環(huán)境：STM32CubeMX   STM32F429IGT6  STlink

首先要確保硬件電路USB部分沒問題；USB相關(guān)的概念知識(shí)大概需要了解一下，網(wǎng)上挺多這類文章的，自行百度。

點(diǎn)擊USB_OTG_FS，模式選擇Device_Only，其他保持默認(rèn)。

點(diǎn)擊USB_DEVICE，選擇IP 為VPC（虛擬串口），其他保持默認(rèn)。

我使用的芯片是F429IGT6，最大時(shí)鐘180MHz，但是USB時(shí)鐘必須為48MHz（詳情看STM32中文參考手冊(cè)930頁(yè)），180MHz是分頻不出來(lái)48MHz的USB時(shí)鐘，所以把系統(tǒng)配置成168MHz就能分頻出48MHz的USB時(shí)鐘。

堆空間需要改大一點(diǎn)，不然在USB插入電腦的時(shí)候，設(shè)備管理器會(huì)顯示虛擬串口設(shè)備黃色感嘆號(hào)。因?yàn)樵赨SB插入電腦，STM32會(huì)創(chuàng)建一個(gè)實(shí)例，malloc申請(qǐng)內(nèi)存，但內(nèi)存不足的時(shí)候就失敗了，驅(qū)動(dòng)工作不正常了。

源碼在usbd_cdc.c中： 

pdev->pClassData = USBD_malloc(sizeof (USBD_CDC_HandleTypeDef));

最后生成代碼即可，打開工程。

圖中Application/User文件夾中多了幾個(gè)文件:

usb_device.czhi只有一個(gè)USB設(shè)備函數(shù)初始化函數(shù) MX_USB_DEVICE_Init()。

usb_conf.c是USB協(xié)議參數(shù)、IO初始化、中斷回調(diào)函數(shù)、端點(diǎn)打開關(guān)閉停止操作等等函數(shù)。

usbd_cdc_if.c有虛擬串口的接收和發(fā)送等函數(shù)。

usb_desc.c有USB的描述符和USB枚舉處理等。

文件夾Middlewares/USB_Device_Library是STM32Cube庫(kù)。

檢測(cè)VCP連接狀態(tài)

在中斷函數(shù)OTG_FS_IRQHandler

                         HAL_PCD_IRQHandler(&hpcd_USB_OTG_FS);

                                       HAL_PCD_ConnectCallback(hpcd);    //連接事件回調(diào)

                                       HAL_PCD_DisconnectCallback(hpcd);    //斷開事件回調(diào)

發(fā)現(xiàn)兩個(gè)連接狀態(tài)事件回調(diào)函數(shù)，但是經(jīng)過測(cè)試發(fā)現(xiàn)這兩個(gè)回調(diào)函數(shù)根本不會(huì)發(fā)生。具體往下就沒去深究了。

USBD_StatusTypeDef USBD_LL_DevDisconnected(USBD_HandleTypeDef  *pdev)

{

  /* Free Class Resources */

  pdev->dev_state = USBD_STATE_DEFAULT;

  pdev->pClass->DeInit(pdev, pdev->dev_config);  

  return USBD_OK;

}

void HAL_PCD_DisconnectCallback(PCD_HandleTypeDef *hpcd)

{

    USBD_LL_DevDisconnected((USBD_HandleTypeDef*)hpcd->pData);

}

但是偶然發(fā)現(xiàn)斷開事件有改變一個(gè)變量pdev->dev_state = USBD_STATE_DEFAULT;

所以發(fā)現(xiàn)hUsbDeviceFS.dev_state的狀態(tài)才是真正的連接狀態(tài)標(biāo)志位。

/*  Device Status */

#define USBD_STATE_DEFAULT                                1              //初始化狀態(tài)

#define USBD_STATE_ADDRESSED                              2              //建立地址

#define USBD_STATE_CONFIGURED                             3              //配置完成，連接成功

#define USBD_STATE_SUSPENDED                              4              //usb掛起，斷開成功

檢測(cè)USB狀態(tài)的函數(shù)

void VCP_Status(void)

