【源码】基于AVR DU微控制器的USB CDC到USART桥接系统

项目简介

本项目以AVR DU微控制器为核心构建了USB CDC到USART的桥接系统。借助该微控制器实现主机与其他外设之间的通信连接，以USART外设为例展示桥接功能。项目除提供能与标准终端应用配合工作的应用程序外，还提供Python脚本，方便用户通过CDC接口与AVR DU进行交互。

项目的主要特性和功能

1. 桥接通信：实现USB CDC虚拟串行端口，使外部设备可通过USB与微控制器通信，并借助USART与外设进行数据交互。
2. 多方式通信支持：支持标准终端应用程序通信，同时提供Python脚本简化数据传输操作。
3. 参数配置灵活：具备初始化、配置和请求处理功能，用户可设置和获取USB通信的关键参数，如波特率、数据位、停止位和奇偶校验等。
4. 高效数据管理：采用环形缓冲区管理，确保在USB和USART之间高效桥接数据。
5. 全面的USB功能：提供USB事件和传输处理函数，支持USB设备状态管理、特性设置与清除、地址配置、描述符获取以及配置的获取与设置等功能。

安装使用步骤

环境准备

确保已安装以下软件： - PuTTY 0.81 或更新版本。 - Python 3.11.0 或更新版本。

硬件连接

使用 AVR64DU32 Curiosity Nano 开发板，将其两个USB - C端口都连接到主机。用跳线连接开发板上的VBUS针座，为VUSB直接提供3.3V电源。

项目配置

1. 使用MPLAB X IDE打开项目。
2. 启动MPLAB Code Configurator (MCC)，按以下步骤配置：
   • 若USB库未在设备资源的库列表中显示，在内容管理器菜单中添加。
   • 向项目添加USB设备栈库、USART、AC0、RTC和VREF驱动。
   • 依次配置USB通用设置、设备描述符、接口、CDC通信接口、CDC数据接口、USART、设备时钟、USB电压检测、RTC、LED及全局中断。

编译烧录

使用MPLAB X IDE对项目进行编译，并将程序下载到AVR64DU32微控制器。

功能验证

PuTTY验证

1. 确定两个虚拟串口的端口号：
   • Windows：可通过设备管理器（Device Manager>Ports (COM and LPT)）查看，设备显示为USB Serial Device (COM##)；也可在命令提示符中使用 reg query HKLM\HARDWARE\DEVICEMAP\SERIALCOMM 命令，或在PowerShell中使用 Get-WMIObject Win32_SerialPort | Select-Object Name,DeviceID,Description 命令查看。
   • macOS和Linux：在终端中使用 ls /dev/tty.* 命令查看。
2. 启动两个PuTTY终端会话，连接类型选择“serial”，输入端口号，速度设置为 115200，点击“Open”。若USART外设的波特率改变，此处也需相应修改。

Python脚本验证

1. 安装 pyserial 包：pip install pyserial。
2. 运行脚本：python usb_cdc_usart_bridge.py。若脚本识别端口号出错，或VID、PID改变，可使用 -s 和 -d 选项手动输入端口号，如 python usb_cdc_virtual_serial_port.py -s COM10 -d COM5。

下载地址

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