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STM32 USB虚拟串口(转)
阅读量:4624 次
发布时间:2019-06-09

本文共 15915 字,大约阅读时间需要 53 分钟。

源:

串口调试在项目中被使用越来越多,串口资源的紧缺也变的尤为突出。很多本本人群,更是深有体会,不准备一个USB转串口工具就没办法进行开发。本章节来简单概述STM32低端芯片上的USB虚拟串口的移植。在官方DEMO中已经提供了现成的程序,这里对修改方法做简单说明。

         官方demo及驱动程序,我存放在百度盘:

        

 

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

/* Includes ------------------------------------------------------------------*/#include "hw_config.h"#include "usb_lib.h"#include "usb_istr.h"/******************************************************************************** Function Name  : USB_IRQHandler* Description    : This function handles USB Low Priority interrupts*                  requests.* Input          : None* Output         : None* Return         : None*******************************************************************************/#if defined(STM32L1XX_MD) || defined(STM32L1XX_HD)|| defined(STM32L1XX_MD_PLUS)|| defined (STM32F37X)void USB_LP_IRQHandler(void)#elsevoid USB_LP_CAN1_RX0_IRQHandler(void)#endif{  USB_Istr();}/******************************************************************************** Function Name  : USB_FS_WKUP_IRQHandler* Description    : This function handles USB WakeUp interrupt request.* Input          : None* Output         : None* Return         : None*******************************************************************************/#if defined(STM32L1XX_MD) || defined(STM32L1XX_HD)|| defined(STM32L1XX_MD_PLUS)void USB_FS_WKUP_IRQHandler(void)#elsevoid USBWakeUp_IRQHandler(void)#endif{  EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line18);}

