STM32 -- USB CDC 虚拟串口通信
在嵌入式系统中，经常需要单片机与上位机（如PC）进行数据通信。传统的串口通信虽然方便，但数据传输速度有限。USB通信作为一种高速数据传输方式，其在STM32单片机上的应用越来越广泛。本文将详细介绍如何使用STM32F103C8T6单片机结合HAL库实现USB CDC（Communication Device Class）虚拟串口通信。
1. 硬件准备
- STM32F103C8T6开发板
- USB数据线
- 电脑安装有STM32虚拟串口驱动（Win10及以上系统通常自带）
2. 软件配置
使用STM32CubeMX配置STM32F103C8T6的USB功能，步骤如下：
2.1 新建工程
在STM32CubeMX中新建工程，选择STM32F103C8T6芯片。
2.2 配置时钟
推荐使用外部时钟源，对于USB_FS，总线时钟一般设置为48MHz。
2.3 启用USB接口
在接口配置中启用USB，选择Device Only模式。
2.4 使用USB设备库
在中间件配置中启用USB_DEVICE库，并选择CDC类（Communication Device Class Virtual Port Com）。
3. 代码实现
3.1 包含USB接口头文件
在main.c文件中包含USB接口的头文件：
#include "usbd_cdc_if.h"
3.2 模拟USB插拔
为了避免调试时频繁插拔USB线，可以通过代码模拟USB拔出动作：
void HAL_PCD_MspInit(PCD_HandleTypeDef* hpcd)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_12;
GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLDOWN;
GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
HAL_Delay(5);
}
3.3 发送数据
使用CDC_Transmit_FS函数发送数据：
char str[] = "Hello World!\r\n";
while (1)
{
CDC_Transmit_FS((uint8_t*)str, strlen(str));
HAL_Delay(2000);
}
3.4 接收数据
在usbd_cdc_if.c中，可以实现一个回调函数来处理接收到的数据：
static int8_t CDC_Receive_FS(uint8_t* Buf, uint32_t *Len)
{
// 处理接收到的数据
return 0;
}
4. 测试通信
编译并烧录代码到STM32F103C8T6开发板。使用串口助手打开对应的虚拟串口，设置正确的波特率（通常为115200）。在串口助手中发送数据，应该能在STM32开发板的串口上看到相应的数据回显。
5. 注意事项
- 确保USB驱动已正确安装，特别是在Win7及以下系统中。
- 在调试过程中，如果遇到通信问题，尝试重新插拔USB线或重启开发板。
- 在实际应用中，可以根据需要调整USB通信的参数，如波特率、数据包大小等。
通过上述步骤，我们可以在STM32F103C8T6上使用HAL库成功实现USB CDC虚拟串口通信，为嵌入式系统的数据传输提供了一种高速、便捷的解决方案。
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