你的浏览器版本过低,可能导致网站不能正常访问!
为了你能正常使用网站功能,请使用这些浏览器。

STM32 USB CDC 虚拟多串口  

[复制链接]
creep 发布时间:2017-9-28 22:30
本帖最后由 creep 于 2017-9-28 22:37 编辑
% n0 I0 ?: e9 I, p0 z, ^0 y3 Y" L

5 P0 `( Z. O2 u9 F* D; I* |9 \% p         之前一直使用STM32的CDC虚拟串口和上位机进行数据通信,通常只枚举一个串口基本就能满足要求。但是STM32 USB提供了足够的的端点可以在需要的情况下枚举出多个串口供使用,最新跟着论坛大神飞哥  @wofei1314 玩了下多个串口的使用,然后我在STM32F769-DISCO 上测试了下多串口的移植,以便以后使用的时候可以参考。
* _! ]( @5 r& Q6 q" Q. S
5 |6 B6 y6 B# E& C' J* ^, d         关于USB的使用ST的库文件里面提供很多的例子可以参考,除此之外官方也进行了不少USB的培训,没法参加的小伙伴可以看下培训的文档对USB有个基本的了解,然后找个板子把USB库中例子都跑一遍看下代码应该就会有个基本的了解。" C8 @, U  c2 D( r8 P  j2 ~
7 A0 u9 u' X+ [
" Y; A' \0 J' u
# l. x, u" R# }- e' Y
0、复合设备
6 |' q0 [$ k' r5 F# a3 o( ~+ y4 {6 r9 _
+ w$ e! ^' O  T$ K0 ]! F
CDC 类设备在枚举过程中最主要的信息存储在配置描述符内:2 P) y# j9 ]5 t* p$ W$ r
; }& o$ c! I0 U  h! N  b1 l. v: A+ K

0 C1 s: f$ O9 c4 V. V+ j3 Z9 f% b  X abfdf189-a154-49fc-bd00-ab9c51382987.png / H4 L! v3 N4 Y5 @. _( u' p8 r" ]) c

( H8 Y( i0 q1 k* a8 }
# G6 _: M9 A8 p5 Z8 K  如上图所示, CDC 类的配置描述符一般包含两个接口 (Interface 0),一个控制接口,另外一个是数据接口 (Interface 1 ), 除此之外,还有一个虚线指向的 IAD(Interface Association Description),这个表示这个是不是可选的, 得根据实际情况来确定其是否真实存在。我们使用的CDC多串口要使用到IAD进行设置,通过IAD可以设置相应的接口枚举的设备类型4 P! u. k1 j; O- N
和使用的接口。
$ R5 S9 Y* l. G% x* M: x: A  一般来说把多CDC 串口 叫做复合设备,和一个CDC串口相比,USB库要把设备描述符、控制描述符进行修改 ,多串口新增的端点也要进行初始化 接收发送函数也要根据相应的端点进行处理,PC端加载的驱动也要适当修改。
) F9 K$ e1 H$ ~9 a# c  R  ]) Z, ~. _5 y* m
5 j5 W/ W7 g" D# l4 E
1、USB库修改6 }' b  U. B& Q. z, m, e( b" k
' ^( P- V! t1 x2 G
* `, Y, o1 T# V# b  k; S
9 c: ~1 j( `8 v) u  F
不同的芯片型号和不同的USB库配置可能有不少的区别,但是知道了需要修改哪里应该可以根据具体的情况进行操作,下面的移植是在STM32F769-DISCO; X" \/ `9 K% F
上由官方的HAL USB 库进行修改。默认是在一个CDC串口可以使用的前提下进行,关于一个CDC的移植可以参考官方代码或者使用Cubemx。
: `8 ?. I8 W: \, B7 n2 H% I, k
7 Q- V- J0 l/ q: {7 m1)、2个VCP串口移植是在可以枚举出来一个VCP串口的工程上修改的,主要集中在USB CDC模式下的Class中文件及相应的头文件:
1 ~1 {- F$ L3 y7 {2 u" Y0 _  w2 k+ r/ v
5ec90026-3c9b-4786-87e0-06cadbef4265.png
/ t3 v* T5 b* \( i- \2 d* K# g: ~, v: |. m2 e( v4 N

5 h* J! {2 c; A# r/ B. La)增加端点
/ I; J# R( V, w/ q" m 一个VCP的时候使用3个非0端点(2个BULK,一个Interrupt),再增加3个非0端点用于枚举另一个VCP。
+ q# j6 b; {1 A" c9 ?. q0 c/ L/ T* ~1 I1 v1 [
5b8ef82c-10a1-4d37-946b-ae60da254152.png 5 y! ]* d, U9 w) c
/ f) C8 @2 e: T& p$ O
设置增加的端点的FIFO6 `7 }' O; i" v8 {+ o# ]
: h* C% \& M' G4 F