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

/* Includes ------------------------------------------------------------------*/#include "usb_lib.h"#include "usb_prop.h"#include "usb_desc.h"#include "hw_config.h"#include "usb_pwr.h"#include "Queue.h"/* Private typedef -----------------------------------------------------------*//* Private define ------------------------------------------------------------*//* Private macro -------------------------------------------------------------*//* Private variables ---------------------------------------------------------*/ErrorStatus HSEStartUpStatus;USART_InitTypeDef USART_InitStructure;EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure;#define USB_COM_RX_BUF_SIZE         (1024 + 256)#define USB_COM_TX_BUF_SIZE         (1024 + 256)static QUEUE8_t m_QueueUsbComRx         = {
0};static QUEUE8_t m_QueueUsbComTx = {
0};static uint8_t m_UsbComRxBuf[USB_COM_RX_BUF_SIZE] = {
0}; static uint8_t m_UsbComTxBuf[USB_COM_TX_BUF_SIZE] = {
0}; static void IntToUnicode (uint32_t value , uint8_t *pbuf , uint8_t len);/* Extern variables ----------------------------------------------------------*/extern LINE_CODING linecoding;/* Private function prototypes -----------------------------------------------*//* Private functions ---------------------------------------------------------*//******************************************************************************** Function Name : Set_System* Description : Configures Main system clocks & power* Input : None.* Return : None.*******************************************************************************/void Set_System(void){ GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; QUEUE_PacketCreate(&m_QueueUsbComRx, m_UsbComRxBuf, sizeof(m_UsbComRxBuf)); QUEUE_PacketCreate(&m_QueueUsbComTx, m_UsbComTxBuf, sizeof(m_UsbComTxBuf)); /* Enable USB_DISCONNECT GPIO clock */ RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIO_DISCONNECT, ENABLE); /* Configure USB pull-up pin */ GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = USB_DISCONNECT_PIN; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; GPIO_Init(USB_DISCONNECT, &GPIO_InitStructure); /* Configure the EXTI line 18 connected internally to the USB IP */ EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line18); EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line18; EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Rising; EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE; EXTI_Init(&EXTI_InitStructure); }/******************************************************************************** Function Name : Set_USBClock* Description : Configures USB Clock input (48MHz)* Input : None.* Return : None.*******************************************************************************/void Set_USBClock(void){ /* Select USBCLK source */ RCC_USBCLKConfig(RCC_USBCLKSource_PLLCLK_1Div5); /* Enable the USB clock */ RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USB, ENABLE);}/******************************************************************************** Function Name : Enter_LowPowerMode* Description : Power-off system clocks and power while entering suspend mode* Input : None.* Return : None.*******************************************************************************/void Enter_LowPowerMode(void){ /* Set the device state to suspend */ bDeviceState = SUSPENDED;}/******************************************************************************** Function Name : Leave_LowPowerMode* Description : Restores system clocks and power while exiting suspend mode* Input : None.* Return : None.*******************************************************************************/void Leave_LowPowerMode(void){ DEVICE_INFO *pInfo = &Device_Info; /* Set the device state to the correct state */ if (pInfo->Current_Configuration != 0) { /* Device configured */ bDeviceState = CONFIGURED; } else { bDeviceState = ATTACHED; } /*Enable SystemCoreClock*/// SystemInit();}/******************************************************************************** Function Name : USB_Interrupts_Config* Description : Configures the USB interrupts* Input : None.* Return : None.*******************************************************************************/void USB_Interrupts_Config(void){ NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USB_LP_CAN1_RX0_IRQn; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); /* Enable the USB Wake-up interrupt */ NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USBWakeUp_IRQn; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0; NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);}/******************************************************************************** Function Name : USB_Cable_Config* Description : Software Connection/Disconnection of USB Cable* Input : None.* Return : Status*******************************************************************************/void USB_Cable_Config (FunctionalState NewState){ if (NewState == DISABLE) { GPIO_ResetBits(USB_DISCONNECT, USB_DISCONNECT_PIN); } else { GPIO_SetBits(USB_DISCONNECT, USB_DISCONNECT_PIN); }}/******************************************************************************** Function Name : void USB_Config(void)* Description : USB系统初始化* Input : * Output : * Other : * Date : 2014.11.28*******************************************************************************/void USB_Config(void){ Set_System(); Set_USBClock(); USB_Interrupts_Config(); USB_Init();}/******************************************************************************** Function Name : uint32_t USB_RxRead(uint8_t *buffter, uint32_t buffterSize)* Description : 从USB接收缓存中读数据* Input : * Output : * Other : * Date : 2014.11.28*******************************************************************************/uint32_t USB_RxRead(uint8_t *buffter, uint32_t buffterSize){ return QUEUE_PacketOut(&m_QueueUsbComRx, buffter, buffterSize);}/******************************************************************************** Function Name : uint32_t USB_RxWrite(uint8_t *buffter, uint32_t writeLen)* Description : 写数据到USB接收缓存中* Input : * Output : * Other : * Date : 2014.11.28*******************************************************************************/uint32_t USB_RxWrite(uint8_t *buffter, uint32_t writeLen){ return QUEUE_PacketIn(&m_QueueUsbComRx, buffter, writeLen);}/******************************************************************************** Function Name : uint32_t USB_TxRead(uint8_t *buffter, uint32_t buffterSize)* Description : 从USB发送缓存中读数据* Input : * Output : * Other : * Date : 2014.11.28*******************************************************************************/uint32_t USB_TxRead(uint8_t *buffter, uint32_t buffterSize){ return QUEUE_PacketOut(&m_QueueUsbComTx, buffter, buffterSize);;}/******************************************************************************** Function Name : uint32_t USB_TxWrite(uint8_t *buffter, uint32_t writeLen)* Description : 写数据到USB发送缓存中* Input : * Output : * Other : * Date : 2014.11.28*******************************************************************************/uint32_t USB_TxWrite(uint8_t *buffter, uint32_t writeLen){ return QUEUE_PacketIn(&m_QueueUsbComTx, buffter, writeLen);}/******************************************************************************** Function Name : Get_SerialNum.* Description : Create the serial number string descriptor.* Input : None.* Output : None.* Return : None.*******************************************************************************/void Get_SerialNum(void){ uint32_t Device_Serial0, Device_Serial1, Device_Serial2; Device_Serial0 = *(uint32_t*)ID1; Device_Serial1 = *(uint32_t*)ID2; Device_Serial2 = *(uint32_t*)ID3; Device_Serial0 += Device_Serial2; if (Device_Serial0 != 0) { IntToUnicode (Device_Serial0, &Virtual_Com_Port_StringSerial[2] , 8); IntToUnicode (Device_Serial1, &Virtual_Com_Port_StringSerial[18], 4); }}/******************************************************************************** Function Name : HexToChar.* Description : Convert Hex 32Bits value into char.* Input : None.* Output : None.* Return : None.*******************************************************************************/static void IntToUnicode (uint32_t value , uint8_t *pbuf , uint8_t len){ uint8_t idx = 0; for( idx = 0 ; idx < len ; idx ++) { if( ((value >> 28)) < 0xA ) { pbuf[ 2* idx] = (value >> 28) + '0'; } else { pbuf[2* idx] = (value >> 28) + 'A' - 10; } value = value << 4; pbuf[ 2* idx + 1] = 0; }}/************************ (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

