STM32F407 USB主机 OTG-HS接口 CDC设备

USB CDC 类入门培训

1 前言

本文节选自 2017 年度 USB CDC 类培训内容的整理，主要目的是以方便些没有到现场参加培训的碟粉们可以参阅学习。本文

力求从理论到实践，尽量给读者一个整体了解 USB CDC 类的窗口。当然，阅读此文，还是需要基本的 USB 知识，这个请读

者自行预备。

2 USB CDC 类基础理论知识介绍

2.1 USB CDC 类、USB2.0 标准与 PSTN 之间的关系

CDC(Communication Device Class)类是 USB2.0 标准下的一个子类，定义了通信相关设备的抽象集合。它与 USB2.0 标准以

我们主要讲的是 PSTN(Public Switched Telephone Network)。从 PSTN 官方标准文档来看，PSTN 子类是一个与电信相关的

子类，而这里，我们只是将它作为一个普通的通信设备使用，并没有使用到它的一些电话特性。

2.2 从一个具体的 CDC 类通信数据说起

图 2 一个具体的 CDC 类设备通信数据

如上图，USB CDC 类的通信部分主要包含三部分：枚举过程、虚拟串口操作和数据通信。其中虚拟串口操作部分并不一定强

制需要，因为若跳过这些虚拟串口的操作，实际上 USB 依然是可以通信的，这也就是为什么上图中，在操作虚拟串口之前会

2.3 CDC 类设备枚举过程

CDC 类设备与其他标准 USB 设备枚举过程的并没有什么特殊的地方。在设备描述符内可以使用 DeviceClass=0x00,

SubClass=0x00, Protocol=0x00 表示此类信息在接口描述符内给出；或者也可以使用 0x02,0x00,0x00；来表明该设备为

CDC 类设备。或者使用 0xef, 0x02,0x01 表示当前为复合设备。

CDC 类设备在枚举过程中最主要的信息存储在配置描述符内：

图 3 USB CDC 类配置描述符的结构

作指令等等。

除这异步通知端点外，控制接口下还包含 CDC 类相关描述符，这其中就包含 Header 描述符，Call Management 描述符，

ACM 描述符以及 Union 描述符。这些功能描述符整合在一起用来描述此 USB 设备的一些功能特性，比如 AT 指令支持情况，

ACM 模型下的指令集支持情况，以及还有哪些接口与此接口一起对应 Host 端的一个功能(驱动)。

在具体配置描述符内的控制接口内，功能描述符紧跟在接口描述符后，最后才是端点描述符。

 控制接口

这里使用到 ACM 模型，后续将讲到这个模型，并且这里指明使用到 V250 版本的 AT 指令，这些指令是与电话相关的，但在

我们这里讲的 CDC 通信实际上并不需要使用这些与电话相关的指令，它只是简单通信而已，这里指出 AT 指令也没有关系，

只是实际不用它而已。

如上图，bNumEndpoints 表示此接口下包含的端点数，这里为 1 个，即那个异步通知端点。bInterfaceSubClass 为

0x02,ACM 通信模型，bInterfaceProtocol 表示 AT 指令集的版本，虽然这里举例为 V2.50，但实际上并没有使用到任何 AT 指

令，因此它放

 Header 功能描述符

ACM(Abstract Control Model)，即抽象控制模型，PSTN 下，除了 ACM 模型还有还有 DLM(Direct Line Mode),

TCM(Telephone Control Model)。

PSTN 定义了三种模型:DLM(Direct Line Mode),ACM(Abstract Control Model)和 TCM(Telephone Control Model).

频数据，控制接口传输的也都是些比较原始的指令，比如脉宽设置，发送脉宽等等；

较抽象的高层指令，比如设置、获取波特率，设置获取与通信相关的参数等等，而 AT 指令可以通过控制接口或者数