USB驱动之CDC类的介绍与应用20160905

USB的协议其实是很复杂的，如果要深入学习估计要一两年才能熟悉透。本文主要是讲如何使用官方已经写好的库进行二次开发，以达到我们自己使用的目的。我们知道USB可以用来接U盘，声卡，读卡器，鼠标键盘等等，这里主要是讲USB接口用来当虚拟串口使用，这个VCP（虚拟串口）是通过USB的CDC（通信设备类）类来实现的，本文是基于CPU是STM32F4的USB来讲解的：

1.安装和使用STM32 CubeMx软件：

该软件是STM官方提供的图形化配置底层驱动的软件，可生成工程与代码，可去官方下载安装：

1)安装后如下界面：

2)接下来再点击菜单栏中的help选择安装库：

我们使用的是F4的底层库，该库为HAL库，不再是以前STM32的标准库，大约到2014年左右，ST在标准库的基础上又推出了HAL库。实际上，HAL库和标准库本质上是一样的，都是提供底层硬件操作API，而且在使用上也是大同小异。有过标准库基础的同学对HAL库的使用也很容易入手。个人认为ST官方之所以这几年大力推广HAL库，是因为HAL的结构更加容易整合STM32Cube，而STM32CubeMX是ST这几年极力推荐的程序生成开发工具。所以这两年新出的STM32芯片，ST直接只提供HAL库。在新型的STM32芯片中，用HAL库逐步淘汰标准库。

3)选择自己的mcu型号，选择好后双击打开：

4）配置RCC，USB等：

5)配置时钟树，根据自己硬件情况：

6）点击工具栏的生成代码工具，注意填写的堆栈空间要大一点，防止空间不够的意外：

点击OK后生成工程代码，可以下载测试验证，接下我们来分析生成的代码，并修改成自己想要的：

2.分析与修改代码：

1）生成的代码我们首先来看，初始化USB功能的

点击其中的Init

这里是关键，主要的功能是把CDC类的功能和我们用户要调用的_fops_FS函数都注册到USB的设备类里，这样在USB内核运行的时候就会调动我们注册进去的函数，点击USBD_Interface_fops_FS进去，这里面的函数指针 指向的函数就是我们需要使用和修改的了

函数在如下文件中：

2）我们修改这个文件：

首先在里面定义个串口属性的结构体：

USBD_CDC_LineCodingTypeDef linecoding =

{

USB_VIRTUAL_COM_BAUDRATE, /* baud rate*/

0x00,   /* stop bits-1*/

0x00,   /* parity - none*/

0x08    /* nb. of bits 8*/

};

然后修改CDC_Control_FS函数：

{

/* USER CODE BEGIN 5 */

switch (cmd)

{

case CDC_SEND_ENCAPSULATED_COMMAND:

break;

case CDC_GET_ENCAPSULATED_RESPONSE:

break;

case CDC_SET_COMM_FEATURE:

break;

case CDC_GET_COMM_FEATURE:

break;

case CDC_CLEAR_COMM_FEATURE:

break;

/*******************************************************************************/

/* Line Coding Structure                                                       */

/*-----------------------------------------------------------------------------*/

/* Offset | Field       | Size | Value  | Description                          */

/* 0      | dwDTERate   |   4  | Number |Data terminal rate, in bits per second*/

/* 4      | bCharFormat |   1  | Number | Stop bits                            */

/*                                        0 - 1 Stop bit                       */

/*                                        1 - 1.5 Stop bits                    */

/*                                        2 - 2 Stop bits                      */

/* 5      | bParityType |  1   | Number | Parity                               */

/*                                        0 - None                             */

/*                                        1 - Odd                              */

/*                                        2 - Even                             */

/*                                        3 - Mark                             */

/*                                        4 - Space                            */

/* 6      | bDataBits  |   1   | Number Data bits (5, 6, 7, 8 or 16).          */

/*******************************************************************************/

case CDC_SET_LINE_CODING:

linecoding.bitrate    = (uint32_t)(pbuf[0] | (pbuf[1] << 8) |\

(pbuf[2] << 16) | (pbuf[3] << 24));

linecoding.format     = pbuf[4];

linecoding.paritytype = pbuf[5];

linecoding.datatype   = pbuf[6];

/* Add your code here */

break;

case CDC_GET_LINE_CODING:

pbuf[0] = (uint8_t)(linecoding.bitrate);

pbuf[1] = (uint8_t)(linecoding.bitrate >> 8);

pbuf[2] = (uint8_t)(linecoding.bitrate >> 16);

pbuf[3] = (uint8_t)(linecoding.bitrate >> 24);

pbuf[4] = linecoding.format;

pbuf[5] = linecoding.paritytype;

pbuf[6] = linecoding.datatype;

/* Add your code here */

break;

case CDC_SET_CONTROL_LINE_STATE:

break;

case CDC_SEND_BREAK:

break;

default:

break;

}

return (USBD_OK);

/* USER CODE END 5 */

}

3）基本配置完毕，接下来就是发送和接收的，发送主要调用CDC_Transmit_FS函数：

示例：

很简单吧，由于我们的USB是从端，PC是主端，这里发送最后是写入到一个BUF里，PC会主动过来查询并读取.

继续看接收，接收的我们在CDC_Receive_FS函数加入自己的代码即可

示例：

到此，我们就完成了USB的配置，发送，接收等，最后看下效果：

PC装上stm的官方USB VCP驱动，然后连上电脑：

通信结果OK：