关于STM32F407ZET6单片机使用高速USB实现虚拟串口时主机不识别的问题记录

发表于 2025-10-12 08:11

芯片型号：

单片机：STM32F407ZET6

外部PHY芯片 USB3300

工具：STM32CubeMX 6.9.2

MDK5

USB种类：

高速USB（HS），单片机作为设备，PC机（WIN 11 64位）作为主机。

因项目需要，要使用高速USB来实现数据的快速传输，因此在单片机开发板上进行高速USB虚拟串口功能的验证。

以前有全速USB虚拟串口的使用经验，在外接了PHY芯片，第一次使用高速USB。

接线图：

然后使用CUBMX进行配置，选择New Project创建新工程

选择芯片：

设置DeBug模式我用的是STLink，因此选择JTAG(4Pins)

接下来配置时钟

时钟配置的时候，PLL Q这一项是无法设置的，但是USB时钟应该设置为48MHZ，既然无法配置，只能创建工程后在代码里面进行修改。

生成代码，用MDK打开，然后全编译。

按道理来讲，现在虽然没有通过USB虚拟串口首发数据，但是主机端竟然不识别

经过多方排查，发现在工程中的stm32f4xx_hal_pcd.c文件中的

void HAL_PCD_IRQHandler(PCD_HandleTypeDef *hpcd)

这个函数里面，有这样一个判断：

/* Handle Suspend Interrupt */
if (__HAL_PCD_GET_FLAG(hpcd, USB_OTG_GINTSTS_USBSUSP))
{
   if ((USBx_DEVICE->DSTS & USB_OTG_DSTS_SUSPSTS) == USB_OTG_DSTS_SUSPSTS)
   {
#if (USE_HAL_PCD_REGISTER_CALLBACKS == 1U)
      hpcd->SuspendCallback(hpcd);
#else
      HAL_PCD_SuspendCallback(hpcd);
#endif /* USE_HAL_PCD_REGISTER_CALLBACKS */
   }
   __HAL_PCD_CLEAR_FLAG(hpcd, USB_OTG_GINTSTS_USBSUSP);
}

这里这个"Handle Suspend Interrupt"这个注释的意思是挂起中断。

这段代码是 STM32 HAL 库中处理 USB 设备模式下挂起中断（Suspend Interrupt）的核心逻辑，主要功能是响应 USB 主机发出的挂起信号并执行相应的低功耗处理。

当 USB 主机需要让设备进入低功耗状态时，会发送挂起信号，此时 USB 控制器会触发USB_OTG_GINTSTS_USBSUSP中断标志。这段代码的作用是：

1、检测该中断标志是否置位（即是否收到挂起信号）；

2、确认设备确实处于挂起状态后，调用挂起回调函数执行低功耗操作；

3、清除中断标志，避免重复响应。

分析一下这段代码：

if (__HAL_PCD_GET_FLAG(hpcd, USB_OTG_GINTSTS_USBSUSP))

通过 HAL 库宏__HAL_PCD_GET_FLAG检查全局中断状态寄存器（GINTSTS）中的USB_OTG_GINTSTS_USBSUSP标志位，判断是否发生了挂起中断。USB_OTG_GINTSTS_USBSUSP是 USB 控制器的全局中断标志之一，当主机发送挂起信号时，该位会被硬件置 1。

if ((USBx_DEVICE->DSTS & USB_OTG_DSTS_SUSPSTS) == USB_OTG_DSTS_SUSPSTS)

进一步通过设备状态寄存器（DSTS）的SUSPSTS位，确认设备当前是否真的处于挂起状态。

USBx_DEVICE->DSTS：设备状态寄存器，记录 USB 设备的当前状态；

USB_OTG_DSTS_SUSPSTS：该位为 1 时，表示设备已进入挂起状态（硬件自动置位）；

只有当该条件成立时，才会执行后续的挂起回调函数。

#if (USE_HAL_PCD_REGISTER_CALLBACKS == 1U)

  hpcd->SuspendCallback(hpcd);

#else

  HAL_PCD_SuspendCallback(hpcd);

#endif /* USE_HAL_PCD_REGISTER_CALLBACKS */

根据是否启用 “回调函数注册” 功能，调用对应的挂起处理函数。

若USE_HAL_PCD_REGISTER_CALLBACKS宏定义为 1（CubeMX 中可配置），则调用用户注册的SuspendCallback（灵活自定义处理逻辑）；

否则调用默认的HAL_PCD_SuspendCallback（HAL 库默认实现，通常会执行关闭时钟、进入低功耗模式等操作）。

__HAL_PCD_CLEAR_FLAG(hpcd, USB_OTG_GINTSTS_USBSUSP);

功能：通过 HAL 库宏清除USB_OTG_GINTSTS_USBSUSP中断标志，避免中断服务程序（ISR）重复响应同一中断。

注意：中断标志必须在处理完成后清除，否则会导致 CPU 持续进入中断处理流程。

问题：

在 STM32F407 等部分芯片的高速 USB 模式下，这段代码的条件判断可能存在逻辑矛盾：

主机在枚举过程中可能会发送 “短暂挂起信号”（用于测试设备响应），随后立即发送唤醒信号，此时SUSPSTS位会快速从 1 变为 0；

若代码在SUSPSTS=1时就调用挂起回调，可能导致设备在枚举未完成时提前进入低功耗状态，进而引发主机识别失败。

修改判断条件：

修改前：

if ((USBx_DEVICE->DSTS & USB_OTG_DSTS_SUSPSTS) == USB_OTG_DSTS_SUSPSTS)

修改后：

if ((USBx_DEVICE->DSTS & USB_OTG_DSTS_SUSPSTS) != USB_OTG_DSTS_SUSPSTS)

即唤醒后再处理，避免了枚举阶段的误触发。

修改后，重新编译，运行：

虚拟串口被识别为STMicroelectonics Virtual COM Port(COM19).

思考：

CUBMX生成工程是快，但就是容易出各种BUG，目前我已经遇到过：使用CUBMX生成通过SDIO接口读取EMMC初始化函数导致死机、且在调用初始化函数是先初始化SDMMC，后初始化DMA,而对DMA的配置却在初始化SDMMC里面进行，导致时钟未开启初始化无效，进而导致DMA传输中断不被触发点BUG。

总是，使用CUBMX这样的工具，还是需要探究底层的原理，不然面对生成的代码，没有排查思路会很吃力。如果不是项目进度紧张，我宁愿自己建立工程，而不是用CUBMX ,希望有一天能够彻底摆脱cubmx。
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发表于 2025-10-12 22:09

高速USB实例很不错的案例

[STM32F4] 关于STM32F407ZET6单片机使用高速USB实现虚拟串口时主机不识别的问题记录

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