USB的UAC设备开发（STM32）

最新推荐文章于 2025-03-13 20:43:44 发布

可乐苏打水

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分类专栏： USB开发学习笔记（STM32）文章标签： stm32 嵌入式硬件单片机

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/Cola_psoda/article/details/143722524

版权

参考链接1：

stm32 USB系列-UAC1.0-声卡(录放)-上_哔哩哔哩_bilibili

参考链接2：

UAC设备描述符 - USB中文网

参考链接3：

I2S音频开发（使用USB音频进行验证）_i2s pdm麦克风-优快云博客

1.前言

UAC是USB Audio Class的缩写，有时也叫UAD，UAD是USB Audio Device的缩写。从名字就可以看出UAC就是USB下的音频类

在本文中关注的主要是使用UAC可以实现读取电脑音频到STM32，也可以发送麦克风的声音到电脑。由于UAC的相关描述符较多所以建议到参考链接2处仔细查看，本文重点关注如何进行编程。

2.建立模板工程（以F4为例）

本文只关注USB相关，I2S相关请关注另一篇文章：

I2S音频开发（使用USB音频进行验证）_i2s pdm麦克风-优快云博客

我们先看一下UAC设备相关的参数，

使用的端点是0x01，是一个OUT端点传输方式是同步传输。

音频频率我们刚刚设置的是16khz，工程默认的音频数据是立体声，且音频数据位数是16位即两个uint8_t数据

所以有了

所以一包数据（1ms）有16*2*2=64个数据。

2.1未完成同步 IN 传输中断详解

相比于HID设备UAC设备多了一个USBD_AUDIO_IsoOutIncomplete这个函数，是用来处理未完成的同步传输的。

static uint8_t USBD_AUDIO_IsoOutIncomplete(USBD_HandleTypeDef *pdev, uint8_t epnum)
{
  USBD_AUDIO_HandleTypeDef *haudio;

  if (pdev->pClassDataCmsit[pdev->classId] == NULL)
  {
    return (uint8_t)USBD_FAIL;
  }

  haudio = (USBD_AUDIO_HandleTypeDef *)pdev->pClassDataCmsit[pdev->classId];

  /* Prepare Out endpoint to receive next audio packet */
  (void)USBD_LL_PrepareReceive(pdev, epnum,
                               &haudio->buffer[haudio->wr_ptr],
                               AUDIO_OUT_PACKET);

  return (uint8_t)USBD_OK;
}

从中可以看出这个例程对这种现象的处理是直接再次调用一下USBD_LL_PrepareReceive函数

这个函数的作用是：准备输出端点接收下一个音频数据包

如果是数据正常传输完成，则是调用的USBD_AUDIO_DataOut函数，里面也调用了USBD_LL_PrepareReceive函数用于接收。

那么为什么未完成的同步传输需要再次调用这个函数呢？

我们可以看一下ST提供的F4参考手册中的建议处理方式

由于提供的建议是针对IN端点的所以我们以IN端点的同步数据传输未完成为例进行分析

在中断函数中可以看到上面提到的未完成同步 IN 传输中断

相当于将上面的处理前5步进行完了，

然后就要接着找到端点禁止中断，只有这个中断响应了，才证明端点被禁止掉了。

我们在手册中的OTG_HS 设备端点 x 中断寄存器 (OTG_HS_DIEPINTx)
中可以找到端点禁止中断位是

然后在中断函数中就不难找到对应的处理如下所示

在前文中对此端点进行了中止操作并且刷新过了FIFO，所以理论上该端点已经有了再次发送数据的能力。从图中可以看到最后一步调用的回调函数其实就是USBD_AUDIO_IsoINIncomplete这个函数,如果这个函数也像USBD_AUDIO_IsoOutIncomplete函数那样再次调用USBD_LL_Transmit

就相当于将端点再次启动重新应用于数据传输。这也就是为什么USBD_AUDIO_IsoOutIncomplete函数中的处理仅仅是再次调用USBD_LL_PrepareReceive。（至于前面提到的禁止端点，前文中的图片中也说到了在进入端点禁止中断之前就已经将禁止位清零了所以应用程序不需要去清除禁止位。）