前言
客户在 STM32F401RET6 中使用到了 USB 的虚拟串口功能。要求提供一个在 STM32Cube 中实现虚拟串口进行数据环回测试功能的范例程序。因为在我们目前所提供范例程序中，并没有适合客户需求的范例，所以我们在 STM32CubeMX 中创建一个范例程序给客户进行参考。
环境需求如下：
硬件环境:STM32F401C-Dicovery
电脑操作系统：window 7.x
集成开发环境：MDK、IAR
驱动：ST VCP Driver
STM32CubeMX：4.12.0
STM32CubeF4：1.10.0

STM32CubeMX 中配置流程
实现步骤如下：
首先，打开 STM32CubeMX 软件，选择 STM32F401C-Discovery 板子。



在 PinOut 列中选择 USB OTG FS 的 Device Only 选项



使能 USB 中间件的虚拟串口功能



直接生成代码，这里我们选择 MDK 的 IDE，工程名字叫 VCP_Test



在生成的工程代码中的 usbd_cdc_if.c 文件中添加如下几行代码：

1. #define APP_RX_DATA_SIZE 1024
   
2. #define APP_TX_DATA_SIZE 1024

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这个定义本来就有的，只是建议将定义的值修改为 1024，这样效果更好。这个值的默认值是 4，但是在实际的操作中发现，如果你上位机传输的数据大于 4，且并不是 4 的整数倍的时候，会出现丢数据或者数据不返回的问题。其根本原因是因为虚拟串口的数据是以数据流的方式发送出来的，接收数据不知道每次接收到的数据大小是多少，所以使用了循环队列，但是一旦你的循环队列很小，很容易出现溢出的问题。比如你设置这个值为 5，你发一个 123456 的数据给 MCU，那么 MCU 就会返回 123451这六个数据。最后的一个数据就是溢出了，所以只能被第一个数据所代替。

1. /* USER CODE BEGIN PRIVATE_MACRO */
   
2. USBD_CDC_LineCodingTypeDef LineCoding = {
   
3. 115200, /* baud rate */
   
4. 0x00, /* stop bits-1 */
   
5. 0x00, /* parity - none */
   
6. 0x08 /* nb. of bits 8 */
   
7. };
   
8. uint32_t UserTxBufPtrIn = 0;
   
9. uint32_t UserTxBufPtrOut = 0;
   
10. /* USER CODE END PRIVATE_MACRO */

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上边这部分代码是用来做串口参数设置的。下边的代码中会用到。
在 CDC_Control_FS 函数中的对应位置添加如下 code

1. case CDC_SET_LINE_CODING:
   
2. pbuf[0] = (uint8_t)(LineCoding.bitrate);
   
3. pbuf[1] = (uint8_t)(LineCoding.bitrate >> 8);
   
4. pbuf[2] = (uint8_t)(LineCoding.bitrate >> 16);
   
5. pbuf[3] = (uint8_t)(LineCoding.bitrate >> 24);
   
6. pbuf[4] = LineCoding.format;
   
7. pbuf[5] = LineCoding.paritytype;
   
8. pbuf[6] = LineCoding.datatype;
   
9. break;

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在 CDC_Receive_FS 函数中的对应位置添加如下代码

1. <blockquote>/* USER CODE BEGIN 6 */

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这是用来接收 USB 传输的数据，并缓存到 UserTxBufferFS 这个数组中。
在最后添加如下函数

1. /* USER CODE BEGIN PRIVATE_FUNCTIONS_IMPLEMENTATION */
   
2. //this function is check the application buffer whether has data
   
3. void Main_loop(void)
   
4. {
   
5. uint32_t buffsize;
   
6. 
   
7. if(UserTxBufPtrOut != UserTxBufPtrIn)
   
8. {
   
9. if(UserTxBufPtrOut > UserTxBufPtrIn) /* Rollback */
   
10. {
    
11. buffsize= UserTxBufPtrIn;
    
12. }
    
13. else
    
14. {
    
15. buffsize = UserTxBufPtrIn - UserTxBufPtrOut;
    
16. }
    
17. 
    
18. CDC_Transmit_FS((uint8_t*)(UserTxBufferFS+UserTxBufPtrOut),buffsize);
    
19. UserTxBufPtrOut += buffsize;
    
20. USBD_CDC_ReceivePacket(hUsbDevice_0);
    
21. }
    
22. }
    
23. /* USER CODE END PRIVATE_FUNCTIONS_IMPLEMENTATION */

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这个函数实现了一个简单的数据队列操作，一旦有数据收到，就将该数据发送到 PC 端，实现数据的环回功能。
在 main.c 的主循环中，调用 Main_loop 这个函数即可。

1. /* USER CODE BEGIN WHILE */
   
2. while (1)
   
3. {
   
4. Main_loop();
   
5. /* USER CODE END WHILE */

复制代码

最后修改一下堆栈的大小：
在 MDK 中修改堆栈：


IAR 中配置堆栈大小



编译后直接下载到 MCU 中即可以运行查看结果。
注意：硬件需要一根 Micro USB 线来连接板子的 USB 端口和 PC 机。
PC 端需要已经安装好 ST 提供 VCP 驱动程序。





问题总结：
STM32CubeMX 会使 STM32 全系列中的软件移植工作变得更方便。在一些以前看起来比较复杂的程序，在 Cube 中可以很简的完成。