引用：

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

STM32 USB使用記錄：使用CDC類虛擬串口（VCP）進行通訊_stm32 usb使用記錄:使用cdc類虛擬串口(vcp)進行通訊-CSDN博客

前言：

如下內容是和Chatgpt的問答對話。詢問了Chatgpt 關于 MCU微控制器內部的USB端口作為串口輸出是怎么工作的，是否需要在上位機上安裝串口驅動程序等，Chatgpt解答的很好。

正文：

STM32 使用USB作為串行設備端口，需要給上位機安裝串口驅動么？

2025/4/10 16:14:03

在使用 STM32 作為 USB 串行設備端口（通常是通過 USB CDC - Communication Device Class）時，是否需要給上位機安裝串口驅動取決于幾個因素：

1. STM32 驅動類型

• USB CDC：如果您使用的是標準的 USB CDC 類協議，許多操作系統（如 Windows、macOS 和大多數 Linux 發行版）都自帶支持此類設備的驅動程序。因此，在這種情況下，通常不需要為 STM32 安裝額外的驅動程序。連接后，操作系統會將其識別為一塊虛擬串口。

2. 操作系統情況

• Windows：

  • 大多數情況下，Windows 會自動識別 USB CDC 設備并分配一個 COM 端口，無需額外驅動程序。
  • 有些開發板（如 STMicroelectronics 的 Nucleo 或 Discovery 系列）可能需要安裝 ST 的 VCP (Virtual COM Port) 驅動程序，以便正確識別 USB 接口。這可以從 ST 官方網站下載。

• macOS：

  • macOS 原生支持 CDC，因此一般無需安裝任何驅動程序。

• Linux：

  • Linux 內核自帶了對 USB CDC 的支持，因此通常也不需要額外的驅動程序。

3. 特殊情況

• 使用特定芯片或功能：如果您的 STM32 開發板使用了某種特殊的 USB 控制器或需要實現獨特的功能（例如 USB HID），那么您可能需要針對該控制器的驅動程序。

4. 檢查方法

1. 連接 STM32：將 STM32 開發板通過 USB 連接到計算機。
2. 檢查識別情況：
   • 在 Windows 上，打開設備管理器，查看“端口 (COM 和 LPT)”下是否出現了新的 COM 端口。
   • 在 macOS/Linux 上，可以使用命令?ls /dev/tty*?查看新出現的設備（例如?/dev/ttyACM0?或?/dev/ttyUSB0）。

總結

對于大多數 STM32 使用 USB 作為串行設備端口的應用，操作系統通常能自動識別，并且不需要額外安裝驅動程序。但具體情況可能因開發板和工作的環境而異。如果遇到問題，可以參考上述檢查方法，必要時訪問相關的官方文檔或社區資源。

2025/4/10 16:14:15

USB CDC 是什么？

2025/4/10 16:14:30

USB CDC（Communication Device Class）是一種 USB 設備類，專門用于支持串行通信。它允許設備通過 USB 接口模擬傳統的串行端口（如 RS-232），使得通過 USB 進行數據傳輸變得簡單而高效。下面我們將詳細介紹 USB CDC 的概念、功能、應用場景以及如何在微控制器中實現。

1. USB CDC 概述

定義

USB CDC 是一種 USB 設備類別，旨在提供串行通信接口，使各種設備能夠通過 USB 連接與計算機或其他主機設備進行通信。它定義了一組標準化的協議和接口，使得開發者可以輕松地實現與計算機之間的數據交換。

特點

• 虛擬串口：USB CDC 使 USB 設備在操作系統中被識別為一個虛擬串口（COM 端口），從而可以使用傳統的串行通信軟件（如終端或串口監視器）進行交互。
• 兼容性：大多數現代操作系統（Windows、macOS、Linux）都內置了對 USB CDC 的支持，無需安裝額外驅動程序。
• 多種配置：USB CDC 可用于多種用途，包括調制解調器、網絡適配器、數據采集設備等。

2. USB CDC 的工作原理

USB CDC 設備通常包括以下幾個流程：

1. 連接和初始化：當 USB CDC 設備連接到主機時，主機會識別并相應地分配一個虛擬串口。
2. 數據傳輸：使用標準的串口命令（如?read?和?write）與主機進行數據交換。數據可以是字符流，也可以是二進制數據。
3. 狀態管理：CDC 還提供了狀態管理功能，例如指示設備是否正在發送或接收數據。