& ?* p1 W, j: [5 ^8 h! z' P 0ddf6de2-e026-485b-8070-04514e83e56c.png
) v3 E- o6 n" k5 e+ @/ F
6 |" P! \! h; C6 B$ W, |
$ b1 H5 [9 M* I, eb)对增加的端点进行相应的初始化操作,我测试的是STM32F769-DISCO 上面的USB 是高速接口
/ m1 P2 {- Y3 D7 F, n# E/ K+ v  p' T4 [. o& C2 o
+ O  F- X4 F% y* w- Y% {
48c4af14-a790-4617-8015-6c8f1131cdd4.png
; W; _: K! H9 q6 Z# G& C/ L8 ?/ Z. `  H

! Y1 h- \& n( r8 y9 g! Nc)将设备描述符修改为复合设备模式4 A' Y$ `5 l- W' a  H7 A
) U: ^  Y+ r+ e& a) q
# p$ w, N" x  p! |- g
98db37ba-b3dc-45be-b228-1590afb41c85.png
3 \4 r& J& s! O/ t/ q
# Q" U- U+ b/ k! E4 Y2 k1 W0 w$ @/ w. p: {
d)配置描述符,注意我使用的高速 USB模式,如果是全速或者其他速度模式选择相应的数组- b5 V4 e6 C$ {) s) ?  l- }8 \+ X
2 K/ Z; \4 ^" T0 ?0 c3 r) ^
TIM图片20170928215619.png
2 r. U4 g' P& y' M. G此外还需要修改最大的接口数(好像2个VCP设置大于2即可)
: q) J) ~( f! F, `- k因为USB库中使用了maclloc申请内存,要适当调整栈空间。
# j+ G3 o2 n  s7 M& ?! R5 S4 L* {# \$ E* X/ p5 |
2a0963ce-d11f-4a48-aff2-f502028d0e1f.png % u$ e" {: \3 S2 `1 x6 M8 ]
7 a& x9 I. F. m' x5 J% v. i- h
下面是枚举的过程和安装好驱动之后的设备管理器显示:
" y; u& v5 l# P' x" G; a: j& l$ D* j

# |  Q' X  }' D! H3 L- e b1c85265-21c9-4197-9d29-b539741de625.jpg 0 I! U) z  N/ h6 L
5294a9d3-f04b-4c63-a85f-e3edd6e56495.jpg 3 I4 B, S% h8 \9 y( [

* [' ^) k; y: K8 X$ p6 j6 \) p5 K1 k& `7 \5 z3 W  @# ~
ed917e76-1d1c-4323-8bbc-dccf431f929a.png 0 h* \0 s, v! h
7 J; K7 `& q3 K0 T. R

; e" h( y, F/ ]测试代码如下:
. A, x  w- ~7 `( b
  1.   while (1)
    7 A/ @* |+ s! O* l1 S
  2.                 {5 Z1 B, ]5 R3 W2 o# I" x" m% o
  3.             memcpy(TestBuff,"This message from VCP0\n",23);- d9 M4 @; A4 Y/ h' [3 N( X; m
  4.                         USB2PC(TestBuff,23,CDC_IN_EP1);* y$ L% o" q' n/ I" ?8 k- u
  5.             HAL_Delay(1000);
    3 J. C/ R2 i+ w% z& a3 q
  6.             memcpy(TestBuff,"This message from VCP1\n",23);
    # x5 p- ?1 Y! M) C  C5 |# r
  7.                         USB2PC(TestBuff,23,CDC_IN_EP3);
    * I( j; K; S3 _. b: m5 E3 A! t
  8.             HAL_Delay(1000);      
    / x; g0 q% R% u8 ?6 m" }
  9.                 }
复制代码
USB收发测试效果如下
(点开查看大图)
' h7 i5 y. d$ U7 }0 e/ O test1.gif
/ e9 W& R5 }. K; Z# }, V& `* [& B
5 W7 E9 m4 N; X9 i- Y6 ?( T
具体发送方向为:
! N: u4 U+ {) A5 E
! t/ `2 P: w2 b4 g7 ~- ]
- W% d0 k. s, U5 Z a5af1022-17e9-4a9d-9f0f-d7efb9f29422.png 8 N( u$ E1 U: r

