USB虚拟串口和串口1可以同时发送吗

只看该作者 · 2024-4-30 19:00

首先打开官方demo我们开始进行移植，第一步复制我们可用的文件，操作如下：

Projects\Virtual_COM_Port文件夹下，复制红线部分

图1

图2

我为了方便演示统放在usb/src文件夹下：

图3

现在复制USB的库文件，这些文件不需要我们修改：

图4

上图中的文件统一放在usb/lib文件夹下：

图5

好了现在所需要的文件我们以复制完了。这里先讲一下DEMO程序的主要工作流程：

图6

由上图可知，PC通过虚拟串口发送数据到STM32 usb口，STM32再通过usart1发送数据到PC串口。我们做项目时，只用USB虚拟串口即可。所以我们现在需要把串口发送部分删除。把USB做为一个COM口来使用。我们要如何使用这个USB口呢？demo中是把USB发送数据做了一个缓存，先把要发送的数据存入缓存中，然后由USB自动发送出去。而接收部分是直接通过串口透传。我们在应用时就需要用到两个FIFO，1是发送，这个和demo方式是样；2是接收，接收也做一个缓存，我们通过查询来判断是否收到新数据。这下大家应该明白为什么使用两个FIFO了。我这里有写好的FIFO库函数可直接使用Queue.c文件。

现在开始修改：

1，stm32_it.c 更名为usb_it.c删除无用代码，只保留usb中断函数，和唤醒函数。代码如下：

代码1

1 /* Includes ------------------------------------------------------------------*/ 2 #include "hw_config.h" 3 #include "usb_lib.h" 4 #include "usb_istr.h" 5 6 7 /******************************************************************************* 8 * Function Name : USB_IRQHandler 9 * Description : This function handles USB Low Priority interrupts10 * requests.11 * Input : None12 * Output : None13 * Return : None14 *******************************************************************************/15 #if defined(STM32L1XX_MD) || defined(STM32L1XX_HD)|| defined(STM32L1XX_MD_PLUS)|| defined (STM32F37X)16 void USB_LP_IRQHandler(void)17 #else18 void USB_LP_CAN1_RX0_IRQHandler(void)19 #endif20 {21 USB_Istr();22 }23 24 /*******************************************************************************25 * Function Name : USB_FS_WKUP_IRQHandler26 * Description : This function handles USB WakeUp interrupt request.27 * Input : None28 * Output : None29 * Return : None30 *******************************************************************************/31 32 #if defined(STM32L1XX_MD) || defined(STM32L1XX_HD)|| defined(STM32L1XX_MD_PLUS)33 void USB_FS_WKUP_IRQHandler(void)34 #else35 void USBWakeUp_IRQHandler(void)36 #endif37 {38 EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line18);39 }

