1.概述
我们已经对USB硬件和数据的四种传输类型有了一个基本的了解。
控制传输(Control Transfers)
批量传输(Bulk Data Transfers)
中断传输(Interrupt Data Transfers)
同步传输(Isochronous Data Transfers):
下面我们通过一个例子看一下USB的具体工作过程。在此我们用一个比较实用的例子，就是把我们的板子用USB连接至PC，然后在PC端出现一个模拟串口，通过串口助手打开这个串口，然后实现数据的双向传输。最后我们聊一下很多工程师都会忽视的USB认证问题。
2.例程
我们打开ST的Cube库中的CDC例程：
STM32Cube_FW_F1_V1.8.0\Projects\STM3210C_EVAL\Applications\USB_Device\CDC_Standalone\MDK-ARM\Project.uvprojx
这个例程用到USB的同时还会用到USART，USB从PC端收到数据后会转发到USART，从USART接收到消息会上传至PC。我们可以把USART的TX和RX短接，这样从PC端下发的数据会原样回传给PC端。
这个例程使用的硬件是STM3210C-EVAL，原理图可以在stmcu.org.cn找到。如果我们使用的是其它板子，就需要在这个工程基础上做一些改动。比如现在我们使用STM32F105RBT6,8M晶振，串口用PTA2，PTA3，那么我们的要做如下修改：
首先，修改使用的MCU：
然后修改时钟初始化部分。下图为STM32F105时钟模块示意图。USB工作需要48MHz的时钟。
(STM32F105xx Datasheet)
如果板子的晶振是8M，那么参数需要做如下配置：
(OSC IN = 8M)
PREDIV1SRC = 0b0, HSE oscillator clock selected as PREDIV1 clock entry
PREDIV1 = 0b0, PREDIV1 input clock not divided
PLLSRC = 0b1, Clock from PREDIV1 selected as PLL input clock
PLLMUL = 0b0111, PLL input clock x 9
(PLLCLK = 72M)
SW = 0b10, PLL selected as system clock
PLLVCO = 2*PLLCLK = 144M
USBPRE = 0, PLL clock is divided by 1.5 (or PLLVCO/3)
USB Clock = = PLLCLK/1.5 = 72M/1.5 = 48M
例程中的对应代码修改：
最后修改使用的串口引脚：
stm32f1xx_hal_msp.c //AFIOCOMx_REMAP(0); // Remap USART2 to PTD5/6 usbd_cdc_interface.h /* Definition for USARTx Pins */ //#define USARTx_TX_PIN GPIO_PIN_5 //#define USARTx_TX_GPIO_PORT GPIOD //#define USARTx_RX_PIN GPIO_PIN_6 //#define USARTx_RX_GPIO_PORT GPIOD #define USARTx_TX_PIN GPIO_PIN_2 #define USARTx_TX_GPIO_PORT GPIOA #define USARTx_RX_PIN GPIO_PIN_3 #define USARTx_RX_GPIO_PORT GPIOA
终于可以编译运行了，用USB线把板子连到PC的USB口，记得把板子的PTA２和PTA３引脚短接起来。在设备管理器我们看到多出来一个串口，看它的属性会看到它的VID，PID跟我们程序中设置的一致。
用串口助手打开此串口，发送字符串，会看到返回同样的字符串。
下面我们来看一下具体的工作过程。
3.USB枚举(Enumeration)
当我们给设备上电，程序控制芯片内集成的上拉电阻连接至USBDP时，USB主机(PC端)会检测到这一变化并向设备供电。此时设备处于Powered状态。
主机等待100ms设备稳定后复位并使能此端口，此时设备可以从Vbus获取不超过 100mA 的电流，其默认地址是0，处于Default状态。
主机通过0地址向该设备发送Get_Descriptor标准请求，获取设备的描述符。主机再次复位该PORT，并发送标准请求Set_Address给设备分配一个地址，之后的通信都是用此地址，设备进入Address状态。
主机通过新地址向设备再次发送Get_Descriptor标准请求，获取设备描述符。发送Get_Configuration请求，获取配置描述符。一个设备可以有多个配置，主机选择合适配置，通过 Set_Configuration请求对设备而进行配置，设备进入Configured状态。
USB的枚举过程是标准的，所以库里也有对应的标准处理代码。我们可以不用关心。好了，现在可以开始数据的双向传输了。
4.数据传输
我们已经了解所有USB传输都是由USB主机（Host）发起的，作为USB设备只能是被动的等待。当Host下发请求时会在设备中产生各种中断，设备完成各种中断的处理就行了。其中需要特别关注的有两个:
OEPINT(Output Endpoint Int),表明主机下发了数据。
IEPINT(Output Endpoint Int)。表明主机请求设备上传数据。
那么用户在代码里如何收发USB数据的呢？
我们在usbd_cdc_interface.c里关注下面这些就够了：
uint8_t UserRxBuffer[APP_RX_DATA_SIZE]; //USB下发数据缓冲区
uint8_t UserTxBuffer[APP_TX_DATA_SIZE]; //需要发给USB上位机的数据缓冲区
下面这个函数是用户用来处理接收缓冲区数据的，在初始化时需要传递给USB驱动，然后驱动收到USB下发的数据后会回调此函数。在例程中此函数把接收数据转发给了USART2。当然你也可以什么都不做。
static int8_t CDC_Itf_Receive(uint8_t * Buf, uint32_t * Len);
那么如果有数据需要发给上位机呢？我们可以用下面这个函数：
USBD_CDC_TransmitPacket(&USBD_Device)；
注意此数据是先放入IN端点，然后等待IEPINT中断发生时才被取走发送。
5.一个重要又容易被忽视的问题
至此好像万事大吉了。
等等，如果产品这样发出去，你可能给公司惹麻烦了！
还有一个很重要的问题我们千万不要忽视，就是VID和PID，既厂商识别符(Vendor ID)和产品识别符(Product ID)。我们例程中使用的是VID 0x0483, PID 0x5740。这个VID是专门分配给ST的，虽然我们用这个号程序也能运行，但是不符合规范的。我们的可以在 usb.org/developers 网站查到当前为所有USB厂商分配的VID。如果我们要开发USB设备，还要向USB组织申请自己的VID，之后还要做微软徽标认证，就可以畅行无阻了。
参考资料：
UM1734 STM32Cube USB device library
USB Specification 2.0
Universal Serial Bus Class Definitions for Communications Devices 1.2
STM32F105xx Datasheet
STM32F105xx RM
