USB CDC虚拟串口复合设备

CDC包含一个控制接口和一个数据接口

1、控制接口

        必要的有CM功能描述符和接口绑定描述符(IAD/Union)

在我电脑上测试控制接口的中断端点也可以不需要，及控制接口端点数量可以为0

1.1、ACM功能描述符：

        在虚拟串口中，控制接口需要处理ACM 功能描述符。如下是一个ACM描述符，描述了虚拟串口的一些类特定请求，比如可以设置和获取的串口的波特率、停止位等等。

 参考：STM32 之 USB 虚拟串口_rannar的博客-CSDN博客_stm32 虚拟串口

bFunctionLength          : 0x04 (4 bytes)
bDescriptorType          : 0x24 (Interface)
bDescriptorSubType       : 0x02 (Abstract Control Management Functional Descriptor)
bmCapabilities           : 0x0FD7..4:                  : 0x00 (Reserved)D3   :                  : 0x01 (supports the notification Network_Connection)D2   :                  : 0x01 (supports the request Send_Break)D1   :                  : 0x01 (supports the request combination of Set_Line_Coding, Set_Control_Line_State, Get_Line_Coding, and the notification Serial_State)D0   :                  : 0x01 (supports the request combination of Set_Comm_Feature, Clear_Comm_Feature, and Get_Comm_Feature)
Data (HexDump)           : 04 24 02 0F                                       .$..

 1.2、IAD和Union描述符

IAD 与 Union 类似，Union 是旧版本下实现多个接口对应一个功能的功能描述符，而 IAD 是 USB 协会后来针对多个接口对应 一个功能的情况而扩展的，旧的主机可能只支持 Union 方式，但 IAD 并不会影响旧版本主机对设备的识别，因为旧版本主机 会通过 Union 来识别哪些接口是联合在一起的，对于 IAD 则跳过忽略；而新版主机则可以通过 IAD 来识别，跳过忽略老的 Union，因此两者可以完美兼容，互不影响。因而主机端可以精确地装载对应的驱动。

 两者功能相似，互不影响，分别针对新老协议。在我电脑上配置成多个CDC虚拟串口时，需要给定IAD才能正常出现多个串口(有Union并无区别)。

      bFirstInterface  第一个接口的序号，CDC的控制接口编号     
      bInterfaceCount 本CDC的接口数量，固定为2 （控制接口+数据接口）。数据接口必须紧跟控制接口。

        bMasterInterface        Communication class interface 控制接口的编号
        bSlaveInterface0        Data Class Interface  数据接口的编号  (对比IAD 可以接口可以不连续）

2、 数据接口

        简单的就包括一个接口描述符+两个断点描述符即可。

​//数据接口/*Data class interface descriptor*/0x09,                          /* bLength: Endpoint Descriptor size */USB_INTERFACE_DESCRIPTOR_TYPE, /* bDescriptorType: */0x01,                          /* bInterfaceNumber: Number of Interface */0x00,                          /* bAlternateSetting: Alternate setting */0x02,                          /* bNumEndpoints: Two endpoints used */0x0A,                          /* bInterfaceClass: CDC */0x00,                          /* bInterfaceSubClass: */0x00,                          /* bInterfaceProtocol: */0x00,                          /* iInterface: *//*Endpoint 1 Descriptor*/0x07,                         /* bLength: Endpoint Descriptor size */USB_ENDPOINT_DESCRIPTOR_TYPE, /* bDescriptorType: Endpoint */0x01,                         /* bEndpointAddress: (OUT1) */0x02,                         /* bmAttributes: Bulk */VIRTUAL_COM_PORT_DATA_SIZE,   /* wMaxPacketSize: */0x00,0x00, /* bInterval: ignore for Bulk transfer *//*Endpoint 1 Descriptor*/0x07,                         /* bLength: Endpoint Descriptor size */USB_ENDPOINT_DESCRIPTOR_TYPE, /* bDescriptorType: Endpoint */0x81,                         /* bEndpointAddress: (IN1) */0x02,                         /* bmAttributes: Bulk */VIRTUAL_COM_PORT_DATA_SIZE,   /* wMaxPacketSize: */0x00,0x00, /* bInterval */​

