GD32F4上使用HAL库实现USB虚拟串口通讯

只看该作者 · 2024-2-28 20:26

一直使用STM32F4搭配HAL库做项目，最近需要将软件移植至国产的GD32F4上，但兆易仅提供了标准库，并未像ST那样提供HAL库，但二者USB库又互不兼容。最后，为了原软件不做大的修改，故决定使用ST的HAL库+兆易的USB库来实现。

首先是USB库文件的准备，兆易官网可下载GD32F4xx_Firmware_Library，将Firmware\GD32F4xx_usb_library目录下的相关文件拷贝至工程目录中，并添加至工程中，文件目录结构如下图所示：

另外，在Examples\USB\USB_Device\cdc_acm\inc目录下的usb_conf.h和usbd_conf.h也需要拷贝至工程的inc目录中。
USB的硬件配置还是使用ST的CubeMX生成，USB模式选择Device_Only，Middleware中USB的相关选项无需配置，配置如下图所示：

只看该作者 · 2024-2-28 20:26

USB库文件需要做简单的修改，睡眠模式相关函数pmu_to_deepsleepmode和微秒延时函数usb_udelay直接注释掉了，毫秒延时函数usb_mdelay用HAL_Delay替代。
usb_conf.h中相关的头文件进行了替换修改，如下：
#include "stm32f407xx.h"
#include "stm32f4xx_hal.h"
#include "gd32f4xx_compat.h"
//#include "gd32f4xx.h"
//#include "gd32f450i_eval.h"

stm32f4xx_it.c中的USB中断处理函数HAL_PCD_IRQHandler用usbd_isr进行替代，如下：
// HAL_PCD_IRQHandler(&hpcd_USB_OTG_FS);
usbd_isr(&cdc_acm);

只看该作者 · 2024-2-28 20:26

新增了一个USB库所需宏定义描述的文件gd32f4xx_compat.h，如下：

#ifndef GD32F4XX_COMPAT_H
#define GD32F4XX_COMPAT_H

/* bit operations */
#define REG32(addr)                (*(volatile uint32_t *)(uint32_t)(addr))
#define REG16(addr)                (*(volatile uint16_t *)(uint32_t)(addr))
#define REG8(addr)                (*(volatile uint8_t *)(uint32_t)(addr))
#define BIT(x)                      ((uint32_t)((uint32_t)0x01U<<(x)))
#define BITS(start, end)          ((0xFFFFFFFFUL << (start)) & (0xFFFFFFFFUL >> (31U - (uint32_t)(end))))
#define GET_BITS(regval, start, end) (((regval) & BITS((start),(end))) >> (start))

#endif

只看该作者 · 2024-2-28 20:27

完成上述修改后，其虚拟串口即可被正确识别，如下图所示：

补充：

只看该作者 · 2024-2-28 20:27

补充：上述过程漏描述了USB的初始化，应在main函数中调用兆易的USB初始化函数usbd_init，如下：
  /* Initialize all configured peripherals */
  MX_GPIO_Init();
  MX_USB_OTG_FS_PCD_Init();
  /* USER CODE BEGIN 2 */
  // USB
  usbd_init(&cdc_acm, USB_CORE_ENUM_FS, &cdc_desc, &cdc_class);

只看该作者 · 2024-2-28 20:27

为避免描述不周，调试了一版仅含USB虚拟串口通讯的源代码供参考（开发环境为STM32CubeIDE）

只看该作者 · 2024-3-28 14:02

ST的HAL库还能给GD用啊

只看该作者 · 2024-7-31 22:29

你已经选择了在使用ST的HAL库的同时，结合兆易的USB库，这是一种可行的解决方案。