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本章，我们将向大家介绍如何利用USB在开发板实现一个USB虚拟串口，通过USB与电脑数据数据交互。 本章分为如下几个小节： 58.1 USB虚拟串口简介 58.2 硬件设计 58.3 程序设计 58.4 下载验证

USB虚拟串口，简称VCP，是Virtual COM Port的简写，它是利用USB的CDC类来实现的一种通信接口。 我们可以利用STM32自带的USB功能，来实现一个USB虚拟串口，从而通过USB，实现电脑与STM32的数据互传。上位机无需编写专门的USB程序，只需要一个串口调试助手即可调试，非常实用。 同上一章一样，我们直接移植官方的USB VCP例程，官方例程路径：：8，STM32参考资料1，STM32CubeH7固件包 STM32Cube_FW_H7_V1.6.0ProjectsSTM32H743I-EVALApplicationsUSB_DeviceCDC_Standalone，该例程采用USB CDC类来实现，利用STM32的USB接口，实现一个USB转串口的功能。

图58.3.1.1 USB虚拟串口(Slave)实验程序流程图 58.3.2 程序解析 这里我们只讲解核心代码，详细的源码请大家参考光盘本实验对应源码。 本实验，在上一个实验的基础上，把不需要的文件从工程中移除，并对照官方VCP例子，将相关文件拷贝到USB文件夹下。然后，添加USB相关代码到工程中，最终得到如图58.3.2.1所示的工程：

图58.3.2.1 USB虚拟串口工程分组 注意：因为USB驱动库需要用到内存管理，因此我们保留了相关代码（malloc.c）。

USB_USART_REC_LEN宏定义是用于定义USB串口接收缓冲区最大字节数，这里设置为200。CDC_POLLING_INTERVAL宏定义是用于定义USB发送数据轮询周期，作为delay_ms函数的参数，最大65ms，最小1ms，这里设置为最小值即可。 下面重点介绍usbd_cdc_interface.c文件，首先是一些结构体变量、数组和变量的定义，具体如下：

首先是定义一个USBD_CDC_LineCodingTypeDef结构体类型的变量LineCoding，并赋值。波特率为115200，停止位和校验位都为0，数据位,默认8位。 g_usb_usart_printf_buffer是发送缓冲区，大小由USB_USART_REC_LEN宏来定义，数组是uint8_t类型，所以数字大小为200字节。 g_usb_rx_buffer则是USB接收的数据缓冲区，用于USBD_CDC_SetRxBuffer函数，大小也是200字节。 g_usb_usart_rx_buffer是用做类似串口1接收数据的方法，来处理USB虚拟串口接收到的数据，在cdc_vcp_data_rx函数中被调用，大小也是200字节。 g_usb_usart_rx_sta变量用于表示接收状态，位15表示接收完成标志，位14表示接收到0x0d，位13~位0表示接收到的有效字节数目。 最后定义一个USBD_CDC_ItfTypeDef结构体类型的变量USBD_CDC_fops，供USB内核调用，并把四个函数的首地址赋值给其成员。下面会介绍到这几个函数，以及一些其它的函数。 首先是初始化CDC函数，其定义如下：

CDC_Itf_Init用于初始化VCP，在初始化的时候由USB内核调用，这里我们调用函数：USBD_CDC_SetRxBuffer，设置USB接收数据缓冲区。USB虚拟串口收到的数据，会先缓存在这个buf里面。 下面介绍的是复位CDC函数，其定义如下：

CDC_Itf_DeInit用于复位VCP，我们用不到，所以直接返回USBD_OK即可。 下面介绍的是控制CDC的设置函数，其定义如下：

下面介绍的是CDC数据接收函数和处理从USB虚拟串口接收到的数据函数，它们的定义如下：

下面介绍的是通过USB发送数据函数，其定义如下：

下面介绍的是通过USB格式化输出函数，其定义如下：

usb_printf用于实现和普通串口一样的printf操作，该函数将数据格式化输出到USB VCP，功能完全同printf，方便大家使用。 USB VCP相关代码，就给大家介绍到这里，详细的介绍，请大家参考：UM1734(STM32Cube USB device library).pdf这个文档。 2. main.c代码 下面是main.c的程序，具体如下：

此部分代码比较简单，首先定义了USBD_Device结构体，然后通过USBD_Init等函数初始化USB，不过本章实现的是USB虚拟串口的功能。然后在死循环里面轮询USB状态并检查是否接收到数据，如果接收到了数据，则通过VCP_DataTx将数据通过VCP原原本本的返回给电脑端串口调试助手。 58.4 下载验证 本例程的测试，需要在电脑上先安装ST提供的USB虚拟串口驱动软件，该软件（V1.5.0版）下载地址：http://www.openedv.com/thread-284178-1-1.html，下载完以后，根据自己电脑的系统，选择合适的驱动安装即可。 将程序下载到开发板后（注意：USB数据线，要插在USB_SLAVE口！而不是USB_UART端口！），我们打开设备管理器（我用的是WIN10），在端口（COM和LPT）里面可以发现多出了一个COM15的设备，这就是USB虚拟的串口设备端口，如图58.4.1所示：

图58.4.1 通过设备管理器查看USB虚拟的串口设备端口 如图58.4.1，STM32通过USB虚拟的串口，被电脑识别了，端口号为：COM15（可变），字符串名字为：STMicroelectronics Virtual COM Port（COM15）。此时，开发板的LDE1常亮，同时，LED0在闪烁，提示程序运行。开发板的LCD显示USB Connected，如图58.4.2所示：

图58.4.2 USB虚拟串口连接成功 然后我们打开XCOM，选择COM15（需根据自己的电脑识别到的串口号选择），并打开串口（注意：波特率可以随意设置），就可以进行测试了，如图58.4.3所示：

图58.4.3 STM32虚拟串口通信测试 可以看到，我们的串口调试助手，收到了来自STM32开发板的数据，同时，按发送按钮（串口助手必须勾选：发送新行），也可以收到电脑发送给STM32的数据（原样返回），说明我们的实验是成功的。实验现象同第十七章完全一样。 至此，USB虚拟串口实验就完成了，通过本实验，我们就可以利用STM32的USB，直接和电脑进行数据互传了，具有广泛的应用前景。