: PC 尝试发送"GET DEVICE DESCRIPTOR"请求,STM32 可能收到了但回复的信号是乱码,或者根本解析不了 PC 的包。几次重试后,Windows/Linux 就会放弃并报出"Device Descriptor Request Failed"。


解决方案:

将时钟树的输入频率改为STM32外部晶振的频率即可

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