使用PyUSB读取STM32F103C8T6 Flash时接收空列表问题排查

核心问题定位 #

交替空接收+数据错误，本质是USB CDC传输的同步逻辑缺陷，结合STM32端发送时序不严谨、PyUSB接收逻辑无等待机制共同导致。

一、STM32从机侧修复 #

1. 强制等待CDC发送完成
   CDC_Transmit_FS是非阻塞函数，直接连续调用会导致数据丢包。必须等待上一次发送完成后再触发下一包发送：

   uint8_t CDC_TxComplete = 1;
   
   // 发送完成回调函数（需在USB CDC回调中实现）
   void USBD_CDC_TransmitCpltCallback(USBD_HandleTypeDef *hUsbDeviceFS)
   {
     CDC_TxComplete = 1;
   }
   
   // 封装可靠的发送函数
   void Send_Flash_Block(uint8_t *buf, uint32_t len)
   {
     while(!CDC_TxComplete); // 等待上一包发送完成
     CDC_TxComplete = 0;
     CDC_Transmit_FS(buf, len);
   }
   

   调用此函数发送两包8192字节的Flash数据，确保时序同步。

2. Flash读取边界校验
   确保读取的Flash地址在STM32F103C8T6的有效范围（0x08000000~0x0800FFFF），避免越界读取垃圾数据：

   // 示例：读取指定地址的Flash数据
   void Read_Flash_Data(uint32_t start_addr, uint8_t *buf, uint32_t len)
   {
     if(start_addr + len > 0x08010000) return; // 超过64KB Flash上限直接返回
     for(uint32_t i=0; i<len; i++)
     {
       buf[i] = *(uint8_t*)(start_addr + i);
     }
   }
   

3. 命令触发的可靠性校验
   原中断仅判断字节数就触发发送，易受干扰误触发。建议给9字节命令加校验位（比如最后1字节为前8字节的异或和），中断中先验证校验再设置Flash_Data_Transmission_Flag。

二、PC主机侧PyUSB代码修复 #

1. 加入等待与超时机制
   原循环无等待直接读取，从机还未准备好数据就会返回空列表。发送命令后给从机预留处理时间，读取时设置合理超时：

   import usb.core
   import usb.util
   import time
   
   # 匹配Blue Pill CDC设备（默认VID/PID）
   dev = usb.core.find(idVendor=0x0483, idProduct=0x5740)
   if not dev:
       raise ValueError("设备未找到")
   
   dev.set_configuration()
   # 直接使用端点地址（通常OUT为0x01，IN为0x81）
   EP_OUT = 0x01
   EP_IN = 0x81
   
   Main_List = []
   trigger_cmd = b'\x01\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x01' # 示例9字节命令（含校验）
   
   # 发送触发命令
   dev.write(EP_OUT, trigger_cmd)
   time.sleep(0.02) # 给从机20ms处理时间
   
   for _ in range(2):
       try:
           # 读取8192字节，超时1秒
           data = dev.read(EP_IN, 8192, timeout=1000)
           Main_List.append(list(data))
       except usb.core.USBError as e:
           # 读取失败时重试一次
           dev.write(EP_OUT, trigger_cmd)
           time.sleep(0.02)
           data = dev.read(EP_IN, 8192, timeout=1000)
           Main_List.append(list(data))
   
   print(f"接收结果长度: {[len(lst) for lst in Main_List]}")
   

2. 处理USB端点缓存
   若仍有空读，可在每次读取前尝试清空端点缓存：

   # 读取前清空缓存
   try:
       dev.read(EP_IN, 0, timeout=100)
   except usb.core.USBError:
       pass
   

3. 增加数据校验
   在从机每包数据末尾加入CRC16或字节和校验，PC端接收后验证，若校验失败则请求从机重发对应包，确保数据正确性。

三、额外稳定性优化 #

• STM32中断优先级配置：将USB_LP_CAN1_RX0_IRQn的中断优先级设为较高级别（比如0或1），避免USB传输被其他低优先级中断打断。
• PC端权限处理：Linux/macOS下需配置udev规则或用sudo运行脚本，避免USB权限不足导致传输异常。
• 拆分数据包：若8192字节传输不稳定，可拆分为1024字节小包多次发送，PC端拼接后得到完整16KB数据。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Diracx