12_STM32Cubeide开发_USB从设备串口驱动程序
一、USB相关介绍
通用串行总线（英语：Universal Serial Bus，缩写：USB）是一种串口总线标准，也是一种输入输出接口的技术规范，被广泛地应用于个人电脑和移动设备等信息通讯产品，并扩展至摄影器材、数字电视（机顶盒）、游戏机等其它相关领域。最新一代是USB4，传输速度为40Gbit/s。
stm32f103单片机内部自带USB外设，但是最高只支持USB2.0，并且只可以作为从设备来使用。
从电路原理、所用元器件来看，USB可以直接连单片机，
但是，我们设计单片机的串口电路时候，通常在USB和单片机（使用串口功能）之间会添加一个串口转换转换芯片（比如CH340等），
USB接口可以衍化出很多高级功能，远远比串口通信功能强大得多。
二、cubeMX配置
1.时钟配置
2.USB硬件参数配置
3.USB驱动程序配置
只会影响电脑上的设备属性，不影响使用。
4.重新设置堆栈空间大小
三、驱动程序的修改
此时生成的初始化和中断的代码已经生成，用户发送和接收数据只需要调用两个函数就可以（也可以进行修改，实现自定义的通讯协议和功能）
in8_t CDC_Receive_FS(uint8_t* pbuf, uint32_t *Len);
uin8_t CDC_Transmit_FS(uint8_t* Buf, uint16_t Len);
类似于串口功能中的发送和接收一个字节数据的串口相关函数。
主要修改下图中的两个文件
1.接收和发送的相关协议修改配置
注：以下是在usbd_desc.c文件中修改
1）定义接收缓存区USB_RX_BUF和自定义接收标志USB_RX_STA
/* USER CODE BEGIN PV */
/* Private variables ---------------------------------------------------------*/
uint8_t USB_RX_BUF[USB_REC_LEN];//接收缓冲,最大USB_REC_LEN个字节.
uint16_t USB_RX_STA=0;//接收状态标记（接收到的有效字节数量）
/* USER CODE END PV */
2）将接收到的数据一一放进缓存区中
static int8_t CDC_Receive_FS(uint8_t* Buf, uint32_t *Len)
{/* USER CODE BEGIN 6 */if(*Len<USB_REC_LEN)//判断收到数据量是否小于寄存器上限{uint16_t i;USB_RX_STA = *Len;//将数据量值放入标志位for(i=0;i<*Len;i++)//循环（循环次数=数据数量）USB_RX_BUF[i] = Buf[i];//将数据内容放入数据寄存器}USBD_CDC_SetRxBuffer(&hUsbDeviceFS, &Buf[0]); //将接收数组buff清空USBD_CDC_ReceivePacket(&hUsbDeviceFS); //再次开启虚拟串口接收return (USBD_OK);/* USER CODE END 6 */
}
3）将需要发送的数据发送（先判断空闲才能发送，调用的都是底层寄存器）
uint8_t CDC_Transmit_FS(uint8_t* Buf, uint16_t Len)
{uint8_t result = USBD_OK;/* USER CODE BEGIN 7 */uint32_t TimeStart = HAL_GetTick();USBD_CDC_HandleTypeDef *hcdc = (USBD_CDC_HandleTypeDef*)hUsbDeviceFS.pClassData;//if (hcdc->TxState != 0) return USBD_BUSY;while(hcdc->TxState){if(HAL_GetTick()-TimeStart > 10)return USBD_BUSY;elsebreak;}USBD_CDC_SetTxBuffer(&hUsbDeviceFS, Buf, Len);result = USBD_CDC_TransmitPacket(&hUsbDeviceFS);TimeStart = HAL_GetTick();while(hcdc->TxState){if(HAL_GetTick()-TimeStart > 10)return USBD_BUSY;}/* USER CODE END 7 */return result;
}
4）自定义USB_printf()发送函数
/* USER CODE BEGIN PRIVATE_FUNCTIONS_IMPLEMENTATION */
#include <stdarg.h>
void USB_printf(const char *format, ...)//USB模拟串口的打印函数
{va_list args;uint32_t length;va_start(args, format);length = vsnprintf((char *)UserTxBufferFS, APP_TX_DATA_SIZE, (char *)format, args);va_end(args);CDC_Transmit_FS(UserTxBufferFS, length);
}
/* USER CODE END PRIVATE_FUNCTIONS_IMPLEMENTATION */
2.头文件中相关修改
注：以下是在usbd_desc.h文件中修改
/* USER CODE BEGIN INCLUDE */
#define USB_REC_LEN 200//定义USB串口最大接收字节数
extern uint8_t USB_RX_BUF[USB_REC_LEN];//接收缓冲,最大USB_REC_LEN个字节.末字节为换行符
extern uint16_t USB_RX_STA;//接收状态标记（接收到的有效字节数量）
/* USER CODE END INCLUDE */
自定义函数声明
/* USER CODE BEGIN EXPORTED_FUNCTIONS */
void USB_printf(const char *format, ...);//USB模拟串口的打印函数
/* USER CODE END EXPORTED_FUNCTIONS */
四、main.c中应用程序的修改
1.头文件的包含
/* USER CODE BEGIN Includes */
#include "../../USB_DEVICE/App/usbd_cdc_if.h"
#include "../../icode/led/led.h"
/* USER CODE END Includes */
2.while()中循环
//USB模拟串口的查寻接收处理（其编程原理与USART1串口收发相同）if(USB_RX_STA!=0)//判断是否有数据{USB_printf("USB_RX:");//向USB模拟串口发送字符串CDC_Transmit_FS(USB_RX_BUF,USB_RX_STA);//USB串口发送：将接收的数据发回给电脑端（参数1是数据内容，参数2是数据量）USB_printf("\r\n");//向USB模拟串口发送字符串（回车）USB_RX_STA=0;//数据标志位清0memset(USB_RX_BUF,0,sizeof(USB_RX_BUF));//USB串口数据寄存器清0}
五、实验现象
可以像之前的串口程序一样使用，但是上位机的波特率似乎是任意值，都可以正常使用。
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