系统概述与硬件设计
STM32F407系列微控制器本身内置了USB OTG控制器，但支持高速USB（USB 2.0 HS）需要外接USB3300这类高速USB PHY芯片。USB3300通过ULPI（UTMI+ Low Pin Interface）接口与STM32F407连接。
硬件连接要点
| STM32F407 USB HS 引脚 | USB3300 引脚 | 说明 |
|---|---|---|
USB_OTG_HS_ULPI_D0 |
D0 |
ULPI 数据线 0 |
USB_OTG_HS_ULPI_D1 |
D1 |
ULPI 数据线 1 |
USB_OTG_HS_ULPI_D2 |
D2 |
ULPI 数据线 2 |
USB_OTG_HS_ULPI_D3 |
D3 |
ULPI 数据线 3 |
USB_OTG_HS_ULPI_D4 |
D4 |
ULPI 数据线 4 |
USB_OTG_HS_ULPI_D5 |
D5 |
ULPI 数据线 5 |
USB_OTG_HS_ULPI_D6 |
D6 |
ULPI 数据线 6 |
USB_OTG_HS_ULPI_D7 |
D7 |
ULPI 数据线 7 |
USB_OTG_HS_ULPI_CLK |
CLK |
ULPI 时钟（60MHz） |
USB_OTG_HS_ULPI_STP |
STP |
ULPI 停止信号 |
USB_OTG_HS_ULPI_DIR |
DIR |
ULPI 方向信号 |
USB_OTG_HS_ULPI_NXT |
NXT |
ULPI 下一信号 |
3.3V |
VCC |
电源 |
GND |
GND |
地 |
硬件设计关键点：
- 时钟配置：确保为USB3300提供60MHz的时钟输入。
- 电源管理：USB3300的供电要稳定、干净，建议使用LDO并增加去耦电容。
- PCB布局：ULPI接口走线应尽可能短且等长，保持阻抗匹配。高速USB数据线（D+、D-）需做差分走线。
- 连接器：使用Micro-AB或A型USB连接器。
- 上拉电阻：根据USB模式，在D+（全速）或D-（高速）上配置适当的上拉电阻。
软件配置与工程建立
使用 STM32CubeMX 工具可以极大地简化初始化和配置过程。
- 选择MCU：在CubeMX中选择你使用的具体STM32F407型号。
- 配置时钟树：正确配置系统时钟，确保USB OTG HS所需的时钟（通常为30或60MHz）正确生成。PHY时钟（
USBPHYCLK）必须为60MHz。 - 使并配置USB_OTG_HS：
- 将USB_OTG_HS模式设置为
Host。 - 将USB_OTG_HS的PHY Interface选择为
ULPI。 - Speed 选择
High speed。
- 将USB_OTG_HS模式设置为
- 启用中间件：
- 在
Middleware选项卡中，激活USB_HOST。 - 在
Class for HS IP下拉菜单中，选择Mass Storage Host Class(大容量存储主机类)。
- 在
- 配置FATFS（可选但强烈推荐）：
- 在
Middleware选项卡中，激活FATFS。 - 在
FATFS配置中，勾选USB Disk支持，以便通过FATFS文件系统API访问U盘。 - 设置
CODE_PAGE为简体中文（或其他适合你的代码页，如437表示英语）。
- 在
- 配置中断：确保使能
USB_OTG_HS的全局中断 [citation:1]。 - 生成代码：指定你的IDE（如Keil、IAR、STM32CubeIDE），然后生成代码。
关键代码实现
生成的代码已经包含了USB主机栈（USBH）和MSC类（Mass Storage Class）的底层驱动。你需要在应用层完成状态机处理和文件操作。
1. USB主机状态处理
USB主机库通过回调函数和轮询机制工作。你需要：
- 实现用户回调函数：通常在
usb_host.c中，函数USBH_UserProcess用于处理连接、断开、就绪等事件。 - 在主循环中调用处理函数：不断调用
USBH_Process(&hUsbHostHS)来运行USB主机协议栈。
/* 用户回调函数示例 (通常存在于 usb_host.c 或类似文件中) */
void USBH_UserProcess(USBH_HandleTypeDef *phost, uint8_t id)
{switch(id){case HOST_USER_CONNECTION: /* 检测到设备连接 */// 可以点亮LED或设置状态标志break;case HOST_USER_DISCONNECTION: /* 设备断开 */Appli_state = APPLICATION_DISCONNECT;break;case HOST_USER_CLASS_ACTIVE: /* 设备类（MSC）就绪，U盘可操作 */Appli_state = APPLICATION_READY;break;case HOST_USER_SELECT_CONFIGURATION: /* 无需特殊处理 */break;default:break;}
