USB协议学习笔记 - 虚拟串口Virtual Port Com LED控制
2024-05-09 00:56:50
前言
- STM32 的USB 可以虚拟成一个串口，功能还挺强，感觉比HID好用
- 这里使用USB 虚拟的串口，做个控制LED的小程序
- 控制LED这里使用自定义的AT命令方式，如红灯亮：
AT+LEDR_ON，红灯灭：AT+LEDR_OFF
程序如下
- 首先STM32 USB虚拟成串口的操作，参考前面的文章
LED.c
#include "led.h"/* all LEDS gpio init */
void leds_gpio_init(void)
{GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};LEDR_GPIO_RCC_ENABLE();LEDG_GPIO_RCC_ENABLE();LEDB_GPIO_RCC_ENABLE();HAL_GPIO_WritePin(LEDR_GPIO_PORT, LEDR_GPIO_PINS, GPIO_PIN_SET);HAL_GPIO_WritePin(LEDG_GPIO_PORT, LEDG_GPIO_PINS, GPIO_PIN_SET);HAL_GPIO_WritePin(LEDB_GPIO_PORT, LEDB_GPIO_PINS, GPIO_PIN_SET);GPIO_InitStruct.Pin = LEDR_GPIO_PINS;GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;HAL_GPIO_Init(LEDR_GPIO_PORT, &GPIO_InitStruct);GPIO_InitStruct.Pin = LEDG_GPIO_PINS;GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;HAL_GPIO_Init(LEDG_GPIO_PORT, &GPIO_InitStruct);GPIO_InitStruct.Pin = LEDB_GPIO_PINS;GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;HAL_GPIO_Init(LEDB_GPIO_PORT, &GPIO_InitStruct);
}/* LEDR power control */
void LEDR_power_ctrl(unsigned int bon)
{if (bon == 0x01) /* LEDR ON */{HAL_GPIO_WritePin(LEDR_GPIO_PORT, LEDR_GPIO_PINS, GPIO_PIN_RESET);}else{HAL_GPIO_WritePin(LEDR_GPIO_PORT, LEDR_GPIO_PINS, GPIO_PIN_SET);}
}/* LEDG power control */
void LEDG_power_ctrl(unsigned int bon)
{if (bon == 0x01) /* LEDG ON */{HAL_GPIO_WritePin(LEDG_GPIO_PORT, LEDG_GPIO_PINS, GPIO_PIN_RESET);}else{HAL_GPIO_WritePin(LEDG_GPIO_PORT, LEDG_GPIO_PINS, GPIO_PIN_SET);}
}/* LEDB power control */
void LEDB_power_ctrl(unsigned int bon)
{if (bon == 0x01){HAL_GPIO_WritePin(LEDB_GPIO_PORT, LEDB_GPIO_PINS, GPIO_PIN_RESET);}else{HAL_GPIO_WritePin(LEDB_GPIO_PORT, LEDB_GPIO_PINS, GPIO_PIN_SET);}
}
led.h
#ifndef __LED_H__
#define __LED_H__#include "stm32l4xx_hal.h"#define LEDR_GPIO_RCC_ENABLE() __HAL_RCC_GPIOE_CLK_ENABLE()
#define LEDR_GPIO_PORT GPIOE
#define LEDR_GPIO_PINS GPIO_PIN_7#define LEDG_GPIO_RCC_ENABLE() __HAL_RCC_GPIOE_CLK_ENABLE()
#define LEDG_GPIO_PORT GPIOE
#define LEDG_GPIO_PINS GPIO_PIN_8#define LEDB_GPIO_RCC_ENABLE() __HAL_RCC_GPIOE_CLK_ENABLE()
#define LEDB_GPIO_PORT GPIOE
#define LEDB_GPIO_PINS GPIO_PIN_9void leds_gpio_init(void);
void LEDG_power_ctrl(unsigned int bon);
void LEDR_power_ctrl(unsigned int bon);
void LEDB_power_ctrl(unsigned int bon);#endif- 这里修改
usbd_cdc_if.c中的串口数据接收函数：CDC_Receive_FS
extern void ata_buff_put(uint8_t *buf);
/*** @brief 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);ata_buff_put(UserRxBufferFS); /* recv user command */return (USBD_OK);/* USER CODE END 6 */
}
main.c
#include "main.h"
#include "usb_device.h"
#include "usbd_cdc_if.h"
#include <stdio.h>
#include <stdarg.h>
#include "led.h"void SystemClock_Config(void);
static void MX_GPIO_Init(void);#define ENABLE_ATA_TEST
#define DBG_BUFF_MAX_LEN 256
#define ATA_BUFF_MAX_LEN 256static uint8_t ata_buf[ATA_BUFF_MAX_LEN] = { 0 };
static uint8_t ata_recv_flag = 0x00;void ata_buff_put(uint8_t *buf)
{if (buf == 0)return;strncpy((char *)ata_buf, (const char *)buf, ATA_BUFF_MAX_LEN);ata_recv_flag = 0x01;
}void usb_vcom_puts(uint8_t *buf)
{CDC_Transmit_FS(buf, strlen((const char *)buf));
}/* debug print : support float double */
int printk(const char *fmt, ...)
