Arduino框架实现 #

ESP32-S3原生支持USB OTG功能，可通过Arduino-ESP32核心的USB Host库实现对CDC类USB串行设备（如USB转串口模块、多数串口型USB设备）的读取，步骤如下：

1. 硬件准备 #

• 确认ESP32-S3-N16R8的USB OTG接口引脚：通常GPIO19对应USB_D-，GPIO20对应USB_D+，部分开发板已引出专门的USB Host接口，直接连接目标串行设备即可。
• 若设备功耗较高，需为USB设备提供外部供电，避免ESP32供电不足。

2. 环境配置 #

确保安装Arduino-ESP32核心v2.0.0及以上版本，该版本完善了USB Host的CDC设备支持。

3. 代码示例 #

#include <USBHost.h>
#include <USBHostCDC.h>

USBHost usbHost;
USBHostCDC cdcDevice;

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  while (!Serial); // 等待调试串口就绪

  // 初始化USB主机栈
  if (!usbHost.begin()) {
    Serial.println("USB主机初始化失败");
    while (1);
  }

  // 可选：过滤特定VID/PID的设备（替换为目标设备的参数）
  // cdcDevice.setFilter(0x1A86, 0x7523);

  Serial.println("等待USB串行设备连接...");
}

void loop() {
  usbHost.task(); // 必须周期性调用，处理USB事务

  if (cdcDevice.connected()) {
    // 读取并处理设备发送的数据
    while (cdcDevice.available()) {
      char recvChar = cdcDevice.read();
      // 此处添加自定义数据处理逻辑，比如解析协议、存储数据等
      Serial.print("收到数据: ");
      Serial.println(recvChar);
    }
  }
}

关键注意事项 #

• 多数USB串行设备属于CDC类，若为自定义设备，需确认其符合CDC ACM规范，或在代码中指定设备的VID/PID进行过滤。
• usbHost.task()必须在loop中持续调用，否则USB主机无法处理设备枚举、数据传输等事务。

ESP-IDF框架实现 #

若需要更底层的控制或更高性能，可采用ESP-IDF原生API实现，推荐使用v5.0及以上版本：

1. 项目配置 #

通过idf.py menuconfig进行配置：

• 启用USB Host栈：Component config -> USB Host -> USB Host Controller
• 启用CDC ACM主机驱动：Component config -> USB Host -> CDC Driver
• 可选：配置USB主机中断优先级、栈大小等参数

2. 代码示例 #

#include <stdio.h>
#include "freertos/FreeRTOS.h"
#include "freertos/task.h"
#include "esp_log.h"
#include "usb/usb_host.h"
#include "usb/cdc_acm_host.h"

static const char *TAG = "USB_CDC_HOST";
static cdc_acm_dev_handle_t devHandle;

// 数据接收回调函数，处理设备发来的数据
static bool onDataReceived(cdc_acm_dev_handle_t handle, const uint8_t *data, size_t len, void *userCtx) {
    ESP_LOGI(TAG, "接收数据长度: %d, 内容: %.*s", (int)len, (int)len, data);
    // 在此添加自定义数据处理逻辑
    return true; // 返回true表示继续接收后续数据
}

// 设备连接/断开事件回调
static void onDeviceEvent(cdc_acm_dev_handle_t handle, const cdc_acm_event_t *event, void *userCtx) {
    switch (event->type) {
        case CDC_ACM_EVENT_DEVICE_CONNECTED:
            ESP_LOGI(TAG, "串行设备已连接");
            // 打开设备并绑定数据回调
            cdc_acm_open(handle, onDataReceived, NULL, NULL);
            // 配置串口参数（根据目标设备调整，示例为115200波特率、8N1）
            cdc_acm_set_line_coding(handle, 115200, CDC_ACM_STOP_BITS_1, CDC_ACM_PARITY_NONE, CDC_ACM_DATA_BITS_8);
            devHandle = handle;
            break;
        case CDC_ACM_EVENT_DEVICE_DISCONNECTED:
            ESP_LOGI(TAG, "串行设备已断开");
            devHandle = NULL;
            break;
        default:
            break;
    }
}

void app_main(void) {
    // 初始化USB主机栈
    usb_host_config_t hostConfig = {
        .skip_phy_setup = false,
        .intr_flags = ESP_INTR_FLAG_LEVEL1,
    };
    ESP_ERROR_CHECK(usb_host_install(&hostConfig));

    // 初始化CDC ACM主机驱动
    cdc_acm_host_config_t acmConfig = {
        .connection_callback = onDeviceEvent,
        .user_ctx = NULL,
        // 可选：添加设备VID/PID过滤
        // .device_filter = &(cdc_acm_host_device_filter_t){.vid = 0x1A86, .pid = 0x7523}
    };
    ESP_ERROR_CHECK(cdc_acm_host_install(&acmConfig));

    ESP_LOGI(TAG, "等待USB串行设备连接...");
    while (1) {
        vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(100));
    }
}

关键注意事项 #

• 若目标设备有特定的串口参数（波特率、校验位等），需在设备连接后调用cdc_acm_set_line_coding进行匹配。
• 可通过cdc_acm_host_device_filter_t结构体过滤指定VID/PID的设备，避免枚举无关USB设备。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Alex