{

    static uint8_t old_status = 0;

    if(hUsbDeviceFS.dev_state != old_status)

    {

        if(hUsbDeviceFS.dev_state == USBD_STATE_CONFIGURED)

            printf("連接成功rn");

        else if (hUsbDeviceFS.dev_state == USBD_STATE_SUSPENDED)

            printf("斷開成功rn");

        old_status = hUsbDeviceFS.dev_state;

    }    

}

打印函數(shù)

寫一個(gè)usb_printf打印函數(shù)，在usbd_cdc_if.c里面末尾USER CODE BEGIN及USER CODE END之間添加

/* USER CODE BEGIN PRIVATE_FUNCTIONS_IMPLEMENTATION */

#include

void usb_printf(const char *format, ...)

{

    va_list args;

    uint32_t length;

    va_start(args, format);

    length = vsnprintf((char *)UserTxBufferFS, APP_TX_DATA_SIZE, (char *)format, args);

    va_end(args);

    CDC_Transmit_FS(UserTxBufferFS, length);

}

/* USER CODE END PRIVATE_FUNCTIONS_IMPLEMENTATION */

關(guān)于接收有幾點(diǎn)注意事項(xiàng)，認(rèn)真看看。

1、usb虛擬串口每次接收最大的數(shù)據(jù)包ReceivePacket是64個(gè)字節(jié)；且每包數(shù)據(jù)以末尾追加  rn 表示一包數(shù)據(jù)接收完整。

當(dāng)包長(zhǎng)小于64個(gè)字節(jié)的時(shí)候

修改USB接收打印函數(shù)，在usbd_cdc_if.c里先找到static int8_t CDC_Receive_FS(uint8_t* Buf, uint32_t *Len)這個(gè)函數(shù)，

把它改成下圖類似：

PC的usb虛擬串口收到MCU的數(shù)據(jù)通過UARTx發(fā)送回PC。演示一下發(fā)現(xiàn)什么問題：

//Len是每包數(shù)據(jù)的有效數(shù)據(jù)長(zhǎng)度。值不會(huì)超過64

static int8_t CDC_Receive_FS(uint8_t* Buf, uint32_t *Len)

{

    USBD_CDC_ReceivePacket(&hUsbDeviceFS);

    printf("%srn", Buf);

    memset(Buf, 0, APP_RX_DATA_SIZE);

    return (USBD_OK);

}

可以看到第一次發(fā)送內(nèi)容  01                  >>>     MUC收到的數(shù)據(jù)是：01 81 7F 04 0D 0A 。數(shù)據(jù)異常，多了中間的 81 7F 04。

可以看到第二次發(fā)送內(nèi)容  01 02 03 04   >>>     MUC收到的數(shù)據(jù)是：01 02 03 04 0D 0A 。數(shù)據(jù)正常。

注意static int8_t CDC_Receive_FS(uint8_t* Buf, uint32_t *Len)的  *Len 是每包數(shù)據(jù)真實(shí)有效長(zhǎng)度；

如

第一次發(fā)送的內(nèi)容，*Len是等于1的；

第二次發(fā)送的內(nèi)容，*Len是等于4的；

*Len最大不會(huì)超過64。

出現(xiàn)第一種情況的原因是：當(dāng)包長(zhǎng)小于64個(gè)字節(jié)的時(shí)候，數(shù)據(jù)會(huì)強(qiáng)制32bit對(duì)齊。也就是發(fā)的字節(jié)必須要是4的倍數(shù)，不夠補(bǔ)夠4的倍數(shù)，最后末尾加上rn表示包的完整。

為什么會(huì)32位對(duì)齊，下面是STM32的源碼：

typedef struct

{

  uint32_t data[CDC_DATA_HS_MAX_PACKET_SIZE/4];      /* Force 32bits alignment */

  ...

  ...