2，修改代码hw_config.c删除无用代码，新建立2组，读FIFO和写FIFO的函数。后面会用到。

代码如下：

代码2

1 /* Includes ------------------------------------------------------------------*/ 2 3 #include "usb_lib.h" 4 #include "usb_prop.h" 5 #include "usb_desc.h" 6 #include "hw_config.h" 7 #include "usb_pwr.h" 8 #include "Queue.h" 9 10 11 /* Private typedef -----------------------------------------------------------*/ 12 /* Private define ------------------------------------------------------------*/ 13 /* Private macro -------------------------------------------------------------*/ 14 /* Private variables ---------------------------------------------------------*/ 15 ErrorStatus HSEStartUpStatus; 16 USART_InitTypeDef USART_InitStructure; 17 EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure; 18 19 20 #define USB_COM_RX_BUF_SIZE (1024 + 256) 21 #define USB_COM_TX_BUF_SIZE (1024 + 256) 22 23 static QUEUE8_t m_QueueUsbComRx = {0}; 24 static QUEUE8_t m_QueueUsbComTx = {0}; 25 static uint8_t m_UsbComRxBuf[USB_COM_RX_BUF_SIZE] = {0}; 26 static uint8_t m_UsbComTxBuf[USB_COM_TX_BUF_SIZE] = {0}; 27 28 static void IntToUnicode (uint32_t value , uint8_t *pbuf , uint8_t len); 29 /* Extern variables ----------------------------------------------------------*/ 30 31 extern LINE_CODING linecoding; 32 33 /* Private function prototypes -----------------------------------------------*/ 34 /* Private functions ---------------------------------------------------------*/ 35 /******************************************************************************* 36 * Function Name : Set_System 37 * Description : Configures Main system clocks & power 38 * Input : None. 39 * Return : None. 40 *******************************************************************************/ 41 void Set_System(void) 42 { 43 GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; 44 45 QUEUE_PacketCreate(&m_QueueUsbComRx, m_UsbComRxBuf, sizeof(m_UsbComRxBuf)); 46 QUEUE_PacketCreate(&m_QueueUsbComTx, m_UsbComTxBuf, sizeof(m_UsbComTxBuf)); 47 48 /* Enable USB_DISCONNECT GPIO clock */ 49 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIO_DISCONNECT, ENABLE); 50 51 /* Configure USB pull-up pin */ 52 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = USB_DISCONNECT_PIN; 53 GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; 54 GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; 55 GPIO_Init(USB_DISCONNECT, &GPIO_InitStructure); 56 57 /* Configure the EXTI line 18 connected internally to the USB IP */ 58 EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line18); 59 EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line18; 60 EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Rising; 61 EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE; 62 EXTI_Init(&EXTI_InitStructure); 63 64 65 } 66 67 /******************************************************************************* 68 * Function Name : Set_USBClock 69 * Description : Configures USB Clock input (48MHz) 70 * Input : None. 71 * Return : None. 72 *******************************************************************************/ 73 void Set_USBClock(void) 74 { 75 /* Select USBCLK source */ 76 RCC_USBCLKConfig(RCC_USBCLKSource_PLLCLK_1Div5); 77 78 /* Enable the USB clock */ 79 RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USB, ENABLE); 80 } 81 82 /******************************************************************************* 83 * Function Name : Enter_LowPowerMode 84 * Description : Power-off system clocks and power while entering suspend mode 85 * Input : None. 86 * Return : None. 87 *******************************************************************************/ 88 void Enter_LowPowerMode(void) 89 { 90 /* Set the device state to suspend */ 91 bDeviceState = SUSPENDED; 92 } 93 94 /******************************************************************************* 95 * Function Name : Leave_LowPowerMode 96 * Description : Restores system clocks and power while exiting suspend mode 97 * Input : None. 98 * Return : None. 99 *******************************************************************************/100 void Leave_LowPowerMode(void)101 {102 DEVICE_INFO *pInfo = &Device_Info;103 104 /* Set the device state to the correct state */105 if (pInfo->Current_Configuration != 0)106 {107 /* Device configured */108 bDeviceState = CONFIGURED;109 }110 else111 {112 bDeviceState = ATTACHED;113 }114 /*Enable SystemCoreClock*/115 // SystemInit();116 }117 118 /*******************************************************************************119 * Function Name : USB_Interrupts_Config120 * Description : Configures the USB interrupts121 * Input : None.122 * Return : None.123 *******************************************************************************/124 void USB_Interrupts_Config(void)125 {126 NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure; 127 128 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USB_LP_CAN1_RX0_IRQn;129 