USB虚拟串口移植————基于STM32 & FreeRTOS

辰尘
514 阅读3分钟

USB虚拟串口移植————基于STM32 & FreeRTOS

github.com/StarTao114/…

这是这份程序的仓库，可以在上面下载源代码，也可以在github上与我进行讨论

如果觉得有用，请为我点亮Star！！！！

Preface

Each time when I want to transplant USB programs packaged by ST will produce lots of bugs until recently. So to keep you from doing what I did, I open the entire porting scheme.
Promote the spirit of open source.

文件移植&工程构成

  1. 将USB文件夹整个放入工程中（与USER文件夹同级）

PacketPath.png

  1. 在工程中添加三个新的文件夹，并分别填入对应文件

FileStructure.png 3. 找到Options for Target... -> C/C++ -> Define

添加USE_USB_OTG_FS

为了使能USB_OTG高速功能

  1. 添加头文件路径

HeadFilePath.png

具体代码实现

  1. 导包（包含头文件）

在初始化的 .c 文件中，包含如下的头文件：

include_init.png 在调用USB收发功能的 .c 文件中，使用 #include "usbd_usr.h"

  1. 初始化

添加USB初始化函数，如下图： start_task.png

注意事项：

  1. 声明变量USB_OTG_dev后再初始化
  2. 因为旧版开发版的CAN1占用了PA11和PA12（使用USB虚拟串口必要的两个IO），因此需要将CAN1重新分配到其他引脚，如PB8和PB9
  3. 为了确保声明成功，请尽量将USB的初始化函数放到串口（USART）和CAN的声明后面
  1. 编写接收函数

我们需要将LED4作为USB连接状态的指示灯，方便调试时查看
Tx2_task.png

该函数的下半是数据校验解包部分，包含了crc8校验，若不需要，可自行删除

对于 喂狗 行为，放在了确定收到正确报文后，以保证运行正常

bDeviceState 被调用在 usbd_usr.c 中
USB_situation.png

printf调用了串口1的putc函数，因此最好先初始化USART1

祖传程序中，LED4用作错误次数指示，用处不大，在 detect.task.c 将其禁用，避免影响对连接状态的查看

这些都是回调函数，debug时打断点也是不会停的，所以LED指示工作状态是有必要的

  1. 改写接收回调函数
    USB_Rx.png

整体上和串口接收没什么区别，这里只有帧头帧尾校验，没用到crc8，如有需要请自行添加

其中调用了宏 MINIPC_FRAME_LENGTH ，需要在对应的头文件中声明：

e.g. #define MINIPC_FRAME_LENGTH 14u //与视觉约定的包长度

  1. 改写接收函数
    Send2PC.png

使用USB库封装的VCP_DataTx()函数，通过USB虚拟虚拟串口向上位机发送数据
VCP_DataTx()内调用了宏APP_RX_DATA_SIZE，用于控制发送缓冲区的大小
还有一个函数usb_printf()，也可以一次性发送一整个包，但是这里用Send_to_PC()取代了该函数，暂不调用usb_printf()

实际效果

  1. 视觉那边不需要再选择波特率，但是识别出的端口从ttyUSBx变成了ttyACMx，需要在open文件时修改名称

    附视觉代码（我改的粗糙代码，至少通信上了，如有不满，轻喷）：

    粗糙的代码

    尚未实现热插拔，需要加其他库

    可能存在 sudo 能打开文件，但是程序里的 open 函数不行的问题：

    通常是没有USB通信文件的权限，需要取得rwx全部权限

  2. 不再需要外围芯片，也可能不需要接线，从STM32的IO连一根USB线，直连miniPC，减少干扰因素

    需要修改硬件电路：

    将CAN1接到PB8和PB9，将PC11和PC12接到USB口

    Warning：USB的差分信号需要阻抗匹配！

  3. 从串行信号变为差分信号，信号抗干扰能力提升

  4. 通信频率极大提高

  5. 现在的云台没有放USB接线的空间，后面需要留出

    之前忘了拍通信效果图，想起来的时候，板子已经上车了

  6. 附电控步兵的使用实例

    涉及到修改的文件 我设置了免费下载，请放心，如果还是不行，可以移步我的github仓库，如果有用的话，希望可以为我点亮Star

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