{va_list args;static char log_buf[DBG_BUFF_MAX_LEN] = { 0 };va_start(args, fmt);int length = vsnprintf(log_buf, sizeof(log_buf) - 1, fmt, args);usb_vcom_puts((uint8_t *)log_buf);return length;
}void ata_notify_handler(void)
{#ifdef ENABLE_ATA_TESTif (ata_recv_flag == 0)return;uint8_t sendbuffer[ATA_BUFF_MAX_LEN];if (strlen((char *)ata_buf) <= 5) /* AT+XX\r\n */return;memset(sendbuffer,0,sizeof(sendbuffer));if(strncmp((char *)ata_buf,"AT+LEDR_ON",strlen("AT+LEDR_ON"))==0) /* LEDR ON */{LEDR_power_ctrl(1);printk("OK\r\n");}else if(strncmp((char *)ata_buf,"AT+LEDR_OFF",strlen("AT+LEDR_OFF"))==0) /* LEDR OFF */{LEDR_power_ctrl(0);printk("OK\r\n");}else if(strncmp((char *)ata_buf,"AT+LEDG_ON",strlen("AT+LEDG_ON"))==0) /* LEDG ON */{LEDG_power_ctrl(1);printk("OK\r\n");}else if(strncmp((char *)ata_buf,"AT+LEDG_OFF",strlen("AT+LEDG_OFF"))==0) /* LEDG OFF */{LEDG_power_ctrl(0);printk("OK\r\n");}else if(strncmp((char *)ata_buf,"AT+LEDB_ON",strlen("AT+LEDB_ON"))==0) /* LEDB ON */{LEDB_power_ctrl(1);printk("OK\r\n");}else if(strncmp((char *)ata_buf,"AT+LEDB_OFF",strlen("AT+LEDB_OFF"))==0) /* LEDB OFF */{LEDB_power_ctrl(0);printk("OK\r\n");}else{printk("NO CMD found! %s\r\n", ata_buf);}ata_recv_flag = 0x00;
#endif
}int main(void)
{uint32_t cnt = 0x00;HAL_Init();SystemClock_Config();MX_GPIO_Init();leds_gpio_init();MX_USB_DEVICE_Init();HAL_Delay(2000);printk("%s : STM32 USB Virtual Port Com LED Test!\r\n", __func__, cnt);while (1){ata_notify_handler();}
}
烧写验证
- 编译下载后，电脑端打开串口助手，并打开STM32虚拟的USB串口
- 尝试在串口助手发送：
AT+LEDG_OFFAT+LEDG_ON等LED指令（注意追加回车换行），发现LED可以正常的控制亮灭
小结
- USB 虚拟串口，功能还是挺使用的，可以用于普通的串口的输入与输出，可以用于通信与控制，比USB HID要简单一些
- 继续研究USB的应用（使用），并不断的整理USB相关的资料，深入学习USB协议与应用技术
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