picoでusbを使用したシリアル通信

目的

簡易的なデバッグ作業やpicoに対する指示を行うために usbを利用したシリアル通信方法を調査・記録する

参考： yoshiyuki’s blog

サンプルコード調査

usbを使用したシリアル通信サンプルは下記に存在している

pico-examples\hello_world\usb

このコードやネット情報を確認すると重要なポイントとして
CMakeLists.txtに下記を記載することのようだ

pico_enable_stdio_usb(pj_name 1)
pico_enable_stdio_uart(pj_name 0)

この記載を行うことで標準入出力の対象がusbになり逆にuartが無効となる
実際にサンプルを実行させ、PCのTeraTermを使用して文字列の受信ができる

PCからのデータ受信

printfでpicoからの文字列を受信できたので
逆方向はscanfでPCからの文字列を受信できるかと思って試す…が
ビルドは通るが自分の環境ではusbデバイスが正しく認識されず通信できなかった。
そのため冒頭の参考サイトを参考に「TinyUSB」のAPIを使用して受信処理を検討する。
使用するTinyUSBのヘッダファイルは下記場所にある

pico\pico-sdk\lib\tinyusb\src\class\cdc\cdc_device.h

今回使用するAPIは以下となる

API	概要
uint32_t tud_cdc_available (void)	読み込み可能なバイト数の取得
int32_t tud_cdc_read_char (void);	1バイト取得

これらを使用することでusbデバイスが認識され
TeraTermから送信した文字列を受信できることを確認できた。

双方向通信サンプル

作成例として、PCから「led」と送信したらpicoのLEDを点灯する例を作成する。

CMakeLists.txt

if (TARGET tinyusb_device)
    add_executable(ex_02
            ex_02.cpp
            )

    # Pull in our pico_stdlib which aggregates commonly used features
    target_link_libraries(ex_02 pico_stdlib)

    # enable usb output, disable uart output
    pico_enable_stdio_usb(ex_02 1)
    pico_enable_stdio_uart(ex_02 0)

    # create map/bin/hex/uf2 file etc.
    pico_add_extra_outputs(ex_02)

    # add url via pico_set_program_url
    example_auto_set_url(ex_02)
elseif(PICO_ON_DEVICE)
    message(WARNING "not building ex_02 because TinyUSB submodule is not initialized in the SDK")
endif()

ex_02.cpp

#include <stdio.h>
#include "pico/stdlib.h"
#include "class/cdc/cdc_device.h"

int main() {
    stdio_init_all();

    unsigned short cmd_buff_index_ = 0;
    char cmd_buff[256] = {0};
    char tmp_input;
    
    const uint LED_PIN = PICO_DEFAULT_LED_PIN;
    gpio_init(LED_PIN);
    gpio_set_dir(LED_PIN, GPIO_OUT);

    while (true) {
        // RxBuffにデータが存在する
        if(tud_cdc_available() > 0){
            // 1文字受信
            tmp_input = tud_cdc_read_char();

            // 改行文字か？
            if(tmp_input == '\r') {
                // null文字付与
                cmd_buff[cmd_buff_index_] = '\0';
                // コマンド判断
                char* command = &cmd_buff[0];
                if(strcmp(command, "led") == 0) {
                    printf("LED Blink\n");
                    gpio_put(LED_PIN, 1);
                    sleep_ms(250);
                    gpio_put(LED_PIN, 0);
                    sleep_ms(250);
                } else {
                    printf("no such command\n");
                }
                // index clear
                cmd_buff_index_ = 0;
            } else {
                cmd_buff[cmd_buff_index_] = tmp_input;
                cmd_buff_index_++;
            }
        }
        // wait
        sleep_ms(1);
    }
}