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2;130 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;131 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;132 NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);133 134 /* Enable the USB Wake-up interrupt */135 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USBWakeUp_IRQn;136 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;137 NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);138 }139 140 /*******************************************************************************141 * Function Name : USB_Cable_Config142 * Description : Software Connection/Disconnection of USB Cable143 * Input : None.144 * Return : Status145 *******************************************************************************/146 void USB_Cable_Config (FunctionalState NewState)147 {148 if (NewState == DISABLE)149 {150 GPIO_ResetBits(USB_DISCONNECT, USB_DISCONNECT_PIN);151 }152 else153 {154 GPIO_SetBits(USB_DISCONNECT, USB_DISCONNECT_PIN);155 }156 }157 158 /*******************************************************************************159 * Function Name : void USB_Config(void)160 * Description : USB系统初始化161 * Input : 162 * Output : 163 * Other : 164 * Date : 2014.11.28165 *******************************************************************************/166 void USB_Config(void)167 {168 Set_System();169 170 Set_USBClock();171 172 USB_Interrupts_Config();173 174 USB_Init();175 }176 177 /*******************************************************************************178 * Function Name : uint32_t USB_RxRead(uint8_t *buffter, uint32_t buffterSize)179 * Description : 从USB接收缓存中读数据180 * Input : 181 * Output : 182 * Other : 183 * Date : 2014.11.28184 *******************************************************************************/185 uint32_t USB_RxRead(uint8_t *buffter, uint32_t buffterSize)186 {187 return QUEUE_PacketOut(&m_QueueUsbComRx, buffter, buffterSize);188 }189 /*******************************************************************************190 * Function Name : uint32_t USB_RxWrite(uint8_t *buffter, uint32_t writeLen)191 * Description : 写数据到USB接收缓存中192 * Input : 193 * Output : 194 * Other : 195 * Date : 2014.11.28196 *******************************************************************************/197 uint32_t USB_RxWrite(uint8_t *buffter, uint32_t writeLen)198 {199 return QUEUE_PacketIn(&m_QueueUsbComRx, buffter, writeLen);200 }201 /*******************************************************************************202 * Function Name : uint32_t USB_TxRead(uint8_t *buffter, uint32_t buffterSize)203 * Description : 从USB发送缓存中读数据204 * Input : 205 * Output : 206 * Other : 207 * Date : 2014.11.28208 *******************************************************************************/209 uint32_t USB_TxRead(uint8_t *buffter, uint32_t buffterSize)210 {211 return QUEUE_PacketOut(&m_QueueUsbComTx, buffter, buffterSize);;212 }213 /*******************************************************************************214 * Function Name : uint32_t USB_TxWrite(uint8_t *buffter, uint32_t writeLen)215 * Description : 写数据到USB发送缓存中216 * Input : 217 * Output : 218 * Other : 219 * Date : 2014.11.28220 *******************************************************************************/221 uint32_t USB_TxWrite(uint8_t *buffter, uint32_t writeLen)222 {223 return QUEUE_PacketIn(&m_QueueUsbComTx, buffter, writeLen);224 }225 226 227 228 /*******************************************************************************229 * Function Name : Get_SerialNum.230 * Description : Create the serial number string descriptor.231 * Input : None.232 * Output : None.233 * Return : None.234 *******************************************************************************/235 void Get_SerialNum(void)236 {237 uint32_t Device_Serial0, Device_Serial1, Device_Serial2;238 239 Device_Serial0 = *(uint32_t*)ID1;240 Device_Serial1 = *(uint32_t*)ID2;241 Device_Serial2 = *(uint32_t*)ID3; 242 243 Device_Serial0 += Device_Serial2;244 245 if (Device_Serial0 != 0)246 {247 IntToUnicode (Device_Serial0, &Virtual_Com_Port_StringSerial[2] , 8);248 IntToUnicode (Device_Serial1, &Virtual_Com_Port_StringSerial[18], 4);249 }250 }251 252 /*******************************************************************************253 * Function Name : HexToChar.254 * Description : Convert Hex 32Bits value into char.255 * Input : None.256 * Output : None.257 * Return : None.258 *******************************************************************************/259 static void IntToUnicode (uint32_t value , uint8_t *pbuf , uint8_t len)260 {261 uint8_t idx = 0;262 263 for( idx = 0 ; idx < len ; idx ++)264 {265 if( ((value >> 28)) < 0xA )266 {267 pbuf[ 2* idx] = (value >> 28) + '0';268 }269 else270 {271 pbuf[2* idx] = (value >> 28) + 'A' - 10; 272 }273 274 value = value << 4;275 276 pbuf[ 2* idx + 1] = 0;277 }278 }279 280 /************************ (C) COPYRIGHT STMicroelectronics *****END OF FILE****/

