基于STM32F407的USB轉(zhuǎn)串口功能實(shí)現(xiàn)

之前的文章中介紹過STM32的USB接口虛擬串口的功能。本篇文章在此基礎(chǔ)上，以STM32F407為例，介紹USB轉(zhuǎn)串口功能的實(shí)現(xiàn)。

要實(shí)現(xiàn)USB轉(zhuǎn)串口的功能，需要將單片機(jī)真實(shí)串口（這里以USART1為例）的收發(fā)數(shù)據(jù)與USB口進(jìn)行交互。用過USB虛擬串口的朋友可能知道，要實(shí)現(xiàn)該功能，還存在以下問題：

1. 電腦上設(shè)置的串口波特率不影響USB接口傳輸?shù)乃俾省?/p>

2. 怎樣獲取電腦上串口助手設(shè)置的波特率，以設(shè)置USART1使其波特率與串口助手一致。

波特率設(shè)置

其實(shí)STM32CubeMX生成的程序中已經(jīng)提供了相關(guān)的接口，只需要用戶自己實(shí)現(xiàn)即可。打開usbd_cdc_if.c文件，CDC_Control_FS函數(shù)中，添加如下程序。

其中上面的注釋是系統(tǒng)生成的，根據(jù)注釋添加相應(yīng)的紅框中的程序。LineCoding是一個(gè)結(jié)構(gòu)體：

USBD_CDC_LineCodingTypeDef LineCoding?={????115200,?/*?波特率*/????0x00,???/*?停止位-1*/????0x00,???/*?校驗(yàn)?-?none*/????0x08????/*?數(shù)據(jù)位?8*/};

USBD_CDC_LineCodingTypeDef的格式也是系統(tǒng)定義好的。

添加完成后，在電腦的串口助手上更改波特率時(shí)，系統(tǒng)會(huì)調(diào)用這段程序，重新配置USART1的波特率，使兩者保持一致。

剩下的功能就是數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，即將USB接收的數(shù)據(jù)通過USART1發(fā)送出去，將USART1接收的數(shù)據(jù)發(fā)送到USB接口。

USB數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到USART1

同樣是在usbd_cdc_if.c文件中，修改USB接收函數(shù)CDC_Receive_FS。將原來的程序屏蔽，添加串口發(fā)送的程序。

添加串口發(fā)送完成中斷回調(diào)函數(shù)（前提是使能串口發(fā)送中斷）：

void HAL_UART_TxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart){??USBD_CDC_ReceivePacket(&hUsbDeviceFS);}

USART1數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到USB

本例程是通過中斷方式接收USART1數(shù)據(jù)，并通過接收超時(shí)時(shí)間來判斷一幀數(shù)據(jù)接收完成。當(dāng)然也可以通過其它方式實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)發(fā)，例程只是簡單實(shí)現(xiàn)功能。

添加串口中斷回調(diào)函數(shù)：

void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart){??UserTxBufPtrIn++;??if(UserTxBufPtrIn?==?APP_RX_DATA_SIZE)//防止溢出??{????UserTxBufPtrIn?=?0;??} ?UR_Tick?=?0;//接收計(jì)時(shí)器清零??UR_Flag?=?1;//正在接收??HAL_UART_Receive_IT(huart,?(uint8_t?*)(UserTxBufferFS?+?UserTxBufPtrIn),?1);}

判斷一幀數(shù)據(jù)接收完成后，通過USB接口轉(zhuǎn)發(fā)出去。

if(UR_Flag?==?2){ ?UR_Flag?=?0; ?CDC_Transmit_FS(UserTxBufferFS,?UserTxBufPtrIn);??UserTxBufPtrIn?=?0;}

通過以上設(shè)置，即可實(shí)現(xiàn)類似CH340等USB轉(zhuǎn)串口芯片的功能。但STM32的USB接口功能更強(qiáng)大，可以實(shí)現(xiàn)USB復(fù)合設(shè)備，比如同時(shí)虛擬多個(gè)串口。以后有時(shí)間再做研究和大家分享。

編輯：黃飛

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