3、多虚拟串口

3.1、设备描述符说明

设备描述附中就描述了设备类型，但作为复合设备，显然一个设备描述符肯定是不可以的。

• bDeviceClass : 类型代码（由USB指定）。当它的值是0时，表示所有接口在配置描述符里，并且所有接口是独立的。当它的值是1到FEH时，表示不同的接口关联的。当它的值是FFH时，它是厂商自己定义的．

针对符合设备，bDeviceClass默认给0即可。

0x12,                       /*bLength */
USB_DEVICE_DESCRIPTOR_TYPE, /*bDescriptorType*/
0x00,                       /*bcdUSB */
0x02,
0x00, // 0x00, /*bDeviceClass*/
0x0,  // 0x00, /*bDeviceSubClass*/
0x0,  // 0x00, /*bDeviceProtocol*/
0x40, /*bMaxPacketSize40*/
0x77, /*idVendor ( )*/
0x86,
0x50, /*idProduct =  */
0x58,
0x00, /*bcdDevice rel. 2.00*/
0x02,
1,   /*Index of string descriptor describing manufacturer */
2,   /*Index of string descriptor describing  product*/
3,   /*Index of string descriptor describing the device serial number */
0x01 /*bNumConfigurations*/

3.2、配置描述符

知道了控制接口的功能后，就知道增加CDC设备需要修改的内容了，为了增加兼容性，IAD和Union描述符都加上吧。

uint8_t Custom_ConfigDescriptor[] = // {0x09,                              /* bLength: Configuration Descriptor size */USB_CONFIGURATION_DESCRIPTOR_TYPE, /* bDescriptorType: Configuration */0,                                 // sizeof(CustomHID_ConfigDescriptor), 动态设置/* wTotalLength: Bytes returned */0x00,4,    /* bNumInterfaces: 1 interface 总的接口数量*/0x01, /* bConfigurationValue: Configuration value */0x00, /* iConfiguration: Index of string descriptor describingthe configuration*/0xC0, /* bmAttributes: Self powered */0x32, /* MaxPower 100 mA: this current is used for detecting Vbus */#if 1         //虚拟串口 1//  IAD  Interface Association Descriptor　//IAD描述符需要添加0x08, // bLength: Interface Descriptor size0x0B, // bDescriptorType: IAD0x00, // bFirstInterface                      //第一个控制接口的序号 控制接口00x02, // bInterfaceCount                      //本IDA的接口数量 默认20x02, // bFunctionClass: CDC                  //表明该IAD是一个CDC设备0x02, // bFunctionSubClass                    //默认0x01, // bFunctionProtocol                    //控制协议等其他我也不懂，默认就行0x02, // iFunction/*Interface Descriptor 控制接口*/0x09,                          /* bLength: Interface Descriptor size */USB_INTERFACE_DESCRIPTOR_TYPE, /* bDescriptorType: Interface *//* Interface descriptor type */0x00, /* bInterfaceNumber: Number of Interface  */0x00, /* bAlternateSetting: Alternate setting */0x00, /* bNumEndpoints: One endpoints used */0x02, /* bInterfaceClass: Communication Interface Class */0x02, /* bInterfaceSubClass: Abstract Control Model */0x01, /* bInterfaceProtocol: Common AT commands */0x00, /* iInterface: *///    /*Header Functional Descriptor 非必须项*///    0x05,   /* bLength: Endpoint Descriptor size *///    0x24,   /* bDescriptorType: CS_INTERFACE *///    0x00,   /* bDescriptorSubtype: Header Func Desc *///    0x10,   /* bcdCDC: spec release number *///    0x01,//    /*Call Management Functional Descriptor*///    0x05,   /* bFunctionLength *///    0x24,   /* bDescriptorType: CS_INTERFACE *///    0x01,   /* bDescriptorSubtype: Call Management Func Desc *///    0x00,   /* bmCapabilities: D0+D1 *///    0x01,   /* bDataInterface: 1 *//*ACM Functional Descriptor 必须项*/0x04, /* bFunctionLength */0x24, /* bDescriptorType: CS_INTERFACE */0x02, /* bDescriptorSubtype: Abstract Control Management desc */0x0F, /* bmCapabilities  *//*Union Functional Descriptor 建议加上*/0x05, /* bFunctionLength */0x24, /* bDescriptorType: CS_INTERFACE */0x06, /* bDescriptorSubtype: Union func desc */0x00, /* bMasterInterface: Communication class interface 控制接口0*/0x01, /* bSlaveInterface0: Data Class Interface 数据接口1*///    /*Endpoint 2 Descriptor 非必须项目 当前接口端点数量设置为0*///    0x07,   /* bLength: Endpoint Descriptor size *///    USB_ENDPOINT_DESCRIPTOR_TYPE,   /* bDescriptorType: Endpoint *///    0x8A,   /* bEndpointAddress: (INx)  无效端口*///    0x03,   /* bmAttributes: Interrupt *///    8,      /* wMaxPacketSize: *///    0x00,//    0xFF,   /* bInterval: *//*Data class interface descriptor  数据接口*/0x09,                          /* bLength: Endpoint Descriptor size */USB_INTERFACE_DESCRIPTOR_TYPE, /* bDescriptorType: */0x01,                          /* bInterfaceNumber: Number of Interface */0x00,                          /* bAlternateSetting: Alternate setting */0x02,                          /* bNumEndpoints: Two endpoints used */0x0A,                          /* bInterfaceClass: CDC */0x00,                          /* bInterfaceSubClass: */0x00,                          /* bInterfaceProtocol: */0x00,                          /* iInterface: *//*Endpoint 3 Descriptor*/0x07,                         /* bLength: Endpoint Descriptor size */USB_ENDPOINT_DESCRIPTOR_TYPE, /* bDescriptorType: Endpoint */0x01,                         /* bEndpointAddress: (OUT1) */0x02,                         /* bmAttributes: Bulk */VIRTUAL_COM_PORT_DATA_SIZE,   /* wMaxPacketSize: */0x00,0x00, /* bInterval: ignore for Bulk transfer *//*Endpoint 1 Descriptor*/0x07,                         /* bLength: Endpoint Descriptor size */USB_ENDPOINT_DESCRIPTOR_TYPE, /* bDescriptorType: Endpoint */0x81,                         /* bEndpointAddress: (IN1) */0x02,                         /* bmAttributes: Bulk */VIRTUAL_COM_PORT_DATA_SIZE,   /* wMaxPacketSize: */0x00,0x00, /* bInterval */
#endif#if 1 虚拟串口 2/*---------------------------------------------------------------------------*/// IAD  Interface Association Descriptor0x08, // bLength: Interface Descriptor size0x0B, // bDescriptorType: IAD0x02, // bFirstInterface    控制接口20x02, // bInterfaceCount    默认20x02, // bFunctionClass: CDC0x02, // bFunctionSubClass0x01, // bFunctionProtocol0x02, // iFunction/*Interface Descriptor*/0x09,                          /* bLength: Interface Descriptor size */USB_INTERFACE_DESCRIPTOR_TYPE, /* bDescriptorType: Interface *//* Interface descriptor type */0x02, /* bInterfaceNumber: Number of Interface */0x00, /* bAlternateSetting: Alternate setting */0x00, /* bNumEndpoints: One endpoints used */0x02, /* bInterfaceClass: Communication Interface Class */0x02, /* bInterfaceSubClass: Abstract Control Model */0x01, /* bInterfaceProtocol: Common AT commands */0x00, /* iInterface: *///    /*Header Functional Descriptor*///    0x05,   /* bLength: Endpoint Descriptor size *///    0x24,   /* bDescriptorType: CS_INTERFACE *///    0x00,   /* bDescriptorSubtype: Header Func Desc *///    0x10,   /* bcdCDC: spec release number *///    0x01,//    /*Call Management Functional Descriptor*///    0x05,   /* bFunctionLength *///    0x24,   /* bDescriptorType: CS_INTERFACE *///    0x01,   /* bDescriptorSubtype: Call Management Func Desc *///    0x00,   /* bmCapabilities: D0+D1 *///    0x01,   /* bDataInterface: 1 *//*ACM Functional Descriptor*/0x04, /* bFunctionLength */0x24, /* bDescriptorType: CS_INTERFACE */0x02, /* bDescriptorSubtype: Abstract Control Management desc */0x0F, /* bmCapabilities *//*Union Functional Descriptor*/0x05, /* bFunctionLength */0x24, /* bDescriptorType: CS_INTERFACE */0x06, /* bDescriptorSubtype: Union func desc */0x02, /* bMasterInterface: Communication class interface 控制接口2*/0x03, /* bSlaveInterface0: Data Class Interface 数据接口3 *///    /*Endpoint 2 Descriptor*///    0x07,   /* bLength: Endpoint Descriptor size *///    USB_ENDPOINT_DESCRIPTOR_TYPE,   /* bDescriptorType: Endpoint *///    0x8B,   /* bEndpointAddress: (INx)  无效端口*///    0x03,   /* bmAttributes: Interrupt *///    8,      /* wMaxPacketSize: *///    0x00,//    0xFF,   /* bInterval: *///数据接口/*Data class interface descriptor*/0x09,                          /* bLength: Endpoint Descriptor size */USB_INTERFACE_DESCRIPTOR_TYPE, /* bDescriptorType: */0x03,                          /* bInterfaceNumber: Number of Interface */0x00,                          /* bAlternateSetting: Alternate setting */0x02,                          /* bNumEndpoints: Two endpoints used */0x0A,                          /* bInterfaceClass: CDC */0x00,                          /* bInterfaceSubClass: */0x00,                          /* bInterfaceProtocol: */0x00,                          /* iInterface: *//*Endpoint 3 Descriptor*/0x07,                         /* bLength: Endpoint Descriptor size */USB_ENDPOINT_DESCRIPTOR_TYPE, /* bDescriptorType: Endpoint */0x02,                         /* bEndpointAddress: (OUT1) */0x02,                         /* bmAttributes: Bulk */VIRTUAL_COM_PORT_DATA_SIZE,   /* wMaxPacketSize: */0x00,0x00, /* bInterval: ignore for Bulk transfer *//*Endpoint 1 Descriptor*/0x07,                         /* bLength: Endpoint Descriptor size */USB_ENDPOINT_DESCRIPTOR_TYPE, /* bDescriptorType: Endpoint */0x82,                         /* bEndpointAddress: (IN1) */0x02,                         /* bmAttributes: Bulk */VIRTUAL_COM_PORT_DATA_SIZE,   /* wMaxPacketSize: */0x00,0x00, /* bInterval */
#endif
};     /* CustomHID_ConfigDescriptor */