}/* 在主循环中调用 */
int main(void)
{/* ... 初始化代码，包括HAL_Init(), SystemClock_Config(), MX_USB_HOST_Init() ... */while (1){USBH_Process(&hUsbHostHS); /* 必须定期调用 */switch(Appli_state){case APPLICATION_READY:/* U盘已准备好，执行文件操作 */MSC_Application(); /* 你的文件操作函数 */Appli_state = APPLICATION_IDLE; /* 防止重复执行 */break;case APPLICATION_DISCONNECT:/* 执行一些清理工作 */Appli_state = APPLICATION_IDLE;break;default:break;}/* 其他应用任务 */}
}
2. 文件系统操作（FATFS）
利用FATFS库可以方便地进行文件读写。确保在CubeMX中已使能FATFS并链接了USB盘。
/* 包含FATFS头文件 */
#include "fatfs.h"/* 在MSC_Application()或类似函数中实现 */
void MSC_Application(void)
{FATFS fs; /* 文件系统对象 */FIL file; /* 文件对象 */FRESULT res; /* FATFS结果码 */UINT bytesRead, bytesWritten;char buffer[128];/* 挂载文件系统 */res = f_mount(&fs, "2:", 1); /* "2:" 通常对应CubeMX中配置的USB磁盘编号，可能是0:或1:，请根据实际修改 */if (res != FR_OK) {/* 挂载失败，处理错误 */return;}/* 打开文件进行写入 */res = f_open(&file, "2:/test.txt", FA_CREATE_ALWAYS | FA_WRITE);if (res != FR_OK) {f_mount(NULL, "2:", 0); /* 卸载 */return;}/* 写入数据 */const char *dataToWrite = "Hello, STM32F407 and USB3300!\n";res = f_write(&file, dataToWrite, strlen(dataToWrite), &bytesWritten);if ((res != FR_OK) || (bytesWritten != strlen(dataToWrite))) {/* 写入出错 */f_close(&file);f_mount(NULL, "2:", 0);return;}/* 关闭文件 */f_close(&file);/* 重新打开文件进行读取 */res = f_open(&file, "2:/test.txt", FA_READ);if (res != FR_OK) {f_mount(NULL, "2:", 0);return;}/* 读取数据 */res = f_read(&file, buffer, sizeof(buffer) - 1, &bytesRead); /* 留一位给'\0' */if (res != FR_OK) {f_close(&file);f_mount(NULL, "2:", 0);return;}buffer[bytesRead] = '\0'; /* 添加字符串结束符 *//* 你可以在这里处理读取到的数据，例如通过串口打印 */// printf("Read from file: %s", buffer);/* 关闭文件和卸载文件系统 */f_close(&file);f_mount(NULL, "2:", 0); /* 卸载 */
}
推荐代码 stm32f407+usb3300-实现大容量u盘读写 www.3dddown.com/cna/51706.html
总结
通过STM32F407、USB3300和STM32CubeMX的组合，你能够为项目添加高速USB主机读写U盘的功能。关键在于正确的硬件设计（尤其是ULPI和USB差分信号的布局）、准确的软件配置（特别是时钟和CubeMX中的中间件设置）以及稳健的应用层代码（处理状态机和文件操作）。