STM32 使用CubeMX HAL库快速生成USBVCP虚拟串口工程

一、前言

原来STM32USB开发很复杂，在标准库上移植USB库需要修改不少地方，但是现在用HAL库，配合CubeMX就能快速生成USB工程了，这里用STM32F1来实现Virtual_COM_Port虚拟串口。原理图如下，STM32F1的USB是USB2.0全速总线，所以DP上拉，DM不接上拉。

二、CubeMX配置

（1）mcu使用STM32F103C8

（2）RCC里高速和低速时钟都选择外部晶振Crystal

 

时钟树设置如下

（3）SYS调试口根据需要选择，这里选Serial Wire 

（4）Connectivity-USB勾线Device（FS），端口默认PA12(USB_DP)，PA11（USB_DM）

（5）Middleware-USB-DEVICE里Class For FS IP选择Communication Device Class(Virtual Port Com)

（6）Project Manager填一下工程名和路径，堆栈改大一点，因为有人说堆栈小了会出问题，不过我试了一下其实不改也能用。IDE根据需要选择，这里用Keil所以选MDK-ARM V5

（7）代码生成里勾选复制所有库到工程，外设初始化单独.c/.h文件，方便以后工程拷贝，最后点生成GENERATE CODE

（8）生成后打开工程，编译器改成 compiler version 6，这样编译速度能快几个世纪

（9）编译没错误后，下载到板子上，插上USB还无法识别，接下来就要安装STM32USB虚拟串口驱动

驱动已经打包上传，但是驱动安装有可能失败，博主就遇到了，可以根据以下办法解决

虚拟串口驱动安装失败解决办法：

将mdmcpq.inf复制到c:\windows\inf 
将usbser.sys复制到c:\windows\system32\drivers

（10）驱动安装成功后，再插上USB，如果设备管理器端口里有Virtual COM Port，说明识别成功了，工程模板就算配置好了。

三、程序编写

现在只是识别串口，但是还没有功能，下面就来编写一下简单的功能

虚拟串口主要用到usbd_cdc_if.c里的两个缓存数组和收发函数。

uint8_t UserRxBufferFS[APP_RX_DATA_SIZE];//接收缓存
uint8_t UserTxBufferFS[APP_TX_DATA_SIZE];//发送缓存
static int8_t CDC_Receive_FS(uint8_t* Buf, uint32_t *Len)//接收回调函数
uint8_t CDC_Transmit_FS(uint8_t* Buf, uint16_t Len)//发送函数

CDC_Transmit_FS是发送函数，指定数据首地址和字节长度，数据就会发送到串口，底层是USB库实现的。

CDC_Receive_FS是接收到收据后的回调函数，数据是收到一帧后才调用的CDC_Receive_FS，所以每次的字节长度不一定相同，传入的两个参数是数据缓存首地址和数据长度。

（1）数据回环

这里简单的将接收到的数据原样返回，实现数据回环，只需要在CDC_Receive_FS函数添加一行：

static int8_t CDC_Receive_FS(uint8_t* Buf, uint32_t *Len)
{
  /* USER CODE BEGIN 6 */
  CDC_Transmit_FS(Buf,*Len);//添加数据原样返回
  USBD_CDC_SetRxBuffer(&hUsbDeviceFS, &Buf[0]);
  USBD_CDC_ReceivePacket(&hUsbDeviceFS);
  return (USBD_OK);
  /* USER CODE END 6 */
}

下载到开发板，发送一定字节的数据会原样收到，注意注意发送字节长度不要超过缓存数组的最大长度1000，因为是虚拟的串口，所以波特率、停止位等其实可以随意设置，

（2）指令控制

前面说了CDC_Receive_FS是接收回调函数，可以把它当作一个串口空闲中断

定义一个结构体变量

typedef struct 
{
	volatile uint8_t RecFlag;
	volatile uint16_t RecLen;
}RxDef;
extern RxDef USB_COM;

在usbd_cdc_if.c里接收到数据后标志置1，记录数据长度

static int8_t CDC_Receive_FS(uint8_t* Buf, uint32_t *Len)
{
  /* USER CODE BEGIN 6 */
	USB_COM.RecLen = *Len;//数据长度
	USB_COM.RecFlag = 1;//收到标志
  USBD_CDC_SetRxBuffer(&hUsbDeviceFS, &Buf[0]);
  USBD_CDC_ReceivePacket(&hUsbDeviceFS);
  return (USBD_OK);
  /* USER CODE END 6 */
}

主函数while循环里，处理接收到的指令数据

收到指令01 08 00 01开灯，并返回02 08 00 01

收到 01 08 00 00关灯，返回02 08 00 00

	if(USB_COM.RecFlag)//接收到数据
		{
			//4字节指令接收正确
			if(USB_COM.RecLen==4 && UserRxBufferFS[0]==0x01 && UserRxBufferFS[1]==0x08 && UserRxBufferFS[2]==0x00)
			{
				if(UserRxBufferFS[3])
				{
					UserTxBufferFS[3]=UserRxBufferFS[3];
					LED_ON;//开灯
				}
				else
				{
					UserTxBufferFS[3]=UserRxBufferFS[3];
					LED_OFF;//关灯
				}
				CDC_Transmit_FS(UserTxBufferFS,4);//返回指令
				USB_COM.RecFlag = 0;
			}
        }

四、下载

例子下载