【AT-START-F423测评】+1.官方库文件测试之USB虚拟串口

只看该作者 · 2023-10-25 20:40

本帖最后由 hjl2832 于 2023-10-25 23:45 编辑

#有奖活动# #每日话题# #申请原创# 【AT-START-F423测评】+官方库文件测试之USB虚拟串口实验1非常感谢雅特力这次推出的AT32F423的开发板活动，测试将基于官方库文件进行，如有理解错误的地方，望大家指正教诲！
一、首先是AT-START-F423开发板的板载硬件资源分析：

1.开发板上自带有AT-Link仿真开发工具，对于开发仿真程序应用情况非常方便，硬件USB输入接口使用TYPE-C接口.
2.开发板MCU仿真下载接口，用于代码仿真调试。
3.板载复位按键，用于复位MCU。
4.板载用户按键，用于调试IO按键等功能。
5.板载MCU的IO口扩展引出，方便用户外接其它模块或设备进行程序开发。
6.板载MCU的IO口扩展引出，方便用户外接其它模块或设备进行程序开发。
7.板载MCU电流测试端口，默认板子上用0欧电阻短接了，所以没装排针，用户如果需要进行MCU的电流测试，需要将板子上的R13电阻拆掉，再在排针两端串入电流表进行电流测试。个人觉得这点做的非常好，很多开发板都没有这个电流测试端口，如果需要调试程序的低功耗等模式，需要割开板子上的电源线路铜皮才能测试，非学不方便。
8.USB从机接口，用于仿真USB设备，例如HID，虚拟串口，虚拟U盘等。
9.USB主机接口，用于仿真USB主机，例如U盘读写。
10.板载串口1输出，开发板特别单独引出了串口1（包含电源输出），方便用户进行仿真调试。比喻ISP下载，外接功能模块调试。
更多开发板的功能设置介绍，可以参考官方的开发板用户手册“UM_AT_START_F423_V1.00.pdf”
二、开发板相关文件下载，这个可以直接去官方网站下载，介绍的贴子很多，这里不再详述。
下载链接：AT32F423官网资料主页
进入主页后点下载资源就可跳转的相关的文件下载页，然后可以根据个人需求下载相应的文件。

三、AT32F423驱动库文件分析
官方的驱动库文件已经包含了大部分应用所需的基础模板文件。方便用户进行基础的程序开发移植。
相关的模板工程文件路径：AT32F423_Firmware_Library_V2.0.2\project\at_start_f423\examples
模板工程包含MCU所有内部功能的基础功能演示，主要列表如下：

因为模板工程很多，这里不一一进行分析。
四、开发板开发环境的搭建
AT32F423芯片开发环境的搭建，论坛里也有很多贴子介绍，这里也不进行讲解了。
五、开发板第一个例程测试
因为本人此次申请开发板的主要目的是进行USB设备开发，所以测试主要针对USB相关的例程进行。
1.USB虚拟串口测试
1.1 板载USB从机硬件电路

从硬件原理图可以看到，USB接口是连接到MCU的PA11和PA12脚的。
1.2 例程分析
从官网下载驱动库文件后，转到模板工程文件夹，选择usb_device文件夹并打开，可以看到里面包含了许多的基础例程模板。

  这里我们选择virtual_comport文件夹里面的内容，即开发板的USB虚拟串口例程。
1.3 例程测试
  将virtual_comport文件夹复制到电脑的其它盘非中文目录下，打开例程文件夹，选择mdk_v5工程目录并打开工程，注意这里官方只提供的Keil V5下的测试工程。
  打开工程后，首先进入工程设置选项，设置编绎环境为V6，注意，这里因为选择的V6版本进行编绎，所以勾选了使用微库。

设置好编绎环境后，再设置调试工具，因为AT-LINK的属性是CMSIS-DAP设备，所以我们要选择CMSIS-DAP.

保存设置，然后编绎，编绎成功后下载到开发板，然后用USB线连接开发板的USB从机接口与电脑，打开电脑的设备管理器后会发现电脑中出现了一个USB转串口的虚拟串口号出来。在我的电脑上显示的串口号是8。

根据例程的使用说明，用杜邦线短接开发板上扩展IO接口的PA2和PA3。

打开电脑上的串口调试助手，发送数据，测试结果发送接收正常。

1.4 例程分析
？为什么是短接开发板上的PA2和PA3？
关于USB虚拟串口的例程相关文件说明，可以参考USB库文件使用手册AN0097的说明（AN0097_AT32_MCU_USB_Device_Library_Application_Note_ZH_V2.0.2.pdf）

打开例程的main.c，分析代码，在主函数开始，主要执行了串口端口定义、USB端口定义、USB虚拟串口初始化、相关的中断函数等功能，这里主要的函数有USB虚拟串口设置函数，在其中进行了相关的串口功能配置。

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/**

  * [url=home.php?mod=space&uid=247401]@brief[/url]  this function handles usart2 gpio config.

