STM32f103 HAL USB - UART桥接器

Posted 2023-02-19

【中文标题】STM32f103 HAL USB - UART桥接器

【英文标题】：STM32f103 HAL USB - UART bridge

【发布时间】：2021-02-16 06:33:28

【问题描述】：

我有一个 UART 可编程的第三方设备。

我需要创建一个带有功能密码的 USB - UART 桥接器（只有在输入正确密码后才能编程）

使用最新版本的 STM32CubeMX for Atollic TrueSTUDIO for STM32 9.3.0 生成代码 ... 我通过缓冲区在 USB 和 UART 之间传输数据（一个用于 usb-uart，另一个用于 uart-usb） 当我尝试传输几个字符时，一切正常，但是当我尝试传输大数据包时，由于 USB 速度远高于 UART，问题就开始了......

有两个问题：

1.如何告诉USB我需要停止传输数据并等待UART（缓冲区）忙碌

2.单片机端如何获取PC上设置的波特率（终端连接虚拟COM口时设置）

【问题讨论】：

你在用STM32 HAL驱动吗？

是... STM32Cube_FW_F1_V1.8.2

这是 RTOS 的完美任务

RTOS 是一个有效的选项。其他方法也是有效的，例如更多地依赖DMA。代码和 RAM 占用空间非常小的示例：github.com/manuelbl/usb-serial/firmware（用于 libopencm3，不适用于 STM32 HAL）。

【参考方案1】：

USB 提供流量控制。这就是你需要实现的。一般介绍可以在这里找到：

https://medium.com/@manuel.bl/usb-for-microcontrollers-part-4-handling-large-amounts-of-data-f577565c4c7d

基本上，USB-to-UART 方向的设置应该是：

表明代码已准备好接收 USB 数据包 接收 USB 数据包 表明您不再准备好接收 USB 数据包 通过 UART 传输数据 重新开始

第 0 步：初始设置

调用USBD_CDC_SetRxBuffer设置接收USB数据的缓冲区。除非您使用多个缓冲区来实现更高的吞吐量，否则在程序开始时进行一次调用就足够了。

第 1 步：准备接收数据

致电USBD_CDC_ReceivePacket。与名称所暗示的不同，此函数表明应用程序已准备好接收数据。它在实际接收到数据之前立即返回。

第 2 步：接收 USB 数据包

你不需要在这里做任何事情。它会自动发生。完成后，将调用CDC_Itf_Receive。

第 3 步：表明您不再准备好接收 USB 数据包

这里无事可做。每当接收到数据包时（并且未启用双缓冲），这都会自动发生。

第 4 步：通过 UART 传输数据

我猜你知道怎么做。是要以阻塞方式还是使用 DMA 由您决定。

由于涉及回调，所以不能将此代码放入主循环。如果使用阻塞 UART，则可以将所有代码放入 CDC_Itf_Receive。它将按 2、3、4、1 的顺序出现。此外，还需要初始化（0 和 1）。

在 UART 到 USB 的方向上，您需要在 UART 上实现流控制。 USB 流控制由主机管理。尽管 USB 比 UART 快得多，但流量控制是相关的，因为主机上的应用程序可以尽可能慢地处理数据。

关于问题 2：我不确定我是否理解...微控制器无法在主机上设置波特率。主机可以指定波特率（通过 USB 传输并应用于 UART），或者如果 UART 具有固定波特率，则可以忽略波特率（主机端设置的任何波特率都可以工作，因为它不适用于USB）。

【讨论】：

最困难和最有趣的部分是UART转USB，即字符设备转块设备。您不能只通过 USBchar 逐个字符发送，因为它会立即杀死 USB（尤其是 FS），有什么想法吗？

使用带有环形缓冲区的 DMA 从 UART 接收，并每隔 1 毫秒检查一次新数据。此外，每次向主机发送数据包时都要检查。如果需要可靠，则必须在 UART 上使用软件或硬件流控制。否则环形缓冲区会溢出，数据会丢失。

恐怕没那么容易

并非每个 msek 都可以使用 CDC 发送内容。 HAL 确实可以正确处理它。

@P__JsupportswomeninPoland 您可以轻松地每 1 毫秒发送一次。这是主机轮询设备的速率。这是完美的汇率。当然，您需要确保之前的数据包已经发送。 -- 我不明白您所说的“HAL 确实正确处理”是什么意思。