4 [  m: A3 I+ ]1 Y- h' {7 S$ \$ [, g5 ^$ g. f- l5 j1 F/ x
2)、3个VCP串口," U& w% D3 g* _9 n: w/ i
2 j. c. j6 h& L; U; y/ x4 B6 S/ |
在上面的代码基础上简单修改之后可以很容易的枚举出来3个串口
9 N: y8 H; S4 o  N% `2 \, K
4 r8 q4 @* p, m3 ` d79eea4b-4d3d-42d4-b2ed-3c461a007d97.png - q/ t0 `* `6 Y# s* i; L& H
测试代码如下:
4 u* y/ E4 a) n5 x; N
  1. while (1)/ ^* p1 w4 s. l0 r
  2.                 {
    8 l8 \0 F2 A! G2 m0 q
  3.             memcpy(TestBuff,"This message from VCP0\n",23);
    5 y  C# m# z; H0 _% K$ }" n
  4.                         USB2PC(TestBuff,23,CDC_IN_EP1);& y6 s3 p  E- @
  5.             HAL_Delay(1000);) k$ ~8 a; B4 X, N. q8 f3 I2 e
  6.             memcpy(TestBuff,"This message from VCP1\n",23);, D- x* T9 m+ t$ E" i5 d  k8 e% Y
  7.                         USB2PC(TestBuff,23,CDC_IN_EP3);
    5 n( z& a, |* |+ ]7 q4 `# c
  8.             HAL_Delay(1000);     ! F* [1 b0 W" q5 v2 j$ w# I8 C7 k9 j
  9.             memcpy(TestBuff,"This message from VCP2\n",23);
    ' _4 X2 G8 E3 S& v' M1 h, X
  10.                         USB2PC(TestBuff,23,CDC_IN_EP5);2 h* ]& x5 D5 U
  11.             HAL_Delay(1000);      
    / O( g) H) K- T2 L8 z0 k" F8 O
  12.                 }
复制代码
" y9 I# x$ D# v. b4 w- a4 X5 S
1 G$ f1 A! n3 M6 L. [9 r1 ^
USB收发数据测试如下
(点开查看大图)- L8 R6 I0 B! A( f4 m$ k, h
test6.gif ! _3 ]. z  S4 U0 c
; M5 T& j/ G; D$ d3 f
373b1865-5fcd-493b-9972-f02d2b90dd98.png
" ~" f' `& g  ]! E0 t1 s# C& F3 T9 t3 ?0 w; {3 v$ b
2 、驱动INF文件
' G  U7 V6 Z" y: {5 B8 i9 V  C  n8 e! X7 k
复合设备需要修改inf文件并手动加载驱动,此时要注意库文件中VID/PID和驱动里面的值一致。修改过的驱动可能会因为没有数字签名证书在某些系统上无法加载。如果是WIN10系统可以加载兼容驱动也可以正常通信。* I, @$ _, [' R
$ q  Q6 t: h3 u- R! W
测试代码:
+ n. N2 K9 u$ t
$ V* o* f, w! a6 c! |6 E8 i- e% h Two-VCP-HS.rar (1.19 MB, 下载次数: 1802)

点评

厉害,研究得比较深入  发表于 2018-1-11 14:31

评分

参与人数 5 ST金币 +73 收起 理由
零壹 + 1 赞一个!
kylongmu + 20 很给力!
g921002 + 10 很给力!
wofei1314 + 22 神马都是浮云
zero99 + 20

