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STM32H743-ARM例程25-USB_VCP

news 2025/10/22 14:35:11

实验平台

硬件：银杏科技GT7000双核心开发板-ARM-STM32H743XIH6，银杏科技iToolXE仿真器
软件：最新版本STM32CubeH7固件库，STM32CubeMX v6.10.0，开发板环境MDK v5.35，串口工具UartAssit

USB虚拟串口简介

USB虚拟串口，简称VCP，是VirtualCOMPort的简写，它是利用USB的CDC类来实现的一种通信接口。
USB虚拟串口属于USB通信设备类。在物理层通过USB总线，采用虚拟串口的方式为主机提供一个物理串口。在系统内部，USB控制器提供了一个批量传输IN端点和一个批量传输的OUT端点，用于数据的接收和发送，模拟串口的RX和TX线。另外USB控制器还提供中断IN端点，发送当前串口的状态，实现对串口传输的控制。串口设备的数据，由系统的串口采集，在芯片内完成USB包的封装，通过USB总线上传至主机，再由相应的串口应用程序进行处理。对用户来说，看到的是基于串口的数据采集和传输，而实际上实现的是基于USB协议包的数据传输。
我们可以利用STM32自带的USB功能，来实现一个USB虚拟串口，从而通过USB，实现电脑与STM32的数据互传。上位机无需编写专门的USB程序，只需要一个串口调试助手即可调试，非常实用。
本实验利用STM32自带的USB功能，连接电脑USB，虚拟出一个USB串口，实现电脑和开发板的数据通信。

USB CDC协议简介

在前面章节STM32H743-ARM例程22-USB_CDC我们详细介绍过CDC通信协议，有兴趣的读者可以阅读前面章节
本小节我们来介绍下实验流程
主要修改usbd_cdc_if.c和main.c，会使用这四个函数，就可以用单片机与PC进行USB基本通信：
(1) CDC_Control_FS()
来自主机请求的回调函数；CDC控制命令处理，列举了主机有可能向设备发送的一些命令。没有具体的处理过程，需要用户自己编写。其中包括串口参数的设置，要做串口转USB通信的话需要修改这里。只是为了用USB与PC通信则不用管这里。每个命令具体的意思需要查询CDC类手册。
(2) CDC_Receive_FS()
接收数据回调函数；Buf为接收缓存。这个缓存实际上就是CDC_Init_FS()中设置的UserRxBufferFS[]数组。这个全局数组的定义在usbd_cdc_if.c文件中。Len为接收到数据的长度。这个变量不是全局的，需要用户声明变量把这个传出去。
(3) CDC_Transmit_FS()
用来发送数据。
(4)CDC_TransmitCplt_FS()
回调函数。

实验程序

1. 主函数

int main(void)
{MPU_Config();SystemClock_Config();MX_GPIO_Init();MX_USB_DEVICE_Init();while (1){len=sprintf(USB_TxBuf,"Hello! I am GT7000!\r\n");CDC_Transmit_HS((uint8_t*)USB_TxBuf,len); //用来发送数据HAL_Delay(1000);}
}

2. CDC_Control_FS()函数

static int8_t CDC_TransmitCplt_HS(uint8_t *Buf, uint32_t *Len, uint8_t epnum)
{uint8_t result = USBD_OK;UNUSED(Buf);UNUSED(Len);UNUSED(epnum);return result;
}

3. USB_printf函数，方便直接输出字符串

#include <stdarg.h>
void usb_printf(const char *format, ...)
{va_list args;uint32_t length;va_start(args, format);length = vsnprintf((char *)UserTxBufferHS, APP_TX_DATA_SIZE, (char *)format, args);va_end(args);CDC_Transmit_HS(UserTxBufferHS, length);
}