RT-Thread Studio学习（十七）虚拟串口

一、简介
二、新建RT-Thread项目并使用外部时钟
三、启用USB设备功能
四、测试

一、简介

本文将基于STM32F407VET芯片介绍如何在RT-Thread Studio开发环境下实现USB虚拟串口。

硬件及开发环境如下：

OS WIN10
STM32F407VET6
STM32CubeMX v6.10.0
STM32Cube MCU Package for STM32F4 Series v1.28.0
RT-Thread Studio v2.2.7
RT-Thread Source Code v5.0.2
STM32F4 chip support packages v0.2.3

二、新建RT-Thread项目并使用外部时钟

打开RT-Thread Studio软件新建基于芯片的项目，并使用外部时钟系统，具体参见《RT-Thread Studio学习（一）新建工程》。

三、启用USB设备功能

打开USB设备驱动框架
在RT-Thread Setting 中借助图形化配置工具打开组件中的USB设备的驱动框架，设置设备类型为Enable to use device as CDC device，如下图所示：
定义USB相关的宏
在board.h文件中使能宏定义

#define BSP_USING_USBDEVICE

复制USB设备初始化函数
双击RT-Thread Studio工程中的cubemx.ioc文件，设置USB OTG

再重新生成STM32CubeMX代码，将.\cubemx\Src\usbd_conf.c中的函数HAL_PCD_MspInit复制到board.c的末尾。

void HAL_PCD_MspInit(PCD_HandleTypeDef* pcdHandle)
{GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};if(pcdHandle->Instance==USB_OTG_FS){/* USER CODE BEGIN USB_OTG_FS_MspInit 0 *//* USER CODE END USB_OTG_FS_MspInit 0 */__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();/**USB_OTG_FS GPIO ConfigurationPA11     ------> USB_OTG_FS_DMPA12     ------> USB_OTG_FS_DP*/GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_11|GPIO_PIN_12;GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH;GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF10_OTG_FS;HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);/* Peripheral clock enable */__HAL_RCC_USB_OTG_FS_CLK_ENABLE();/* Peripheral interrupt init */HAL_NVIC_SetPriority(OTG_FS_IRQn, 0, 0);HAL_NVIC_EnableIRQ(OTG_FS_IRQn);/* USER CODE BEGIN USB_OTG_FS_MspInit 1 *//* USER CODE END USB_OTG_FS_MspInit 1 */}
}

定义.\cubemx\Inc\stm32f4xx_hal_conf.h中的相关宏

#define HAL_PCD_MODULE_ENABLED

在.\drivers\drv_usbd.c中添加宏定义

#define EP_MPS_64                   0U

在这里插入图片描述

四、测试

修改main.c的代码，主要添加的代码如下：

/* 用于接收消息的信号量 */
static struct rt_semaphore rx_sem;
static rt_device_t serial;///* 接收数据回调函数 */
static rt_err_t uart_input(rt_device_t dev, rt_size_t size)
{/* 串口接收到数据后产生中断，调用此回调函数，然后发送接收信号量 */rt_sem_release(&rx_sem);return RT_EOK;
}static void serial_thread_entry(void *parameter)
{char ch;LOG_D("uart_rx_thread_entry runing..\n");while (1){/* 从串口读取一个字节的数据，没有读取到则等待接收信号量 */while (rt_device_read(serial, -1, &ch, 1) != 1){/* 阻塞等待接收信号量，等到信号量后再次读取数据 */rt_sem_take(&rx_sem, RT_WAITING_FOREVER);}rt_kprintf("%c",ch);/* 读取到的数据通过串口错位输出 */rt_device_write(serial, 0, &ch, 1);}
}static int serial_init()
{rt_err_t ret = RT_EOK;/* 查找设备 */serial = rt_device_find("vcom");if (serial  == RT_NULL){rt_kprintf("can't find vcom device!\n");return RT_ERROR;}ret = rt_device_init(serial);if (serial  == RT_NULL){rt_kprintf("can't initialize vcom device!\n");return RT_ERROR;}/* 打开设备，可读写，中断接收 */ret = rt_device_open(serial, RT_DEVICE_FLAG_RDWR | RT_DEVICE_FLAG_INT_RX);//初始化信号量rt_sem_init(&rx_sem, "rx_sem", 0, RT_IPC_FLAG_FIFO);// 设置接收回调函数rt_device_set_rx_indicate(serial, uart_input);rt_thread_t thread = rt_thread_create("serial", serial_thread_entry, RT_NULL, 1024, 25, 10);if (thread == RT_NULL){LOG_E("rt_thread_create failed...\n");}rt_thread_startup(thread);return RT_EOK;
}

在主函数main中，添加

char buf2[64];
for(int i=0; i<64; i++)buf2[i] = i;
rt_device_write(serial, 0, buf2, 64);
rt_thread_mdelay(1);

编译后下载，发现在串口调试助手中，能打开CDC串口并发送数据。发送数据不但能通过Bus Hound软件抓包到，而且STM32通过USART1调试口回传至PC，但调试助手的CDC串口却收不到任何数据。
在这里插入图片描述
原因在于STM32虚拟的串口为USB设备，PC端需主动“索取”才能获得rt_device_write发出的数据。
后面在PC端编写了python串口读取程序，才能接收到rt_device_write发出的数据，并且数据速率非常高，达到数百KBps。