【实战经验】使用STM32CubeMX实现USB虚拟串口的环回测试功能

1万 · 2015-12-16 15:52

本帖最后由香水城于 2017-8-16 14:46 编辑

使用STM32CubeMX实现USB虚拟串口的环回测试功能

前言
客户在STM32F401RET6中使用到了USB的虚拟串口功能。要求提供一个在STM32Cube中实现虚拟串口进行数据环回测试功能的范例程序。因为在我们目前所提供范例程序中，并没有适合客户需求的范例，所以我们在STM32CubeMX中创建一个范例程序给客户进行参考。
环境需求如下：
硬件环境:STM32F401C-Dicovery
电脑操作系统：window 7.x
集成开发环境：MDK、IAR
驱动：ST VCP Driver
STM32CubeMX：4.12.0
STM32CubeF4：1.10.0

STM32CubeMX中配置流程
实现步骤如下：
首先，打开STM32CubeMX软件，选择STM32F401C-Discovery板子。

在PinOut列中选择USB OTG FS的Device Only 选项

使能USB 中间件的虚拟串口功能

直接生成代码，这里我们选择MDK的IDE，工程名字叫VCP_Test

在生成的工程代码中的usbd_cdc_if.c文件中添加如下几行代码：

这个定义本来就有的，只是建议将定义的值修改为1024，这样效果更好。这个值的默认值是4，但是在实际的操作中发现，如果你上位机传输的数据大于4，且并不是4的整数倍的时候，会出现丢数据或者数据不返回的问题。其根本原因是因为虚拟串口的数据是以数据流的方式发送出来的，接收数据不知道每次接收到的数据大小是多少，所以使用了循环队列，但是一旦你的循环队列很小，很容易出现溢出的问题。比如你设置这个值为5，你发一个123456的数据给MCU，那么MCU就会返回123451这六个数据。最后的一个数据就是溢出了，所以只能被第一个数据所代替。

上边这部分代码是用来做串口参数设置的。下边的代码中会用到。
在CDC_Control_FS函数中的对应位置添加如下code

在CDC_Receive_FS函数中的对应位置添加如下代码

这是用来接收USB传输的数据，并缓存到UserTxBufferFS这个数组中。
在最后添加如下函数

这个函数实现了一个简单的数据队列操作，一旦有数据收到，就将该数据发送到PC端，实现数据的环回功能。
在main.c的主循环中，调用Main_loop这个函数即可。

最后修改一下堆栈的大小：
在MDK中修改堆栈：

IAR中配置堆栈大小

编译后直接下载到MCU中即可以运行查看结果。
注意：硬件需要一根Micro USB线来连接板子的USB端口和PC机。
PC端需要已经安装好ST提供VCP驱动程序。

问题总结：
STM32CubeMX会使STM32全系列中的软件移植工作变得更方便。在一些以前看起来比较复杂的程序，在Cube中可以很简的完成。

对应的代码：VCP_Test_STM32F401C_Discovery
更多实战经验请看：【ST MCU实战经验汇总贴】

3万 · 2015-12-16 17:19

支持下；

2万 · 2015-12-16 17:37

大客户真幸福，这也可以。

只看该作者 · 2015-12-16 20:16

没这样搞过，看似不错！

只看该作者 · 2015-12-17 12:50

这个应用笔记好，必须得顶一下！

只看该作者 · 2015-12-17 15:06

原来虚拟串口的数据是以数据流的方式发送出来的

只看该作者 · 2016-3-7 16:06

香主你好，我按照的你的步骤修改了代码，运行在stm32F407discovery开发板，开发板只接收到一次上位机发送数据之后，就不运行了。想问一下，是不是401和407不一样啊？（我上位机使用的串口调试助手）

只看该作者 · 2016-3-7 16:37

不好意思香主找到问题了原来是我大意少写了一个+号，单步调试的时候才发现

只看该作者 · 2016-4-19 14:42

请问这个如何设置每隔10ms自动发送一次呢

只看该作者 · 2017-7-18 14:37

本帖最后由 jasoji 于 2017-7-18 14:38 编辑

CDC_Receive_FS这样写，在大量数据环回还是有点问题的。
改成这样就没问题↓

复制

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);

    if(UserTxBufPtrIn+*Len<=APP_TX_DATA_SIZE){  //UserTxBufferFS未满，续上len长度数据

        memcpy((uint8_t*)(UserTxBufferFS+UserTxBufPtrIn),Buf,*Len);

        UserTxBufPtrIn+=*Len;

    } else {  //满了，写完后面回前面继续写

        uint16_t lenBack, lenFront;

        lenBack = APP_RX_DATA_SIZE-UserTxBufPtrIn;//后面剩多少

        lenFront = *Len-lenBack;//前面继续写多少

        memcpy((uint8_t*)(UserTxBufferFS+UserTxBufPtrIn), Buf, lenBack);

        memcpy((uint8_t*)(UserTxBufferFS), (uint8_t*)(Buf+lenBack), lenFront);

        UserTxBufPtrIn=lenFront;

    }

    return (USBD_OK);

    /* USER CODE END 6 */ 

}

然后main_loop那里改这个

复制

if(UserTxBufPtrOut != UserTxBufPtrIn) {

    if(UserTxBufPtrOut<UserTxBufPtrIn)

    {

        uint16_t len;

        len = UserTxBufPtrIn-UserTxBufPtrOut;

        CDC_Transmit_FS((uint8_t*)(UserTxBufferFS+UserTxBufPtrOut), len);

        UserTxBufPtrOut+=len;

    } else {

        uint16_t lenBack, lenFront;

        lenBack = APP_RX_DATA_len-UserTxBufPtrOut;

        lenFront = UserTxBufPtrIn;

        CDC_Transmit_FS((uint8_t*)(UserTxBufferFS+UserTxBufPtrOut), lenBack);

        CDC_Transmit_FS((uint8_t*)(UserTxBufferFS), lenFront);

        UserTxBufPtrOut=UserTxBufPtrIn;

    }

}