USB复合设备CDC两个COM同时使用出现问题

Question

使用STM32G431创建USB转TTL和USB转CAN功能的模块，使用了USBCDC类的复合，生成两个COM口，当CAN和串口同时使用时，不打开串口的COM口仅打开CAN的COM口有时主机接收不到上位机的消息，这是什么原因？

这是串口向主机的发送函数
uint8_t CDC_Transmit_FS(uint8_t* Buf, uint16_t Len)
{
  uint8_t result = USBD_OK;
  /* USER CODE BEGIN 7 */
    HAL_UART_Transmit_DMA(&huart2,Buf,Len);
    system_irq_disable();

    // Process transmit buffer
    USBD_CDC_HandleTypeDef *hcdc = (USBD_CDC_HandleTypeDef*)hUsbDeviceFS.pClassData;

    if (hcdc->TxState != 0){
        return USBD_BUSY;
    }
    USBD_CDC_SetTxBuffer(&hUsbDeviceFS, Buf, Len);
    USBD_CDC_TransmitPacket(&hUsbDeviceFS, CDC2_IN_EP);

    system_irq_enable();
  /* USER CODE END 7 */
  return USBD_OK;
}

这是CAN的发送函数
    // Process transmit buffer
    USBD_CDC_HandleTypeDef *hcdc = (USBD_CDC_HandleTypeDef*)hUsbDeviceFS.pClassData;
    if(hcdc->TxState == 0)
    {
        uint16_t linbuf_ctr = 0;
        while(txbuf.tail != txbuf.head)
        {
            tx_linbuf[linbuf_ctr++] = txbuf.data[txbuf.tail];
            txbuf.tail = (txbuf.tail + 1UL) % USBTXQUEUE_LEN;

            // Take up to the number of bytes to fill the linbuf
            if(linbuf_ctr >= TX_LINBUF_SIZE)
                break;
        }

        if(linbuf_ctr > 0)
        {
            // Set transmit buffer and start TX
            USBD_CDC_SetTxBuffer(&hUsbDeviceFS, tx_linbuf, linbuf_ctr);
            USBD_CDC_TransmitPacket(&hUsbDeviceFS, CDC_IN_EP);
        }
    }

``````

Answer 1

让阿豪来帮你解答，本回答参考chatgpt3.5编写提供，如果还有疑问可以评论或留言

问题描述： 在使用STM32G431创建USB转TTL和USB转CAN功能的模块时，使用了USBCDC类的复合，生成两个COM口。当CAN和串口同时使用时，只打开CAN的COM口时，主机有时会接收不到上位机的消息，造成这种情况的原因是什么？ 回答： 可能是因为串口和CAN同时使用导致数据冲突，串口数据和CAN数据发生了竞争，从而导致主机无法正确接收到上位机的消息。此时建议在串口数据和CAN数据发送时进行数据缓存，分别处理，避免数据竞争引起的问题。 优化建议： 1.在串口数据发送函数中加入数据缓存。可以使用队列进行缓存，并在DMA传输完成后将数据取出。例如：

typedef struct {
  uint8_t data[SERIAL_TX_BUFFER_SIZE]; //缓存数组
  uint32_t head; //队列头
  uint32_t tail; //队列尾
} serial_tx_buffer_t;
static serial_tx_buffer_t txbuf; //全局变量，用于存放队列
/*将数据写入到缓存中*/
void serial_write_buf(const uint8_t *data, uint32_t len) {
  uint32_t i = 0;
  for (i = 0; i < len; i++) {
    uint32_t next_tail = (txbuf.tail + 1UL) % SERIAL_TX_BUFFER_SIZE;
    if (next_tail == txbuf.head) { //队列已满
      return;
    }
    txbuf.data[txbuf.tail] = data[i];
    txbuf.tail = next_tail;
  }
}
/*将缓存中的数据发送出去*/
void serial_send_buf(void) {
  if (!huart2.gState) { // UART空闲
    uint32_t size = 0;
    if (txbuf.tail >= txbuf.head) {
      size = txbuf.tail - txbuf.head;
    } else {
      size = SERIAL_TX_BUFFER_SIZE - txbuf.head + txbuf.tail;
    }
    if (size) {
      HAL_UART_Transmit_DMA(&huart2, &txbuf.data[txbuf.head], size);
      txbuf.head = txbuf.tail;
    }
  }
}

2.在CAN数据发送函数中加入数据缓存。同样可以使用队列进行缓存，并在USB中断中将数据取出发送。例如：

#define USBTXQUEUE_LEN 1024
#define TX_LINBUF_SIZE 256
typedef struct _usbtxqueue_t {
  uint8_t data[USBTXQUEUE_LEN];
  volatile uint16_t head;
  volatile uint16_t tail;
} usbtxqueue_t;
static usbtxqueue_t txbuf; //全局变量，用于存放队列
uint8_t tx_linbuf[TX_LINBUF_SIZE];
/*将数据写入到缓存队列中*/
void usb_write_buf(const uint8_t *data, uint16_t len) {
  uint16_t next_tail;
  for (int i = 0; i < len; i++) {
    next_tail = (txbuf.tail + 1UL) % USBTXQUEUE_LEN;
    if (next_tail == txbuf.head) { //队列已满
      return;
    }
    txbuf.data[txbuf.tail] = data[i];
    txbuf.tail = next_tail;
  }
}
/*在USB中断中将缓存中的数据发送出去*/
void usb_cdc_if_tx(uint8_t epnum) {
  if ((epnum == CDC_IN_EP) && (txbuf.tail != txbuf.head)) {
    uint16_t linbuf_ctr = 0;
    while (txbuf.tail != txbuf.head) {
      tx_linbuf[linbuf_ctr++] = txbuf.data[txbuf.head];
      txbuf.head = (txbuf.head + 1UL) % USBTXQUEUE_LEN;
      if (linbuf_ctr >= TX_LINBUF_SIZE) { //缓存区满，跳出循环
        break;
      }
    }
    USBD_CDC_SetTxBuffer(&hUsbDeviceFS, tx_linbuf, linbuf_ctr);
    USBD_CDC_TransmitPacket(&hUsbDeviceFS, CDC_IN_EP);
  }
}

以上仅为例子，具体实现可以根据实际情况来决定。