}

USBD_CDC_HandleTypeDef;

當(dāng)包長(zhǎng)大于64個(gè)字節(jié)的時(shí)候

發(fā)現(xiàn)一共發(fā)送了306個(gè)字節(jié)。但是MCU收到了318個(gè)字節(jié)。318怎么來(lái)的？

其實(shí)每64個(gè)字節(jié)加rn2個(gè)字節(jié)，最后一包數(shù)據(jù)不夠4倍數(shù)再補(bǔ)充夠4的倍數(shù)。

306 / 64 = 4......50

4 * 13 >= 50

也就是4 * (64 + rn) + 52個(gè)字節(jié) + rn = 318。

故修改代碼：以接收到rn為結(jié)束

typedef struct{

  uint32_t rxlen;

  uint32_t flag;

}VcpRx_t;

VcpRx_t temp = {

    .rxlen =0,

    .flag = 0

};

static int8_t CDC_Receive_FS(uint8_t* Buf, uint32_t *Len)

{

  /* USER CODE BEGIN 6 */   

    temp.rxlen = temp.rxlen + (*Len);

    if(temp.rxlen < APP_RX_DATA_SIZE && UserRxBufferFS[temp.rxlen - 2] != 0x0d 

        &&  UserRxBufferFS[temp.rxlen - 1] != 0x0a)

    {

       //---繼續(xù)接收---------------

       USBD_CDC_SetRxBuffer(&hUsbDeviceFS,UserRxBufferFS  + temp.rxlen); 

       USBD_CDC_ReceivePacket(&hUsbDeviceFS);

    }

    else temp.flag = 1;    //接收完成

    return (USBD_OK);

  /* USER CODE END 6 */

}

//接收完成后通過UART打印出來(lái)

void rxdata_printf(void)

{

  if(temp.flag)

  {

    printf("%srn", UserRxBufferFS);

    temp.flag = 0;

    temp.rxlen = 0;

    memset(UserRxBufferFS, 0, APP_RX_DATA_SIZE);

    USBD_CDC_SetRxBuffer(&hUsbDeviceFS, UserRxBufferFS); 

    USBD_CDC_ReceivePacket(&hUsbDeviceFS);

  }

}

main函數(shù)

int main(void)

{

    HAL_Init();

    SystemClock_Config();

    MX_GPIO_Init();

    MX_USB_DEVICE_Init();

    MX_USART2_UART_Init();

    MX_USART1_UART_Init();

    /* USER CODE BEGIN 2 */

    printf("sudarootrn");

    while (1)

    {

        rxdata_printf();       

    }

}

附上測(cè)試代碼：https://download.csdn.net/download/sudaroot/10975317

2019.07.24改進(jìn)，源碼沒更新。

下面這個(gè)函數(shù)作用是避免我們每次下載復(fù)位后需要撥出USB再插上才能用。如果不行的話可以把HAL_Delay（）延時(shí)加大一些。

原理：和usb硬件相關(guān)。PC的usb內(nèi)部?jī)筛鶖?shù)據(jù)線都接著下拉電阻，當(dāng)檢測(cè)任一個(gè)任一根數(shù)據(jù)線有高電平代表有設(shè)備接入初始化。下面代碼就是模擬，上電把兩個(gè)STM32的USB IO拉低，相當(dāng)于手動(dòng)斷開USB線，然后進(jìn)行MX_USB_DEVICE_Init()初始化的時(shí)候會(huì)正確初始化這兩個(gè)IO。

static void USB_Status_Init(void)

{

    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};

    /* GPIO Ports Clock Enable */

    __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();

    /*Configure GPIO pin Output Level */

    HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_11 | GPIO_PIN_12, GPIO_PIN_RESET);

    /*Configure GPIO pin : W25Q256_CS_Pin */

    GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_11 | GPIO_PIN_12;

    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;

    GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLDOWN;

    GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH;

    HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);

    HAL_Delay(2);

}

使用方法：

在main（）函數(shù)中的 SystemClock_Config()函數(shù)調(diào)用后使用USB_Status_Init();

VCP通訊走的是pack，故和串口調(diào)試助手的波特率無(wú)關(guān)。無(wú)論波特率多少，對(duì)數(shù)據(jù)無(wú)影響。

全篇完。