基于STM32F407的USB转串口功能实现

之前的文章中介绍过STM32的USB接口虚拟串口的功能。本篇文章在此基础上，以STM32F407为例，介绍USB转串口功能的实现。

要实现USB转串口的功能，需要将单片机真实串口（这里以USART1为例）的收发数据与USB口进行交互。用过USB虚拟串口的朋友可能知道，要实现该功能，还存在以下问题：

1. 电脑上设置的串口波特率不影响USB接口传输的速率。

2. 怎样获取电脑上串口助手设置的波特率，以设置USART1使其波特率与串口助手一致。

波特率设置

其实STM32CubeMX生成的程序中已经提供了相关的接口，只需要用户自己实现即可。打开usbd_cdc_if.c文件，CDC_Control_FS函数中，添加如下程序。

其中上面的注释是系统生成的，根据注释添加相应的红框中的程序。LineCoding是一个结构体：

USBD_CDC_LineCodingTypeDef LineCoding ={    115200, /* 波特率*/    0x00,   /* 停止位-1*/    0x00,   /* 校验 - none*/    0x08    /* 数据位 8*/};

USBD_CDC_LineCodingTypeDef的格式也是系统定义好的。

添加完成后，在电脑的串口助手上更改波特率时，系统会调用这段程序，重新配置USART1的波特率，使两者保持一致。

剩下的功能就是数据转发，即将USB接收的数据通过USART1发送出去，将USART1接收的数据发送到USB接口。

USB数据转发到USART1

同样是在usbd_cdc_if.c文件中，修改USB接收函数CDC_Receive_FS。将原来的程序屏蔽，添加串口发送的程序。

添加串口发送完成中断回调函数（前提是使能串口发送中断）：

void HAL_UART_TxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart){  USBD_CDC_ReceivePacket(&hUsbDeviceFS);}

USART1数据转发到USB

本例程是通过中断方式接收USART1数据，并通过接收超时时间来判断一帧数据接收完成。当然也可以通过其它方式实现转发，例程只是简单实现功能。

添加串口中断回调函数：

void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart){  UserTxBufPtrIn++;  if(UserTxBufPtrIn == APP_RX_DATA_SIZE)//防止溢出  {    UserTxBufPtrIn = 0;  }  UR_Tick = 0;//接收计时器清零  UR_Flag = 1;//正在接收  HAL_UART_Receive_IT(huart, (uint8_t *)(UserTxBufferFS + UserTxBufPtrIn), 1);}

判断一帧数据接收完成后，通过USB接口转发出去。

if(UR_Flag == 2){  UR_Flag = 0;  CDC_Transmit_FS(UserTxBufferFS, UserTxBufPtrIn);  UserTxBufPtrIn = 0;}

通过以上设置，即可实现类似CH340等USB转串口芯片的功能。但STM32的USB接口功能更强大，可以实现USB复合设备，比如同时虚拟多个串口。以后有时间再做研究和大家分享。

编辑：黄飞