STM32CubeMX实现STM32的USB虚拟串口功能

以前实现与上位机的 USB 通讯是通过 CH340 来做，速度慢，还要增加成本，其实 STM32 系列的芯片都自带了 USB2.0 的接口和全速 PHY，支持 12MBps，高速 480M 需要外接 PHY。而且 ST 也为我们提供好了从机驱动库，可以很方便的实现 USB 的功能。本篇文章不打算详细讲解 USB 的协议，只是介绍如何通过 STM32CubeMX 软件生成应用程序。

一、使用平台

• STM32CubeMX 5.3
• Keil MDK 5.27
• STM32H750 硬件平台

二、实现步骤

2.1 添加晶振

2.2 添加 USB，选择的是 FS 通道

2.3 添加中间件，选择 CDC 虚拟串口

2.4 添加调试接口 SWD

2.5 设置时钟，选择红线标识的通道

2.6 选择生成工程

这里需要注意，堆和栈要设大点，不然 Windows 的设备管理器会有感叹号。

2.7 选择好库的相关选项

2.8 在 Keil 中设置好编译器

建议选择最新的编译器，使用微库，单精度浮点。

2.9 虚拟串口收发功能设定

在 usbd_cdc_if.c 文件中增加一行，作用是将收到的数据回传回去，然后编译，下载。

2.10 接 USB 连入电脑，可以发现多了一个串口，记住串口编号

2.11 打开串口助手，波特率随便设，点击发送，即可在接收窗口中看到刚发送的数据了

以上即是 STM32 USB 虚拟串口功能通过 STM32CubeMX 的实现步骤，相对来说还是比较简单的。

三、几点注意

3.1 在生成工程时，堆和栈一定要设大点

STM32CubeMX 生成的工程，默认堆大小是 0x200，设备管理器黄色叹号，提示由于仅部分匹配或匹配不明确，因此无法迁移设备 。

将堆大小改为 0xf00，能够识别出虚拟串口，同样适用于大容量存储设备。

因为 USB 的数据是放在堆里的，如下：

其中 512/4*4 个字节，4 字节，16 字节=532(0x214)，实际取 214 也会报错，但是取 0x230 不会报错，因此，设置的 HEAP 大小需要比算出来的略大，因为其它的函数可能也用到 heap，留点余量。

3.2 USB 驱动文件

1. usb_device.c 里面仅包含一个 USB 设备函数初始化函数 MX_USB_DEVICE_Init(),在程序开始时调用。
2. usbd_cdc_if.c 为 USB 的 CDC 类应用层文件，里面包含虚拟串口的接收，发送和控制等函数。
3. usb_desc.c 包含 USB 的描述符，以及 USB 枚举处理等函数。
4. usb_conf.com 为 USB 管脚配置文件，包含引 USB 引脚初始化以及参数设置，中断回调函数等。

四、将虚拟串口用于打印输出

在文件 usbd_cdc_if.c 开头引用头文件“#include 《stdarg.h》”（改为单扩折号），末尾增加以下函数，即可实现虚拟串口打印功能。

/* USER CODE BEGIN PRIVATE_FUNCTIONS_IMPLEMENTATION */

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 */

具体用法：

usb_printf("Test int: i = %d", 100);
usb_printf("Test float: i = %f", 1.234);
usb_printf("Test hex: i = 0x%2x",100);

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