MCU USB接口作为USB CDC串口输出的工作原理详解

引用：

https://microchip-mplab-harmony.github.io/usb_apps_device/apps/usb_uart_bridge_dual/readme.html

STM32 USB使用记录：使用CDC类虚拟串口（VCP）进行通讯_stm32 usb使用记录:使用cdc类虚拟串口(vcp)进行通讯-CSDN博客

前言：

如下内容是和Chatgpt的问答对话。询问了Chatgpt 关于 MCU微控制器内部的USB端口作为串口输出是怎么工作的，是否需要在上位机上安装串口驱动程序等，Chatgpt解答的很好。

正文：

STM32 使用USB作为串行设备端口，需要给上位机安装串口驱动么？

2025/4/10 16:14:03

在使用 STM32 作为 USB 串行设备端口（通常是通过 USB CDC – Communication Device Class）时，是否需要给上位机安装串口驱动取决于几个因素：

1. STM32 驱动类型

2. 操作系统情况

3. 特殊情况

4. 检查方法

1. 连接 STM32：将 STM32 开发板通过 USB 连接到计算机。
2. 检查识别情况：
3. 在 Windows 上，打开设备管理器，查看“端口 (COM 和 LPT)”下是否出现了新的 COM 端口。
4. 在 macOS/Linux 上，可以使用命令 ls /dev/tty* 查看新出现的设备（例如 /dev/ttyACM0 或 /dev/ttyUSB0）。

总结

对于大多数 STM32 使用 USB 作为串行设备端口的应用，操作系统通常能自动识别，并且不需要额外安装驱动程序。但具体情况可能因开发板和工作的环境而异。如果遇到问题，可以参考上述检查方法，必要时访问相关的官方文档或社区资源。

2025/4/10 16:14:15

USB CDC 是什么？

2025/4/10 16:14:30

USB CDC（Communication Device Class）是一种 USB 设备类，专门用于支持串行通信。它允许设备通过 USB 接口模拟传统的串行端口（如 RS-232），使得通过 USB 进行数据传输变得简单而高效。下面我们将详细介绍 USB CDC 的概念、功能、应用场景以及如何在微控制器中实现。

1. USB CDC 概述

定义

USB CDC 是一种 USB 设备类别，旨在提供串行通信接口，使各种设备能够通过 USB 连接与计算机或其他主机设备进行通信。它定义了一组标准化的协议和接口，使得开发者可以轻松地实现与计算机之间的数据交换。

特点

2. USB CDC 的工作原理

USB CDC 设备通常包括以下几个流程：

1. 连接和初始化：当 USB CDC 设备连接到主机时，主机会识别并相应地分配一个虚拟串口。
2. 数据传输：使用标准的串口命令（如 read 和 write）与主机进行数据交换。数据可以是字符流，也可以是二进制数据。
3. 状态管理：CDC 还提供了状态管理功能，例如指示设备是否正在发送或接收数据。

3. 应用场景

USB CDC 被广泛应用于许多不同领域，包括但不限于：

4. 如何在 MCU 中实现 USB CDC

开发环境

在 STM32、Arduino 等 MCU 中实现 USB CDC 通常需要特定的开发环境和库：

对于 STM32

1. 使用 STM32CubeMX：
2. 配置项目以启用 USB 设备模式，并选择 CDC 类。
3. 生成代码后，可以在 HAL 库的基础上实现数据传输。

c复制代码

#include "usbd_cdc_if.h" // 发送数据 void send_data(uint8_t *data, uint16_t length) { CDC_Transmit_FS(data, length); } // 接收数据 uint8_t USBD_CDC_DataOut(USBD_HandleTypeDef *pdev, USBD_CDC_HandleTypeDef *hcdc) { // 处理接收到的数据 return USBD_OK; }

对于 Arduino

对于支持 USB 的 Arduino（如 Arduino Leonardo 或 Micro），串口通信很简单：

cpp复制代码

void setup() { Serial.begin(9600); // 初始化串口 } void loop() { if (Serial.available()) { char c = Serial.read(); // 读取数据 Serial.print("Received: "); Serial.println(c); // 回显数据 } }

5. 总结

USB CDC 是一种非常实用的标准，允许设备通过 USB 进行串行通信，简化了开发过程并提高了兼容性。无论是在嵌入式系统、数据采集还是设备配置方面，USB CDC 都发挥着重要作用。如果您有更多关于 USB CDC 的问题或者想了解具体实现，请随时询问！

2025/4/10 16:15:23

为什么例如 CH340 串口芯片需要安装串口驱动？而STM32 USB CDC 不需要安装？

2025/4/10 16:15:36

CH340 串口芯片和 STM32 USB CDC 的驱动程序需求不同，主要是由于它们的工作原理和设备类别的不同。以下是详细说明：

1. CH340 串口芯片

工作原理

驱动程序需求

2. STM32 USB CDC

工作原理

驱动程序需求

总结

这种设计上的差异使得 STM32 USB CDC 设备在使用时更加便利，而 CH340 等外部串口芯片则需要额外的驱动支持。

作者：小狗爱吃黄桃罐头