USB虚拟串口实现多字节数据接收，基于stm32h743

一.USB虚拟串口原理简介

  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。
  这里我们移植HAL库的标准底层驱动文件，实现USB的底层配置。移植USB工程需要包含三个文件夹：
USB_DEVICE：USB设备选择，这里我们选择CDC类，用来实现虚拟串口
USB_CORE：内核文件，基本不需改动
USB_APP：用户层代码编写，由用户自己编写，实现功能
  由于USB协议规定，一次最多只能接收64字节数据，如果要传输的字节数是64整数倍，都要多传输一个0字节的数据包。而这里经过改写接收函数，可以实现任意长度数据的接收！！！非常方便。由于实现驱动的代码部分十分繁杂，就不一一列举，可参考正点原子的例程。正点原子的串口接收采用的是0x0a,0x0d判断的方式。这里我们仅对其接收函数进行改写，实现任意长度字节接收，且不需要结束字符判断。

二.接收函数实现源码

  这里要先对USB虚拟串口接收数据的流程做一个说明：在进行内核代码初始化后，USB会自动调用函数进行串口接收监测，一旦串口接收到数据就进入串口接收函数处理。调用的函数如下：

//CDC数据接收函数，供USB内核调用，用来接受数据
//Buf:接收数据缓冲区
//Len:接收到的数据长度
static int8_t CDC_Itf_Receive(uint8_t *Buf,uint32_t *Len)
{
    SCB_CleanDCache_by_Addr((uint32_t *)Buf,*Len);
    USBD_CDC_ReceivePacket(&USBD_Device);
    VCP_DataRx(Buf,*Len);
    return (USBD_OK);
}

CDC_Itf_Receive（）函数是供USB内核调用的，用来接收数据，其中又调用了VCP_DataRx(Buf,*Len)函数供用户层对接收到的数据进行处理。我们要改写的就是VCP_DataRx(Buf,*Len)函数。这里要注意的是之前提到由于USB协议规定，一次最多只能接收64字节数据，因此若接收到的字节数小于64，则该函数只被调用一次，若是大于64字节则需被多次调用，这里我们按照这个原则来对其进行改写：

u8 receive_times=0;                //定义调用该函数的次数
u32 VCP_DataRx_Len=0;              //定义USB_Usart接收数据长度
uint16_t VCP_DataRx (uint8_t* Buf, uint32_t Len)
{
	u32 i;
    for(i=0;i<Len;i++)
    {
        USB_USART_RX_BUF[64*receive_times+i]=Buf[i];  //将接受到的数据放置在接收缓存区，缓存区大小可由自己定义
    }
    receive_times++;                        //进入一次接收函数标记接收次数加一
    VCP_DataRx_Len=64*(receive_times-1)+Len;//计算出最终接受到的字节数
	return USBD_OK;
}

上述代码很简单，主要工作是对调用接收函数的次数进行计数，最终获得完整的接收数据以及实际接收到的字节数。

  在主函数中我们对接收数据做判断并显示出来:

extern u32 VCP_DataRx_Len;                       //外部声明USB_Usart接收数据长度
extern u8 receive_times;                         //外部声明进入接收中断次数
while(1)
{
    if(VCP_DataRx_Len)        //判断接收的字节数是否为0，也就是判断接收标志
	{					   
		usb_printf("您发送的消息长度为:%d\r\n\r\n",VCP_DataRx_Len);
        VCP_DataTx(USB_USART_RX_BUF,VCP_DataRx_Len);//调用USB串口发送函数将接收到的数据发送出去
		usb_printf("\r\n\r\n");//插入换行
		VCP_DataRx_Len=0;      //接收数据个数清零
        receive_times=0;       //进入接收中断次数清零
	}
}   	

三.小结

  USB虚拟串口功能很具有实用功能，在不需要进行电平转换的情况下直接通过USB与电脑实现串口通信。本文主要对USB串口接收数据做了处理，巧妙的解决了USB串口一次只能接受64字节的局限，算是自己开发过程中用到的小技巧，与大家分享，谢谢！