STM32F103C8T6的USB—CDC虚拟端口组件(HAL)

常见的STM32USB端口是Micro-USB，Type-C,USB-BT型口，USB-B方口

我们最常见的32最小系统板上的USBD+和D-就接到了PA11和PA12单片机I/O端口上

新一版的小篮板STM32F103C8T6用的是Type-C，旧一版用的是Micro-USB，需要准备对应的线。

我们主要实现USB的虚拟串口的功能，用CubeMX新建工程例程很多，我只展示主要的部分

1.Connectivity中下拉找到USB，勾选Device(FS)设备全速模式,其他的保持默认

在Middleware and Software Packs（中间件和软件包）中找到USB_DEVICE，在 Class For FS IP 设备类别选择Communication Device Class（Virtual Port Com）虚拟串口。其他设置保持默认就行。

2.接下来进行时钟树配置，这是自动配置时钟树选项可以选择Yes让它帮你配，但是要注意配完后的时钟主频只有48，有要求的可以自己改到72M。

这是我的配置

后面的步骤和CubeMX新建工程一样，我就不说明了。

3.打开project工程

在这里我们要实现发什么回什么的类串口功能，该功能主要用到usbd_cdc_if.c和usbd_cdc_if.h这两个文件。

/** * @brief Data received over USB OUT endpoint are sent over CDC interface * through this function. * * @note * This function will issue a NAK packet on any OUT packet received on * USB endpoint until exiting this function. If you exit this function * before transfer is complete on CDC interface (ie. using DMA controller) * it will result in receiving more data while previous ones are still * not sent. * * @param Buf: Buffer of data to be received * @param Len: Number of data received (in bytes) * @retval Result of the operation: USBD_OK if all operations are OK else USBD_FAIL */ static int8_t CDC_Receive_FS(uint8_t* Buf, uint32_t *Len) { /* USER CODE BEGIN 6 */ USBD_CDC_SetRxBuffer(&hUsbDeviceFS, &Buf[0]); //将接收到的数据存到缓冲区 USBD_CDC_ReceivePacket(&hUsbDeviceFS); //准备主设备输出端口，进行数据发送 return (USBD_OK); /* USER CODE END 6 */ } /** * @brief CDC_Transmit_FS * Data to send over USB IN endpoint are sent over CDC interface * through this function. * @note * * * @param Buf: Buffer of data to be sent * @param Len: Number of data to be sent (in bytes) * @retval USBD_OK if all operations are OK else USBD_FAIL or USBD_BUSY */ uint8_t CDC_Transmit_FS(uint8_t* Buf, uint16_t Len) { uint8_t result = USBD_OK; /* USER CODE BEGIN 7 */ USBD_CDC_HandleTypeDef *hcdc = (USBD_CDC_HandleTypeDef*)hUsbDeviceFS.pClassData; //将USB当作类串口 if (hcdc->TxState != 0){ //如果串口发送内容不为0 return USBD_BUSY; //返回忙碌 } USBD_CDC_SetTxBuffer(&hUsbDeviceFS, Buf, Len); //发送内容 result = USBD_CDC_TransmitPacket(&hUsbDeviceFS); //将发送内容传给result /* USER CODE END 7 */ return result; }

我们主要用到CDC_Receive_FS、CDC_Transmit_FS这两个函数

我们先用发送函数

编译后会出现函数隐式声明的警告，这是因为在#include "usb_device.h"头文件中并没有包含#include "usbd_cdc_if.h"头文件，所以我们要添加#include "usbd_cdc_if.h"头文件，再次编译就不会报警告了。

试验需要一根USB的线（要与自己的STM32USB口适配）、任意串口助手软件

可以按照图示连接，建议只先链接ST-LINK，将程序下载到STM32里，下载完成后断开ST-LINK，只用USB链接

打开设备管理器，检查USB是否正常连接，若没有则检查USB连接、STM32接口是否正常、电脑接口是否正常、USB驱动是否安装...

打开串口助手，我用的是微软商店自带的，选择与之对应的COM端口和115200波特率，可以看到成功接收到了信息。注意：因为是CDC虚拟串口波特率、停止位等设置对 USB CDC 是无效的

接下来我们改动回传函数达到发什么回什么的功能

在CDC_Receive_FS函数中加上CDC_Transmit_FS(Buf,*Len);这一句

注意： USBD_CDC_ReceivePacket(&hUsbDeviceFS);这个函数告诉 USB 控制器：“这包数据我处理完了，请准备好接收下一包”，如果漏掉这句，单片机只能收到电脑发来的第 1 包数据，之后就会“失联”，所以CDC_Transmit_FS(Buf,*Len);这一句应该加在USBD_CDC_ReceivePacket前面。

主函数什么都不写，编译下载，下载后拔掉ST-LINK接上USB，打开串口助手

可以看到成功发回了

注意事项：

1.不要在 CDC_Receive_FS 回调里加 HAL_Delay()、while() 死循环或 Flash/EEPROM 操作
该函数在中断上下文执行，阻塞会导致 USB 枚举超时、电脑端串口卡死。
2.漏写 USBD_CDC_ReceivePacket(&hUsbDeviceFS); 只能收到电脑发来的第 1 包数据，之后单片机“变聋”。
3.直接操作 Buf 指针而不拷贝 Buf 指向的是 USB 底层临时缓冲区。下一次接收会直接覆盖它。如需保留数据，必须 memcpy 到自定义数组。
4.在 main.c 里直接调用 CDC_Receive_FS它是底层自动触发的回调，手动调用会破坏 USB 状态机。
5.在使用DMA时要考虑缓冲区匹配问题。
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