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第3章

使用虛擬串列阜VCP

3.1 虛擬串列阜VCP簡介

SIOC與電腦溝通的介面有兩種，一是UART傳輸介面；二是USB傳輸介面。而Virtual COM Port(VCP)就由一個驅動程式，將實體的USB傳輸介面模擬成COM Port傳輸介面，由於並非真正的COM Port，故稱Virtual COM Port。簡單來說，Virtual COM Port就是USB轉RS232的介面。

圖一：USB轉RS232的介面

一般Virtual COM Port的IO有兩組，SIOC也不例外，在SIOC中，一為VCP-to-PC，二為VCP-to-device，示意圖如下：

而Virtual COM Port的兩端，各有專屬的buffer在接收資料，分別為USB_Rx_Buffer與USART_Rx_Buffer，分別處理VCP-to-PC介面與VCP-to-device介面的資料。

3.2  VCP驅動程式安裝和設定

電腦作業系統若是為XP，第一次連接STM Virtual COM Port會無法成功安裝驅動程式，至時可手動到裝置管理員找到STM Virtual COM Port，選擇更新驅動程式，就可指定驅動程式位置(stmcdc.inf)。作業系統若為WIN7，其驅動程式的安裝步驟與XP無異。

電腦與SIOC溝通的軟體，我們以超級終端機與putty為主要介面，期中這裡有些設定是我們需要注意的，以下為超級終端機的設定：

以下是putty的設定，因為某些WIN7的使用者，其系統並沒有超級終端程式，為此我們也介紹putty的設定原則：

做足這些準備，就可以開始與SIOC溝通了！

3.3  電腦與SIOC實驗板的通訊

在描述如何使用scanf()和printf()之前，我們先了解SIOC它底下的IO運作方式，再依序將讀者帶入使用scanf()和printf()，方能更加了解SIOC溝通方式。

l   存取陣列資料

首先是VirtualCOMPort to PC的運作：

在範例程式當中，點選hw_config.c檔找到以下程式碼：

void VCP_To_USB(uint8_t * buffer, int  length)

{ 

int cnt;

for(cnt=0;cnt<length;cnt++){

                if (linecoding.datatype == 7){ /* datatype為7bits的資料格式*/

                        USART_Rx_Buffer[USART_Rx_ptr_in] = buffer[cnt]& 0x7F;

                } 

                else if (linecoding.datatype == 8)  { /* datatype為8bits的資料格式*/

               USART_Rx_Buffer[USART_Rx_ptr_in] = buffer[cnt];

                }

                USART_Rx_ptr_in++;

                /* To avoid buffer overflow */

                if(USART_Rx_ptr_in == USART_RX_DATA_SIZE){

                        USART_Rx_ptr_in = 0;

                }

        }

}

USART_Rx_Buffer為一個專屬處理VCP_To_USB方向的資料流的BUFFER，將我們要顯示在超級終端機上的資訊，放入USART_Rx_Buffer中，Virtual COM Port會自動的將資料轉送到PC上。故此，我們只須在main.c中呼叫VCP_To_USB()函式即可。範例如下：

uint8_t Buffer [50]={1,2,3,4,5};

length = strlen(buffer); /*擷取字串長度*/

        VCP_To_USB(buffer, length);

接下來我們介紹PC to VirtualCOMPort的運作：

在範例程式當中，點選usb_endp.c檔找到以下程式碼：

void EP3_OUT_Callback(void)

{

  uint16_t USB_Rx_Cnt;

  /* Get the received data buffer and update the counter */

  USB_Rx_Cnt = USB_SIL_Read(EP3_OUT, USB_Rx_Buffer);

  /* USB data will be immediately processed, this allow next USB traffic beeing 

  NAKed till the end of the USART Xfet */

  USB_To_USART_Send_Data(USB_Rx_Buffer, USB_Rx_Cnt);

 }

此段程式碼負責處理來自PC端超級終端機的訊息，程式將data放入USB_Rx_Buffer，並用USB_Rx_Cnt計算資料筆數。故在main.c當中，我們可以用直接讀取USB_Rx_Buffer的方式收取資料。範例如下：

uint8_t data_buffer [80];

        uint8_t index = 0;

        while(1){

                while(USB_Rx_Cnt==0){}   /*USB_Rx_Buffer 為空*/

for(CHAR_Rx_Cnt; CHAR_Rx_Cnt<USB_Rx_Cnt; CHAR_Rx_Cnt++, index++){

                               buffer[index] = USB_Rx_Buffer[CHAR_Rx_Cnt];

                        }

                        USB_Rx_Cnt = 0;

                }

                index = 0;

l   使用scanf()和printf()

我們用浯陽科技開發的library，將標準函式庫stdio.h裡的printf()與scanf()導向Virtual COM Port的方式實現I/O控制。

l    立即演練

實驗1  “Hello SIOC!”

實驗說明：請用printf()在超級終端機持續印出”Hello, SIOC”，並且使用Delay()函式製造間隔時間。

SIOC…

實驗2  使用超級終端機的SIOC輸入輸出

實驗說明：設計一個簡易程式讓使用者輸入兩個數值，然後輸出運算結果。

當程式燒錄進SIOC連接Virtual COM Port後，程式第一行Printf()內的字串是否沒有顯示出來？這是為什麼？又要如何解決呢？

這是因為當使用這燒完程式，離開DFU模式後，SIOC就立刻轉換成Virtual COM Port，此時程式就已經開始執行，但是使用者卻尚未將SIOC與超級終端機或putty連接上，以至於沒有收到程式第一行Printf()的字串內容。

解決方法就是使用getchar()函式，getchar()可讓程式強迫等待來自鍵盤上的字元輸入，藉此方法可讓程式等待在getchar()，不至於在連接超級終端機或putty前，程式就已先偷跑在前，讓使用者漏掉訊息。示意如下：

#include  "stdio.h "

int main(void)

{

char a[80];

getchar();  /*強迫程式等待任意字元輸入*/

printf("enter number.");

scanf("%s",&a);

printf("%s \n",a);

}

這是在程式撰寫上的一個小技巧，另外還有使用scanf來讀字串，字串中不能有空白，若有空白會被當成兩個不同的字串，請特別注意這個小細節。

實驗3  計算BMI

實驗說明：在超級終端機可以輸入姓名、身高、體重，並顯示計算姓名與診斷結果。BMI公式：BMI = 體重(kg) / 身高(m) ²

l    綜合實驗

設計一個程式，要求使用者輸入身分證字號，並驗證該身分證字號是否正確。這裡我們以A123456789為例子。

此實驗的第一個步驟：先把身分證字號格式化，示意如下：

接著看下列表格：

將第一個英文字母，依據上面表格，拆成兩個數字，分別填到X1與 X2中。

利用公式將數字加總：Ｙ＝X1 + X2*9 + D1*8 + D2*7 + D3*6 + D4*5 + D5*4 + D6*3 + D7*2 + D8*1 + D9*1。

Ｙ若能夠被10整除，則為正確之身份証號碼。

另外還有性別辨識碼，字串長度等都可以列入辨別身分證字號是否合法的判斷條件，在程式設計當中可以將條件加入進去。