【STM32H7S78-DK】USB虚拟串口

Bruceou

【STM32H7S78-DK】USB虚拟串口 [复制链接]

开发环境：

IDE：MKD 5.38a

STM32CubeMX: V6.12.0

开发板：STM32H7S78-DK开发板

MCU：STM32H7S7L8H6H

1 USB 虚拟串口简介

USB 虚拟串口，简称 VCP，是 Virtual COM Port 的简写，它是利用 USB 的 CDC 类来实现的一种通信接口。

我们可以利用 STM32 自带的 USB 功能，来实现一个 USB 虚拟串口，从而通过 USB，实现电脑与 STM32 的数据互传。上位机无需编写专门的 USB 程序，只需要一个串口调试助手即可调试，非常实用。

2 USB硬件电路

USB的硬件电路如下：

Figure 2-1 USB的硬件电路

USB接口PM11和PM12。

3 USB实现虚拟串口(VPC)

3.1 STM32CubeMX配置工程

首先打开USB使能。配置USB设备，选择USB Device功能，速度为默认全速USB设备12MHZ。

使能USB_DEVICE库，选择Virtual Port Com （虚拟串口，VPC），使用默认配置。

配置USB FS的时钟为48MHz。

然后生成工程。

3.2 虚拟串口软件实现

数据收发的接口在usbd_cdc_if.c文件下。

 

/**
  * [url=home.php?mod=space&uid=159083]@brief[/url] Data received over USB OUT endpoint are sent over CDC interface
  *         through this function.
  *
  *         @note
  *         This function will issue a NAK packet on any OUT packet received on
  *         USB endpoint until exiting this function. If you exit this function
  *         before transfer is complete on CDC interface (ie. using DMA controller)
  *         it will result in receiving more data while previous ones are still
  *         not sent.
  *
  * @param  Buf: Buffer of data to be received
  * @param  Len: Number of data received (in bytes)
  * @retval Result of the operation: USBD_OK if all operations are OK else USBD_FAIL
  */
static int8_t CDC_Receive_FS(uint8_t* Buf, uint32_t *Len)
{
  /* USER CODE BEGIN 6 */
  USBD_CDC_SetRxBuffer(&hUsbDeviceFS, &Buf[0]);
  USBD_CDC_ReceivePacket(&hUsbDeviceFS);
  return (USBD_OK);
  /* USER CODE END 6 */
}

/**
  * @brief  CDC_Transmit_FS
  *         Data to send over USB IN endpoint are sent over CDC interface
  *         through this function.
  *         @note
  *
  *
  * @param  Buf: Buffer of data to be sent
  * @param  Len: Number of data to be sent (in bytes)
  * @retval USBD_OK if all operations are OK else USBD_FAIL or USBD_BUSY
  */
uint8_t CDC_Transmit_FS(uint8_t* Buf, uint16_t Len)
{
  uint8_t result = USBD_OK;
  /* USER CODE BEGIN 7 */
  USBD_CDC_HandleTypeDef *hcdc = (USBD_CDC_HandleTypeDef*)hUsbDeviceFS.pClassData;
  if (hcdc->TxState != 0){
    return USBD_BUSY;
  }
  USBD_CDC_SetTxBuffer(&hUsbDeviceFS, Buf, Len);
  result = USBD_CDC_TransmitPacket(&hUsbDeviceFS);
  /* USER CODE END 7 */
  return result;
}

 

打印输出

当然也可以把USB作为类似于uart的printf来输出当前需要的log信息。我们只需要把这个函数改就下可以使用USB,VCP来打印输出信息。

int fputc(int ch, FILE *f)
{
    while(CDC_Transmit_FS((uint8_t *)&ch, 1) == USBD_BUSY);
    return ch;
}

 

主函数代码如下：

 

/**
  * @brief  The application entry point.
  * @retval int
  */
int main(void)
{

  /* USER CODE BEGIN 1 */

  /* USER CODE END 1 */

  /* MPU Configuration--------------------------------------------------------*/
  MPU_Config();

  /* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/

  /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
  HAL_Init();

  /* USER CODE BEGIN Init */

  /* USER CODE END Init */

  /* Configure the system clock */
  SystemClock_Config();

  /* USER CODE BEGIN SysInit */

  /* USER CODE END SysInit */

  /* Initialize all configured peripherals */
  MX_GPIO_Init();
  MX_UART4_Init();
  MX_USB_DEVICE_Init();
  /* USER CODE BEGIN 2 */
  HAL_UART_Receive_IT(&huart4, (uint8_t *)&RxBuffer, 1);

  /* USER CODE END 2 */

  /* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {
    HAL_GPIO_TogglePin(LED1_GPIO_Port, LED1_Pin);
    /* Insert delay 200 ms */
    HAL_Delay(200);
    HAL_GPIO_TogglePin(LED2_GPIO_Port, LED2_Pin);
    /* Insert delay 200 ms */
    HAL_Delay(200);
    HAL_GPIO_TogglePin(LED3_GPIO_Port, LED3_Pin);
    /* Insert delay 200 ms */
    HAL_Delay(200);
    HAL_GPIO_TogglePin(LED4_GPIO_Port, LED4_Pin);
    /* Insert delay 200 ms */
    HAL_Delay(200);
    printf("USB CDC, %s \r\n", UserRxBufferFS);
    memset(UserRxBufferFS, 0, APP_RX_DATA_SIZE);

    /* USER CODE END WHILE */

    /* USER CODE BEGIN 3 */
  }
  /* USER CODE END 3 */
}

 

 

3.3 实验现象

将USB插入电脑，在电脑设备管理器中将显示新的串口设备。如果没有安装VPC驱动需要先安装。

查看USB的硬件信息。

上面的VID和PID可以在文件usbd_desc.c中找到。

使用串口助手接上设备，即可打印如下信息。

发送数据后，虚拟串口则将接收的数据打印处理。