另外还需实现虚拟串口类特定请求

        case GET_LINE_CODING://虚拟串口专用 获取串口通讯参数CopyRoutine = Virtual_Com_Port_GetLineCoding;break;case SET_LINE_CODING://虚拟串口专用 设置串口通讯参数CopyRoutine = Virtual_Com_Port_SetLineCoding;Request = SET_LINE_CODING;break;

        case SET_COMM_FEATURE://虚拟串口专用 {return USB_SUCCESS;}case SET_CONTROL_LINE_STATE://虚拟串口专用{return USB_SUCCESS;}

然后设备就出现了

 当然，还可以更多。。。

所以就可以自己做一个USB转6路TTL，大数据量压力测试，就放在后面做吧。

STM32-CDC6路串口.zip-嵌入式文档类资源-CSDN下载枚举6路虚拟串口，端口打开关闭正常，未实现串口部分更多下载资源、学习资料请访问CSDN下载频道.https://download.csdn.net/download/ai5945fei/46935702

4、端口存储和占用问题

WIn10系统会记录每次分配给设备的端口，保证下一次设备接入还是同样的端口。这个功能在自助终端设备上很重要。

 但是也会过多的占用我们经常用的靠前的编号，只需要在注册表 

HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Control\COM Name Arbiter

把 ComDB 键删，系统会根据实际情况，重新生成这个键的。

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