【嵌入式】USBCDC学习目标--STM32 板载 USB 做 CDC 虚拟串口（Virtual COM Port）

STM32 板载 USB 做 CDC 虚拟串口（Virtual COM Port）

目标可以拆成 4 步：

电脑识别到板子
电脑出现一个 COM 口
串口助手能打开这个口
PC 发什么，板子回什么

是 USB Device + CDC 类 + 回显应用。

一、先定学习顺序

第 0 步：确认目标本质

要做的是：

让 STM32F103 通过 "板子对应引脚" 连接电脑，并在 Windows 上枚举成一个虚拟串口。

是 USB CDC 设备

第 1 步：先学概念

USB Host：电脑
USB Device：板子
枚举：电脑识别设备的过程
Descriptor：描述符，设备给电脑的"身份证"
CDC：USB CDC（Communications Device Class）一种 USB 类，电脑会把它当串口
COM口：Windows 显示出来的虚拟串口

USB 虚拟串口，是 USB 设备在电脑上"表现得像串口"，不是真正的 UART 口。

第 2 步：再学工程结构

USB 工程里有哪些文件
哪个文件负责描述符
哪个文件负责 CDC 收发
哪个文件负责 USB 初始化
哪个文件负责中断

第 3 步：先跑通枚举

第一阶段的验收标准不是"回显成功"，而是：

设备管理器里先出现 COM 口。

只要这一步没成功，后面回显都不用谈。

第 4 步：再做收发回显

等枚举成功后，再写：

收到 PC 数据
把数据再发回 PC

这一步才是最终要的 echo。

第 5 步：最后做稳定性

比如：

连续发送是否丢字节
长字符串是否正常
快速多次发送是否异常
插拔重连是否稳定

二、从新手角度需要知道什么

只需要先掌握"为了做 CDC 虚拟串口，必须知道的那部分"。

1. 必须知道的硬件知识

板子这条 USB 路，核心是：

USB_DM
USB_DP

这是 MCU 连接 USB 的数据线。

所以后面做 USB CDC，软件上主要围绕这两个引脚对应的 USB 外设

2. 必须知道的软件知识

（1）USB 设备不是随便发数据

USB 和 UART 最大区别之一：

UART：两边都可以直接发
USB：主机主导
- 电脑是主机
- 板子是设备
- 设备要按协议回应主机

所以 USB 项目里，首先必须让电脑"认出来你是谁"。

（2）什么叫枚举

插上板子后，电脑会问：

你是什么设备？
你支持什么功能？
你有哪些接口？
你有哪些端点？

板子需要通过描述符回答这些问题。

如果这些信息对了，Windows 才会把它识别成一个 CDC 设备，然后出现 COM 口。

（3）什么叫描述符

现阶段先把描述符理解成"身份证 + 功能说明书"。

最少知道这些名字：

Device Descriptor
Configuration Descriptor
Interface Descriptor
Endpoint Descriptor
String Descriptor

电脑能不能认出 COM 口，和这些描述符强相关。

（4）什么叫 CDC

CDC 是 USB 的一个设备类。

它的作用是：

让 USB 设备在电脑上表现成串口。

最终在串口助手里看到的是：

一个 COMx 口
但它底层其实不是 USART1
而是 USB CDC

3. 必须知道的工程思路

不要从零自己手写 USB 协议。

正确路线是：

先找 STM32F1 的 USB CDC 例程，先跑通，再理解。

否则会被这些东西卡住：

EP0 控制传输
标准请求
类请求
描述符组织
端点收发状态机

这会把难度拉得太高。

三、整个项目的正确实施顺序

第一步：准备工程基础

先要满足这些前提：

IAR 工程能正常编译
能正常下载到板子
板子最小程序能跑
有 USB 相关库或示例工程
电脑端可以看设备管理器
有串口助手

这一关不解决，后面都白搭。

第二步：先做"出现 COM 口"

这个阶段的软件目标通常是：

初始化系统时钟
初始化 USB Device
注册 CDC 类
启动 USB Device

然后插到电脑上看设备管理器。

这一阶段先不要求回显，只要求：

能枚举成 COM 口。

第三步：确认 COM 口可打开

如果出现 COM 口了，你就继续验证：

串口助手能不能打开
打开后有没有报占用/异常
插拔时 COM 口有没有正常出现/消失

第四步：在 CDC 接收回调里做回显

逻辑上一般就是：

PC 发来一段数据
USB CDC 收到数据
固件进入接收处理函数
拿到数据和长度
再调用发送接口，把同样数据发回去

这就是 echo。

第五步：再处理边界情况

比如：

一次发 1 字节
一次发一整行
连发很多行
长数据包
快速连续发送

四、现在先学第一课

第一课：把目标拆成 4 个可检查节点

要拆成下面四层来判断。

节点 1：板子有没有被电脑识别

如果完全没反应，先查：

USB 线
供电
板子有没有运行
USB 硬件链路
时钟/USB 初始化

节点 2：有没有出现 COM 口

如果有设备反应，但没有 COM 口，先查：

是否真的是 CDC
描述符是否正确
驱动是否正常
设备枚举是否成功

节点 3：COM 口能不能打开

如果有 COM 口，但打不开，查：

驱动状态
枚举是否完整
板子是否反复重启
USB 是否异常断开

节点 4：能打开但不回显

如果能打开口，但发数据没反应，就查：

CDC 接收回调是否进入
接收缓冲是否正确
发送函数是否被调用
发送忙状态是否处理好

五、推进

后面建议按这个顺序一关一关来：

第 1 讲：STM32F103 做 USB CDC，软件工程里通常有哪些文件和模块，各自干什么