/******************************************************************************** Function Name  : USB_Cable_Config* Description    : Software Connection/Disconnection of USB Cable* Input          : None.* Return         : Status*******************************************************************************/void USB_Cable_Config (FunctionalState NewState){  if (NewState == DISABLE)  {    GPIO_ResetBits(USB_DISCONNECT, USB_DISCONNECT_PIN);  }  else  {    GPIO_SetBits(USB_DISCONNECT, USB_DISCONNECT_PIN);  }}

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

/* Includes ------------------------------------------------------------------*/#include "usb_lib.h"#include "usb_desc.h"#include "usb_mem.h"#include "hw_config.h"#include "usb_istr.h"#include "usb_pwr.h"/* Private typedef -----------------------------------------------------------*//* Private define ------------------------------------------------------------*//* Interval between sending IN packets in frame number (1 frame = 1ms) */#define VCOMPORT_IN_FRAME_INTERVAL             5/* Private macro -------------------------------------------------------------*//* Private variables ---------------------------------------------------------*/static uint8_t txBuffter[VIRTUAL_COM_PORT_DATA_SIZE] = {
0};static volatile uint8_t txFlg = 0;static volatile uint32_t FrameCount = 0;/* Private function prototypes -----------------------------------------------*//* Private functions ---------------------------------------------------------*//******************************************************************************** Function Name : EP1_IN_Callback* Description :* Input : None.* Output : None.* Return : None.*******************************************************************************/void EP1_IN_Callback (void){ uint16_t len = 0; if (1 == txFlg) { len = USB_TxRead(txBuffter, sizeof(txBuffter)); if (len > 0) { UserToPMABufferCopy(txBuffter, ENDP1_TXADDR, len); SetEPTxCount(ENDP1, len); SetEPTxValid(ENDP1); FrameCount = 0; } else { txFlg = 0; } }}/******************************************************************************** Function Name : EP3_OUT_Callback* Description :* Input : None.* Output : None.* Return : None.*******************************************************************************/void EP3_OUT_Callback(void){ static uint8_t buffter[VIRTUAL_COM_PORT_DATA_SIZE] = {
0}; uint16_t USB_Rx_Cnt; /* Get the received data buffer and update the counter */ USB_Rx_Cnt = USB_SIL_Read(EP3_OUT, buffter); /* USB data will be immediately processed, this allow next USB traffic being NAKed till the end of the USART Xfer */ USB_RxWrite(buffter, USB_Rx_Cnt); /* Enable the receive of data on EP3 */ SetEPRxValid(ENDP3);}/******************************************************************************** Function Name : SOF_Callback / INTR_SOFINTR_Callback* Description :* Input : None.* Output : None.* Return : None.*******************************************************************************/void SOF_Callback(void){ uint16_t len = 0; if(bDeviceState == CONFIGURED) { if (0 == txFlg) { if (FrameCount++ == VCOMPORT_IN_FRAME_INTERVAL) { /* Reset the frame counter */ FrameCount = 0; /* Check the data to be sent through IN pipe */ len = USB_TxRead(txBuffter, sizeof(txBuffter)); if (len > 0) { UserToPMABufferCopy(txBuffter, ENDP1_TXADDR, len); SetEPTxCount(ENDP1, len); SetEPTxValid(ENDP1); txFlg = 1; } } } } }/************************ (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。

移植好的工程STM32_UsbVirtualCom.rar也一起存放在上文章开始的链接中。

 

转载于:https://www.cnblogs.com/LittleTiger/p/4429649.html

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