STM32CubeMX学习（二） USB CDC 双向通信

简介

利用正点原子F407探索者开发板，测试基于USB CDC的双向数据通信。

CubeMX新建工程（串口+LED）

设置时钟源

设置调试器

设置LED

设置串口

设置USB OTG

Pinout预览

工程管理

在上图里，可以把Heap Size和Stack Size改大点，使得USB数据通信更流畅。

选中红框里的选项主要是为了工程打包后给他人直接使用。

最后点击GENERATE CODE生成工程。

测试串口和LED

在usart.h中引入头文件stdio.h

/* USER CODE BEGIN Includes */
#include "stdio.h"	//引入此文件，为重定向printf
/* USER CODE END Includes */

在usart.c中添加重定向代码

/* USER CODE BEGIN 1 */
// 重定向printf函数
int fputc(int ch,FILE *f)
{
    uint8_t temp[1]={ch};
    HAL_UART_Transmit(&huart1,temp,1,2);
		return 0;
}
/* USER CODE END 1 */

为了方便调试，在main.c中加入以下宏定义

/* USER CODE BEGIN PD */
#define USER_MAIN_DEBUG

#ifdef USER_MAIN_DEBUG
#define user_main_printf(format, ...) printf( format "\r\n",##__VA_ARGS__)
#define user_main_info(format, ...)   printf("main.info:" format "\r\n",##__VA_ARGS__)
#define user_main_debug(format, ...)  printf("main.debug:" format "\r\n",##__VA_ARGS__)
#define user_main_error(format, ...)  printf("main.error:" format "\r\n",##__VA_ARGS__)
#else
#define user_main_printf(format, ...)
#define user_main_info(format, ...)
#define user_main_debug(format, ...)
#define user_main_error(format, ...)
#endif
/* USER CODE END PD */

在main.c中添加代码

  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {
    /* USER CODE END WHILE */

    /* USER CODE BEGIN 3 */
      printf("Enter main while loop!\r\n");
      user_main_debug("Main debug!\n");
      HAL_GPIO_WritePin(LED1_GPIO_Port,LED1_Pin,GPIO_PIN_RESET);
      HAL_Delay(500);
      HAL_GPIO_WritePin(LED1_GPIO_Port,LED1_Pin,GPIO_PIN_SET);
      HAL_Delay(500);
  }
  /* USER CODE END 3 */

设置下载后自动运行，编译运行，连接串口调试助手，观察现象

编译下载后，重启发现LED1（绿灯）在闪烁，串口收到字符数据。

如果程序没有反应或者仿真后发现程序一直卡死在 BEAB BKPT 0xAB，解决方法：MDK选择设置，TARGET ,勾选Use MicroLIB

串口接收

在usbd_cdc_if.c中，有发送函数和接收函数。发送函数CDC_Transmit_FS(uint8_t* Buf, uint16_t Len)不需要修改，接收函数CDC_Receive_FS(uint8_t* Buf, uint32_t *Len)需要修改再使用。
在usbd_cdc_if.c中定义变量

/* USER CODE BEGIN PV */
/* Private variables ---------------------------------------------------------*/
  unsigned char CDC_Receive_Buffer[64]; //数据缓冲区数组的大小可以根据你想要的收发的数据大小变更
  unsigned char CDC_Receive_Length;
/* USER CODE END PV */

修改CDC_Receive_FS函数

static int8_t CDC_Receive_FS(uint8_t* Buf, uint32_t *Len)
{
  /* USER CODE BEGIN 6 */
    memcpy(CDC_Receive_Buffer, Buf, *Len);
    CDC_Receive_Length = *Len;
    
  USBD_CDC_SetRxBuffer(&hUsbDeviceFS, &Buf[0]);
  USBD_CDC_ReceivePacket(&hUsbDeviceFS);
  return (USBD_OK);
  /* USER CODE END 6 */
}

测试USB CDC通信

在main.c中，添加如下代码：

...
/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include "main.h"
#include "usart.h"
#include "usb_device.h"
#include "gpio.h"
...
/* USER CODE BEGIN PV */
unsigned char CDC_Transmit_Buffer[64] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,}; //USB发送缓存
unsigned char CDC_Transmit_Count = 0;//USB发送数据计数
extern unsigned char CDC_Receive_Buffer[]; 
extern unsigned char CDC_Receive_Length;
extern uint8_t CDC_Transmit_FS(uint8_t* Buf, uint16_t Len);
/* USER CODE END PV */
...
int main(void)
{
  HAL_Init();
  SystemClock_Config();
  MX_GPIO_Init();
  MX_USART1_UART_Init();
  MX_USB_DEVICE_Init();
  while (1)
  {
    /* USER CODE END WHILE */

    /* USER CODE BEGIN 3 */
      CDC_Transmit_FS(CDC_Transmit_Buffer, 64);
      HAL_GPIO_WritePin(LED1_GPIO_Port,LED1_Pin,GPIO_PIN_RESET);
      HAL_Delay(500);
      CDC_Transmit_FS(CDC_Receive_Buffer,CDC_Receive_Length);
      HAL_GPIO_WritePin(LED1_GPIO_Port,LED1_Pin,GPIO_PIN_SET);
      HAL_Delay(500);
  }
  /* USER CODE END 3 */
}

编译后下载，点击发送按钮，测试结果如下图：

Bus Hound捕获情况如下：