查看全部评分

4 收藏 51 评论133 发布时间:2017-9-28 22:30

举报

133个回答
wylew 回答时间:2018-2-6 09:25:22
你好,你写的教程基本都能理解,就是我想问一下,我研究的源码里,它没有分别对某一个端点进行初始化的函数,而是统一用一个函数来初始化:% r! ~  e" N9 U4 w2 z' v
endpoint_control_address = (UX_DCD_OTG_FS_DIEPCTL0 + (ed -> ux_dcd_otg_ed_index * UX_DCD_OTG_ENDPOINT_SPACE_SIZE));; r+ w- G, P  R
endpoint_size_address = (UX_DCD_OTG_FS_DIEPTSIZ0 + (ed -> ux_dcd_otg_ed_index * UX_DCD_OTG_ENDPOINT_SPACE_SIZE));; W2 d. _- c, W9 [
endpoint_dma_address = (UX_DCD_OTG_FS_DIEPDMA0 + (ed -> ux_dcd_otg_ed_index * UX_DCD_OTG_ENDPOINT_SPACE_SIZE));0 J- V) B, b! x* S: s% X; `
就像这样,在一个函数里就设置了端点0和非0端点的所有端点的IN设置,可根据ed -> ux_dcd_otg_ed_index来判断是哪一个端点,所以,相对来说,如果我添加了端点,就是不是不需要再添加我加的端点的初始化函数呢
深圳老刘 回答时间:2019-9-4 01:01:07
还是不行,感觉大神的代码有错
9 e2 Z4 F' X  F/ [& p& y      /* Prepare Out endpoint to receive next packet */
$ m0 d: k2 f2 v5 Y0 ^3 D      USBD_LL_PrepareReceive(pdev,
- y) s( d; B% A0 y8 Q7 s                             CDC_OUT_EP1,9 Q7 |" O" U7 I5 k
                             hcdc->RxBuffer,
2 S+ ?$ J  b6 V2 y6 q0 S) b# Z5 A                             CDC_DATA_HS_OUT_PACKET_SIZE);
; o1 y& H, U- f
  Z* r# X5 N+ I8 d3 Q2 |! ]这里怎么处理
creep 回答时间:2018-1-11 16:06:23
MaggiGunner 发表于 2018-1-11 15:35# V- U" J. O9 x: g* \) m
现在用CUBEMX生成单VCP发送没有问题。我看网上说VID和PID也很重要,我在您例程里看用的是0x03EB/0x6133, ...
" L5 q( |4 i5 ?1 O) y! X) B
1、 要保证STM32程序里面的用PID VID和驱动文件INF的PID VID保持一致,这里使用和官方的PID VID不一样是为了加载自己写的那个驱动,这样可以修改枚举出来的串口名称。* `5 V; x! Z3 o
2、没有数字证书的问题我也搞不定,这个目前没有办法,WIN7 32位可以强制安装驱动,但是64位或者win10好像只能禁用签名验证才能安装驱动。win10也可以使用系统自动加载的兼容驱动好像也能正常通信。
anny 回答时间:2017-9-29 08:55:31
多谢分享!!!
gujiamao 回答时间:2017-9-29 09:09:50
版主,能不能直观的给我讲下,为何可以虚拟成多个串口,我一直理解成只能虚拟成一个
creep 回答时间:2017-9-29 09:52:37
gujiamao 发表于 2017-9-29 09:09
0 Q: _, |% b6 k0 F% r; Y版主,能不能直观的给我讲下,为何可以虚拟成多个串口,我一直理解成只能虚拟成一个 ...

! j; s% |5 y. J5 ^1 z* o可以先了解下USB复合设备。
七哥 回答时间:2017-9-29 10:12:38
这个比较有用,以前没搞明白端点怎么加,枚举描述等跟我之前理解一致。
zero99 回答时间:2017-9-29 10:30:09
膜拜一下大佬  
gujiamao 回答时间:2017-9-29 11:12:51
creep 发表于 2017-9-29 09:529 m! Y0 M1 H. @
可以先了解下USB复合设备。

5 O0 B( d2 q3 L好的
gujiamao 回答时间:2017-9-29 11:13:41
creep 发表于 2017-9-29 09:52, G. X- |! K/ @
可以先了解下USB复合设备。
4 g. f* Y0 p% W+ ]2 b& m
好的 !!!
adlu 回答时间:2017-9-29 11:24:17
厉害!
斜阳 回答时间:2017-9-29 11:45:05
大神之作。mark备用
党国特派员 回答时间:2017-9-29 13:07:29
这个绝对要收藏...
wofei1314 回答时间:2017-10-10 22:55:38
膜拜~
5 ?6 w' q* c# M6 `! w# N' c, \8 L4 Y& J7 b2 s
谢谢大神分享!!
creep 回答时间:2017-10-11 08:50:29
wofei1314 发表于 2017-10-10 22:55
( S( o7 v; u4 i膜拜~
8 b1 i+ i0 y1 s+ R' g9 w2 \+ R
' W2 N1 i  r4 F& f( E+ |9 s9 H谢谢大神分享!!
! Q, p, b) o; [6 |$ v* H
感谢飞哥带路!
wofei1314 回答时间:2017-10-13 09:36:15
又看了一遍,好详细!!!
唯有奋斗 回答时间:2017-12-30 08:58:42
您好,请问一下STM32F4能虚拟出几个VCP呢?
关于意法半导体
我们是谁
投资者关系
意法半导体可持续发展举措
创新和工艺
招聘信息
联系我们
联系ST分支机构
寻找销售人员和分销渠道
社区
媒体中心
活动与培训
隐私策略
隐私策略
Cookies管理
行使您的权利
关注我们
st-img 微信公众号
st-img 手机版