这里要讲一下为什么要屏蔽SystemInit()，因为demo只运行虚拟串口功能，在USB未插入的情况下，是进入低功耗状态，插入时从低功耗状态退出后会调用此函数。当然我们在项目中一般不会这样，系统是否运行和插USB接口没有联系。所以我在下文中把进入低功耗代码屏蔽了，自然也就不用唤醒代码了。

图7

关于USB口使能控制引脚，需要根据开发板的引脚定义来修改宏定义platform_config.h文件中，笔者使用的是神舟3号开发板，控制信号刚好和demo相反，所以修改hw_config.c代码如下：

代码3

1 /******************************************************************************* 2 * Function Name : USB_Cable_Config 3 * Description : Software Connection/Disconnection of USB Cable 4 * Input : None. 5 * Return : Status 6 *******************************************************************************/ 7 void USB_Cable_Config (FunctionalState NewState) 8 { 9 if (NewState == DISABLE)10 {11 GPIO_ResetBits(USB_DISCONNECT, USB_DISCONNECT_PIN);12 }13 else14 {15 GPIO_SetBits(USB_DISCONNECT, USB_DISCONNECT_PIN);16 }17 }

3，现在修改USB 回调函数中的代码usb_endp.c文件。使用下文代码替换：

代码4

1 /* Includes ------------------------------------------------------------------*/ 2 #include "usb_lib.h" 3 #include "usb_desc.h" 4 #include "usb_mem.h" 5 #include "hw_config.h" 6 #include "usb_istr.h" 7 #include "usb_pwr.h" 8 9 /* Private typedef -----------------------------------------------------------*/ 10 /* Private define ------------------------------------------------------------*/ 11 12 /* Interval between sending IN packets in frame number (1 frame = 1ms) */ 13 #define VCOMPORT_IN_FRAME_INTERVAL 5 14 15 /* Private macro -------------------------------------------------------------*/ 16 /* Private variables ---------------------------------------------------------*/ 17 static uint8_t txBuffter[VIRTUAL_COM_PORT_DATA_SIZE] = {0}; 18 static volatile uint8_t tx** = 0; 19 static volatile uint32_t FrameCount = 0; 20 21 22 /* Private function prototypes -----------------------------------------------*/ 23 /* Private functions ---------------------------------------------------------*/ 24 25 /******************************************************************************* 26 * Function Name : EP1_IN_Callback 27 * Description : 28 * Input : None. 29 * Output : None. 30 * Return : None. 31 *******************************************************************************/ 32 void EP1_IN_Callback (void) 33 { 34 uint16_t len = 0; 35 36 if (1 == tx**) 37 { 38 len = USB_TxRead(txBuffter, sizeof(txBuffter)); 39 40 if (len > 0) 41 { 42 UserToPMABufferCopy(txBuffter, ENDP1_TXADDR, len); 43 SetEPTxCount(ENDP1, len); 44 SetEPTxValid(ENDP1); 45 FrameCount = 0; 46 } 47 else 48 { 49 tx** = 0; 50 } 51 } 52 } 53 54 /******************************************************************************* 55 * Function Name : EP3_OUT_Callback 56 * Description : 57 * Input : None. 58 * Output : None. 59 * Return : None. 60 *******************************************************************************/ 61 void EP3_OUT_Callback(void) 62 { 63 static uint8_t buffter[VIRTUAL_COM_PORT_DATA_SIZE] = {0}; 64 65 uint16_t USB_Rx_Cnt; 66 67 /* Get the received data buffer and update the counter */ 68 USB_Rx_Cnt = USB_SIL_Read(EP3_OUT, buffter); 69 70 /* USB data will be immediately processed, this allow next USB traffic being 71 NAKed till the end of the USART Xfer */ 72 USB_RxWrite(buffter, USB_Rx_Cnt); 73 74 /* Enable the receive of data on EP3 */ 75 SetEPRxValid(ENDP3); 76 77 } 78 79 80 /******************************************************************************* 81 * Function Name : SOF_Callback / INTR_SOFINTR_Callback 82 * Description : 83 * Input : None. 84 * Output : None. 85 * Return : None. 86 *******************************************************************************/ 87 void SOF_Callback(void) 88 { 89 uint16_t len = 0; 90 91 if(bDeviceState == CONFIGURED) 92 { 93 if (0 == tx**) 94 { 95 if (FrameCount++ == VCOMPORT_IN_FRAME_INTERVAL) 96 { 97 /* Reset the frame counter */ 98 FrameCount = 0; 99 100 /* Check the data to be sent through IN pipe */101 len = USB_TxRead(txBuffter, sizeof(txBuffter));102 103 if (len > 0)104 {105 UserToPMABufferCopy(txBuffter, ENDP1_TXADDR, len);106 SetEPTxCount(ENDP1, len);107 SetEPTxValid(ENDP1);108 109 tx** = 1;110 }111 }112 }113 } 114 }115 /************************ (C) COPYRIGHT STMicroelectronics *****END OF FILE****/

这里讲下大概意思，函数EP3_OUT_Callback是在USB口收到数据后，将数据存入FIFO中。

函数SOF_Callback定时查询用户是否有要发送的数据，如果有则进行发送，在发送完成后会触发发送中断EP1_IN_Callback函数，如果发送完毕就不调用SetEPTxValid(ENDP1)函数，发送完成后就不会再触发EP1_IN_Callback函数。

4，修改usb_pwr.c在前文中说到：不让系统进入休眠状态，这里屏蔽185行 __WFI();

5，修改usb_prop.c屏蔽COM初始化代码。137行USART_Config_Default(); 237行USART_Config();

6，修改usb_desc.c 这里修改需要参考一些USB专业的书籍，推荐全圈圈的书，讲的通俗易懂。关于本程序的驱动，笔者在win7下测试可以自动安装，如果无法自动安装可使用文章开始的链接中的驱动程序。本文件如果修改需谨慎，其中pid,vid是制造商ID和产品编号，如果修改了那驱动也要对应修改，官方驱动就无法自动进行安装了。

到这里移植就差不多完成了，下面进行测试。由于USB虚拟串口不受波特率限制，所以笔者进行过50k/s的压力测试，运行半小时未丢1个字节。