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STM32实现USB转串口功能(含源码)

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发表于 2021-1-31 20:04:11 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 zhang062061 于 2021-1-31 20:07 编辑


之前的文章中介绍过STM32的USB接口虚拟串口的功能。《STM32CubeMX之USB从机》。本篇文章在此基础上,以STM32F407为例,介绍USB转串口功能的实现。
要实现USB转串口的功能,需要将单片机真实串口(这里以USART1为例)的收发数据与USB口进行交互。用过USB虚拟串口的朋友可能知道,要实现该功能,还存在以下问题:
1.电脑上设置的串口波特率不影响USB接口传输的速率。
2.怎样获取电脑上串口助手设置的波特率,以设置USART1使其波特率与串口助手一致。
波特率设置
其实STM32CubeMX生成的程序中已经提供了相关的接口,只需要用户自己实现即可。打开usbd_cdc_if.c文件,CDC_Control_FS函数中,添加如下程序。

其中上面的注释是系统生成的,根据注释添加相应的红框中的程序。LineCoding是一个结构体:
  1. USBD_CDC_LineCodingTypeDef LineCoding =
  2. {
  3.     115200, /* 波特率*/
  4.     0x00,   /* 停止位-1*/
  5.     0x00,   /* 校验 - none*/
  6.     0x08    /* 数据位 8*/
  7. };
复制代码

USBD_CDC_LineCodingTypeDef的格式也是系统定义好的。
添加完成后,在电脑的串口助手上更改波特率时,系统会调用这段程序,重新配置USART1的波特率,使两者保持一致。
剩下的功能就是数据转发,即将USB接收的数据通过USART1发送出去,将USART1接收的数据发送到USB接口。
USB数据转发到USART1
同样是在usbd_cdc_if.c文件中,修改USB接收函数CDC_Receive_FS。将原来的程序屏蔽,添加串口发送的程序。

添加串口发送完成中断回调函数(前提是使能串口发送中断):
  1. void HAL_UART_TxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
  2. {
  3.   USBD_CDC_ReceivePacket(&hUsbDeviceFS);
  4. }
复制代码


USART1数据转发到USB
本例程是通过中断方式接收USART1数据,并通过接收超时时间来判断一帧数据接收完成。当然也可以通过其它方式实现转发,例程只是简单实现功能。
添加串口中断回调函数:
  1. void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
  2. {
  3.   UserTxBufPtrIn++;
  4.   if(UserTxBufPtrIn == APP_RX_DATA_SIZE)//防止溢出
  5.   {
  6.     UserTxBufPtrIn = 0;
  7.   }
  8.   UR_Tick = 0;//接收计时器清零
  9.   UR_Flag = 1;//正在接收
  10.   HAL_UART_Receive_IT(huart, (uint8_t *)(UserTxBufferFS + UserTxBufPtrIn), 1);
  11. }
复制代码


判断一帧数据接收完成后,通过USB接口转发出去。
  1. if(UR_Flag == 2)
  2. {
  3.   UR_Flag = 0;
  4.   CDC_Transmit_FS(UserTxBufferFS, UserTxBufPtrIn);
  5.   UserTxBufPtrIn = 0;
  6. }
复制代码

通过以上设置,即可实现类似CH340等USB转串口芯片的功能。但STM32的USB接口功能更强大,可以实现USB复合设备,比如同时虚拟多个串口。以后有时间再做研究和大家分享。

源码下载(公众号不支持链接,需要复制出来):
提取码:swyl


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