STM32F103C8T6（Blue Pill） 上移植 USB 虚拟串口（CDC）

方案 STM32CubeMX + HAL 库 + USB Device CDC 类

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一、硬件准备

项目	说明
MCU	STM32F103C8T6
USB	PA11（DM）、PA12（DP）
上拉电阻	DP 需 1.5kΩ 上拉到 3.3V（多数板子已集成）
晶振	8 MHz 外部晶振（必须）
Boot0	0（从 Flash 启动）

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二、CubeMX 关键配置

1、SYS

• Debug：Serial Wire
• Timebase Source：SysTick

2、RCC

• HSE：Crystal/Ceramic Resonator
• LSE：Disable

3、USB

• USB Device（FS）
• Class：Communication Device Class (CDC)

4、USB_DEVICE

• Class：CDC
• USBD_CDC_APP：Enabled

5、Clock Configuration

HSE = 8 MHz
PLL Source = HSE
PLL Mul = x9
SYSCLK = 72 MHz
USB Prescaler = PLLCLK / 1.5 = 48 MHz 

USB 时钟必须是 48 MHz，否则无法枚举

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三、生成代码后必须修改的地方

1、打开 USB 中断

CubeMX 有时不会自动打开 USB 中断：

/* USER CODE BEGIN 2 */
HAL_NVIC_SetPriority(USB_LP_CAN1_RX0_IRQn, 0, 0);
HAL_NVIC_EnableIRQ(USB_LP_CAN1_RX0_IRQn);
/* USER CODE END 2 */

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2、CDC 接收回调函数（核心）

在 usbd_cdc_if.c 中找到：

static int8_t CDC_Receive_FS(uint8_t* Buf, uint32_t *Len)
{
    /* USER CODE BEGIN 6 */
    extern void USB_CDC_RxHandler(uint8_t *buf, uint32_t len);
    USB_CDC_RxHandler(Buf, *Len);

    USBD_CDC_ReceivePacket(&hUsbDeviceFS);
    return (USBD_OK);
    /* USER CODE END 6 */
}

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3、自己封装一个接收处理函数

/* usb_cdc.c */
#include "usbd_cdc_if.h"

void USB_CDC_RxHandler(uint8_t *buf, uint32_t len)
{
    if (len == 0) return;

    // 示例：原样返回（回显）
    CDC_Transmit_FS(buf, len);
}

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4、发送函数封装

#include "usbd_cdc_if.h"

void USB_CDC_SendString(char *str)
{
    CDC_Transmit_FS((uint8_t*)str, strlen(str));
}

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四、main.c 初始化

int main(void)
{
    HAL_Init();
    SystemClock_Config();

    MX_GPIO_Init();
    MX_USB_DEVICE_Init();   // 初始化 USB CDC

    USB_CDC_SendString("STM32F103 USB CDC Ready!\r\n");

    while (1)
    {
        USB_CDC_SendString("Hello USB CDC\r\n");
        HAL_Delay(1000);
    }
}

参考代码 STM32F103C8T6 USB虚拟串口移植 www.youwenfan.com/contentcnu/69817.html

五、PC 端现象

项目	结果
设备管理	出现 COMx
波特率	任意（忽略）
串口工具	可正常收发
供电	USB 供电即可

不需要 USB 转 TTL

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六、常见问题与解决方法

1. 电脑识别不了设备

检查：

• 晶振是不是 8 MHz
• USB 时钟是不是 48 MHz
• PA11 / PA12 是否被复用

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2. 枚举失败 / 未知设备

解决：

• 换 USB 线（很多线只能充电）
• 加 22Ω 串阻（PA11/PA12）
• 缩短 USB 线

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3. 发送数据卡死

原因：CDC_Transmit_FS 未发送完成又调用
解决：

while (CDC_Transmit_FS(buf, len) != USBD_OK) {
    HAL_Delay(1);
}

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4. 接收数据不完整

原因：USB 包最大 64 字节
解决：自己拼包（环形缓冲）

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七、进阶

USB + printf 重定向

int _write(int fd, char *ptr, int len)
{
    CDC_Transmit_FS((uint8_t*)ptr, len);
    return len;
}

USB + 串口共存

• USB 用于调试
• USART1 用于模块通信

USB + 上位机协议

• 自定义帧头 + CRC
• 用于 Bootloader / 参数配置

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八、工程级建议

项目	建议
工程	CubeMX + HAL
调试	先保证 USB 枚举
协议	用长度 + 校验
速度	实测 800Kbps+