KL25的USB CDC虚拟串口与UART串口对比

       在之前的博客里,电机阶跃波形和速度需要实时显示在上位机上,方便整定参数和观测,之前用的是串口发送一定的协议到虚拟示波器上,如图,做个广告:山外调试助手,以前和野火一家的。

        但是单片机串口的发送过程对于程序执行过程来说算是个delay(),之前测过在9600波特率的情况下,发送几个字节的数据动辄几ms,在本项目中需要频繁发送实时速度数据到上位机,串口干扰了单片机的实时性。因此在追求实时性的场合必须替换掉串口方式,由于KL25是带USB外设的,而且demo板也提供了USB口,所以整合了USB通信到电机PID程序中。由于程序是把USB列举为CDC类,在设备管理器中显示的就是传统串口,驱动官方提供了 Freescale_CDC_Driver_Kinetis.inf  ,你也可以浏览计算机手动安装——从已安装的设备驱动列表选择—–厂商—–Freescale,P&E Micro—–型号—–选择open cdc serial驱动安装。安装完就是个新串口com9:

        既然用了USB通信功能,速度有没有变快呢?为此进行了验证,在CDC初始化时设定了和之前串口相同的波特率115200,测试只从下位机语句执行时间角度考虑,上位机的响应时间不包括 也不是重点。测试直接利用引脚取反,示波器直接观测,首先在两种情况加入测试引脚:

PTB8_OUT = 0;
EP_IN_Transfer( EP2 ,wave ,5 ); //USB方式
PTB8_OUT = 1;
PTB8_OUT = 0;
uart_sendN(UART0, wave, 5); //UART方式
PTB8_OUT = 1;

     示波器设置triger查看:

 

     上图为UART方式 峰宽 268 us,下图USB方式峰宽 6.6 us,用时大为缩短,USB通信带来的实时性得到极大提升。且USB 中断方式支持错误重传,在可靠性上也比UART高。之后又测试了CDC虚拟串口波特率提升到256000,用时并没有减短,仍然为6.6 us,认为这是USB的发送处理时间,与虚拟波特率无关。  上位机只需换到com9打开,原样显示波形。

2018.12.23更新:  所有单片机串口发送函数有个 while(发送缓冲区空 ==1) 再发送   的过程,所以费时很长,而USB发送函数,把数据扔给USB外设寄存器就不管了,等于是没有阻塞,当然快很多,测的6.6us只是引脚语句执行时间和行时间。

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