  * @param  none

  * @retval none

  */

void usart_gpio_config(void)

{

  gpio_init_type gpio_init_struct;

  crm_periph_clock_enable(CRM_GPIOA_PERIPH_CLOCK, TRUE);



  /* configure the usart2 tx, rx pin */

  gpio_init_struct.gpio_drive_strength = GPIO_DRIVE_STRENGTH_STRONGER;

  gpio_init_struct.gpio_out_type  = GPIO_OUTPUT_PUSH_PULL;

  gpio_init_struct.gpio_mode = GPIO_MODE_MUX;

  gpio_init_struct.gpio_pins = GPIO_PINS_2 | GPIO_PINS_3;

  gpio_init_struct.gpio_pull = GPIO_PULL_NONE;

  gpio_init(GPIOA, &gpio_init_struct);

  gpio_pin_mux_config(GPIOA, GPIO_PINS_SOURCE2, GPIO_MUX_7);

  gpio_pin_mux_config(GPIOA, GPIO_PINS_SOURCE3, GPIO_MUX_7);

}

这其中的关键就在于IO口复用功能的定义，上面选择PA2和PA3的复用配置位为MUX７，查AT32F423的技术手册可知，选择的是UASRT２功能

而关于虚拟串口的配置，代码如下：

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然后是USB设备信息描述相关的代码，因为USB的知识面很多，这个暂时先不分析，留待以后慢慢消化。这里先分析USB数据转虚拟串口数据的接口函数。

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/**

  * [url=home.php?mod=space&uid=247401]@brief[/url]  usb device function

  * @param  udev: to the structure of usbd_core_type

  * @param  cmd: request number

  * @param  buff: request buffer

  * @param  len: buffer length

  * @retval none

  */

static void usb_vcp_cmd_process(void *udev, uint8_t cmd, uint8_t *buff, uint16_t len)

{

  usbd_core_type *pudev = (usbd_core_type *)udev;

  cdc_struct_type *pcdc = (cdc_struct_type *)pudev->class_handler->pdata;

  switch(cmd)

  {

    case SET_LINE_CODING:

      pcdc->linecoding.bitrate = (uint32_t)(buff[0] | (buff[1] << 8) | (buff[2] << 16) | (buff[3] <<24));

      pcdc->linecoding.format = buff[4];

      pcdc->linecoding.parity = buff[5];

      pcdc->linecoding.data = buff[6];

#ifdef USB_VIRTUAL_COMPORT

      /* set hardware usart */

<font color="#ff0000">      usb_usart_config(pcdc->linecoding);</font>

#endif

      break;



    case GET_LINE_CODING:

      buff[0] = (uint8_t)pcdc->linecoding.bitrate;

      buff[1] = (uint8_t)(pcdc->linecoding.bitrate >> 8);

      buff[2] = (uint8_t)(pcdc->linecoding.bitrate >> 16);

      buff[3] = (uint8_t)(pcdc->linecoding.bitrate >> 24);

      buff[4] = (uint8_t)(pcdc->linecoding.format);

      buff[5] = (uint8_t)(pcdc->linecoding.parity);

      buff[6] = (uint8_t)(pcdc->linecoding.data);

      break;



    default:

      break;

  }

}

在USB控制端口代码cdc_class.c里，class_ept0_rx_handler函数调用了上述USB->USART串口配置函数。然后在main.c中，利用while循环不断调用USB数据转USART数据函数，其中，USART数据发送代友如下：

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 /* get usb vcp receive data */

    data_len = usb_vcp_get_rxdata(&otg_core_struct.dev, (uint8_t *)usb_buffer);



    /* send data to hardware usart */

    if(data_len > 0)

    {

      usart_send_data((uint8_t *)usb_buffer, data_len);

    }

可以看到，在代码中通过不断查询USB状态获取USB接收的数据长度，然后通过USART转发出去，而此处的usart_send_data函数，调用的正是USART２串口。

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void usart_send_data(uint8_t *send_data, uint16_t len)

{

  uint16_t index = 0;

  for(index = 0; index < len; index++ )

  {

    do

    {

      ;

    }while(usart_flag_get(USART2, USART_TDBE_FLAG) == RESET);



    usart_data_transmit(<font color="#ff0000">USART2</font>, send_data[index]);

  }

}

同理，USART接收数据处理函数：

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 /* send data to host */

          memcpy((uint8_t *)<font color="#ff0000">usb_tx_buffer</font>, &<font color="#ff0000">usart_rx_buffer</font>[hw_usart_read_index], usart_rx_data_len);

          if(usb_vcp_send_data(&otg_core_struct.dev, (uint8_t *)usb_tx_buffer, usart_rx_data_len) == SUCCESS)

          {

            hw_usart_read_index = hw_usart_read_index + usart_rx_data_len;



            break;

          }