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: ProjectsVirtual_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u***/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u***/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 u***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u***_it.c删除无用代码,只保留u***中断函数,和唤醒函数。代码如下: 代码1
- /* Includes ------------------------------------------------------------------*/
- #include "hw_config.h"
- #include "u***_lib.h"
- #include "u***_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)
- #else
- void 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)
- #else
- void USBWakeUp_IRQHandler(void)
- #endif
- {
- EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line18);
- }
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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 "u***_lib.h"
- #include "u***_prop.h"
- #include "u***_desc.h"
- #include "hw_config.h"
- #include "u***_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_QueueU***ComRx = {0};
- static QUEUE8_t m_QueueU***ComTx = {0};
- static uint8_t m_U***ComRxBuf[USB_COM_RX_BUF_SIZE] = {0};
- static uint8_t m_U***ComTxBuf[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_QueueU***ComRx, m_U***ComRxBuf, sizeof(m_U***ComRxBuf));
- QUEUE_PacketCreate(&m_QueueU***ComTx, m_U***ComTxBuf, sizeof(m_U***ComTxBuf));
-
- /* 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_QueueU***ComRx, 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_QueueU***ComRx, 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_QueueU***ComTx, 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_QueueU***ComTx, 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****/
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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);
- }
- }
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3,现在修改USB 回调函数中的代码u***_endp.c文件。使用下文代码替换: 代码4
- /* Includes ------------------------------------------------------------------*/
- #include "u***_lib.h"
- #include "u***_desc.h"
- #include "u***_mem.h"
- #include "hw_config.h"
- #include "u***_istr.h"
- #include "u***_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****/
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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u***_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u***_prop.c屏蔽COM初始化代码。137行USART_Config_Default(); 237行USART_Config(); 6,修改u***_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。
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