3. 應用場景

USB CDC 被廣泛應用于許多不同領域，包括但不限于：

• 嵌入式系統：微控制器（如 STM32、Arduino 等）可以通過 USB CDC 與計算機進行串行通信，便于調試和數據傳輸。
• 設備配置：一些設備利用 USB CDC 來接受配置命令或更新固件。
• 數據采集：傳感器和儀器可以通過 USB CDC 將采集的數據實時傳送到計算機。

4. 如何在 MCU 中實現 USB CDC

開發環境

在 STM32、Arduino 等 MCU 中實現 USB CDC 通常需要特定的開發環境和庫：

對于 STM32

1. 使用 STM32CubeMX：
   • 配置項目以啟用 USB 設備模式，并選擇 CDC 類。
   • 生成代碼后，可以在 HAL 庫的基礎上實現數據傳輸。

c復制代碼

#include "usbd_cdc_if.h" // 發送數據 void send_data(uint8_t *data, uint16_t length) { CDC_Transmit_FS(data, length); } // 接收數據 uint8_t USBD_CDC_DataOut(USBD_HandleTypeDef *pdev, USBD_CDC_HandleTypeDef *hcdc) { // 處理接收到的數據 return USBD_OK; }

對于 Arduino

對于支持 USB 的 Arduino（如 Arduino Leonardo 或 Micro），串口通信很簡單：

cpp復制代碼

void setup() { Serial.begin(9600); // 初始化串口 } void loop() { if (Serial.available()) { char c = Serial.read(); // 讀取數據 Serial.print("Received: "); Serial.println(c); // 回顯數據 } }

5. 總結

USB CDC 是一種非常實用的標準，允許設備通過 USB 進行串行通信，簡化了開發過程并提高了兼容性。無論是在嵌入式系統、數據采集還是設備配置方面，USB CDC 都發揮著重要作用。如果您有更多關于 USB CDC 的問題或者想了解具體實現，請隨時詢問！

2025/4/10 16:15:23

為什么例如 CH340 串口芯片需要安裝串口驅動？而STM32 USB CDC 不需要安裝？

2025/4/10 16:15:36

CH340 串口芯片和 STM32 USB CDC 的驅動程序需求不同，主要是由于它們的工作原理和設備類別的不同。以下是詳細說明：

1. CH340 串口芯片

工作原理

• USB 轉串口：CH340 是一種 USB 轉串口接口芯片，通常用于將 USB 信號轉換為 RS-232 或 TTL 串行信號。它的主要功能是作為橋接器，將 USB 信號與傳統的串口（UART）設備連接起來。
• 虛擬串口：當您將基于 CH340 的設備連接到計算機時，操作系統識別該設備并將其作為一個虛擬串口（COM 端口）來使用。

驅動程序需求

• 專有協議：由于 CH340 使用了特定的硬件和內部邏輯，它需要相應的驅動程序來告訴操作系統如何與這個芯片進行通信。這個驅動程序負責:

  • 識別 CH340 設備，并將其映射為虛擬串口。
  • 管理 USB 數據傳輸和串口通信。

• 平臺相關性：不同操作系統（Windows、macOS、Linux）可能需要不同的驅動程序，因此為了確保兼容性，用戶需要手動安裝相應的驅動程序。

2. STM32 USB CDC

工作原理

• 內置 USB 功能：許多 STM32 微控制器具有內置的 USB 控制器，支持 USB CDC 類。這使得 STM32 能夠直接實現 USB 通信，而不需要外部 USB 轉串口芯片。
• 標準化協議：USB CDC 是一個標準協議，允許設備通過 USB 接口模擬串口。STM32 在作為 USB 設備時，直接與主機進行通信，而無需額外的轉換步驟。

驅動程序需求

• 操作系統原生支持：大多數現代操作系統（如 Windows、macOS 和 Linux）都原生支持 USB CDC 協議，能夠直接使用內置的驅動程序處理這些設備。因此，STM32 USB CDC 設備可以自動被識別為虛擬串口，不需要用戶安裝額外的驅動程序。

• 兼容性：因為 USB CDC 被廣泛采用，操作系統開發者會在內核中實現對其的支持，使得連接到計算機的 STM32 設備能夠直接使用，無需額外配置。

總結

• CH340?作為 USB 轉串口橋，依賴于特定的硬件協議，需要驅動程序來處理與操作系統的通信。
• STM32 USB CDC?利用內置的 USB 控制器和標準化的 CDC 協議，操作系統通常能夠直接識別，因而無需安裝額外的驅動。

這種設計上的差異使得 STM32 USB CDC 設備在使用時更加便利，而 CH340 等外部串口芯片則需要額外的驅動支持。