HID USB 通信

摘要：

详细介绍

Visual C ++ 6.0

环境下利用

Windows API（应用程序接口）

函数实现与符合

HID

设备类的

USB

接口通讯，并给出了通信程序的部分代码。

关键词：

通用串行总线人际接口设备

API VisualC ++

1

引言

在

USB

出现之前，计算机的典型接口有并行口（打印口），串行口，鼠标口，键盘口，显示器口，游戏口及各种卡式接口（如声卡，网卡）等，与这些接口对应的有各种不同的电缆在传输速度方面

，这些接口都存在速度偏低的问题;在技术方面，这种设计容易产生

I / O

。冲突中断

（IRQ）

不够用，以及对于每一种新的外设都必须设计新的接口卡等缺点

。当今的计算机外部设备，都在追求高速度和高通用型

。USB

接口适应了这种要求，并以其速度快，使用方便，成本低等优点，迅速得到了众多

PC

厂商和半导体厂商的大力支持，外设向

USB

过渡称为必然的趋势。

但如果主机

PC

不知道如何与

USB

外设通信，那么这个

USB

外设一点用处都没有，人机接口设备（

HID

）类是

Windows

完全支持的第一批

USB

设备类型中的一种。在运行

Windows98

或更高版本的

PC

机上，应用程序可以使用操作系统内置的驱动与

HID

通信，但与

HID

通信不像打开一个端口，设定几个参数，然后就可以读写数据那么简单。在应用程序能与

HID

交换数据之前，它先要找到设备，获取有关它的报告信息，为做到这些，应用程序必须通过访问通信

API

函数，使位于上层的应用程序与位于下层的设备驱动程序进行数据交换

。应用程序可以使用任何能访问

API

函数的编程语言，

C ++

是一种能访问

API

函数的功能强大的语言，本文将在

VisualC ++ 6.0

环境下编写与

USB

设备通信的

Windows

程序。

2 USB

简介

USB

是由

英特尔

，

康柏

，

数字

，

IBM

，

微软

，

NEC

，

北电网络

等七家世界着名的计算机和通信公司共同推出的新一代接口标准

，全称为

通用串行总线

（通用串行总线），它是为了解决日益增加的

PC

外设与有限的主板插槽和端口之间的矛盾而制定的一种串行通信标准，尤其是当传输速率高达

480Mbit / s

的

USB2.0

规范面世后，

USB

应用更加广泛，它具有下属优点：

（1）

适用于多种外设，使它不需要为不同的外设准备不同的接口和协议

;

（2）

Windows能够

自动检测到

USB

设备的热插拔，并自动配置;

（3）

PC

机上的

IRQ

线非常紧缺，而

USB

设备并不需要设置端口和

IRQ

，故无论从用户使用的方便性，或从对资源的占用方面看，

USB

都很有优秀;

（4）

当接入一个

USB

设备时，全速

USB

接口可达

12Mbit / s

，考虑到状态，控制和出错信息，最大理论速度仍可达

9.6Mbit / s

，这是其他串行接口协议所不能比拟的，且

USB

也支持

1.5Mbit / s

的低速传输;，

但是

USB

同样有缺点，诸如：协议复杂，编写设备驱动程序要考虑很多细节，以保证

USB

某些特性的透明性，但通过调用

Win32的的

的

API

函数与设备通信，或者说与内置的驱动程序通信，便没有必要去逐条理解复杂的协议

。

3 VC ++

实现与

USB

接口通信的实例

Windows

下，与

USB

外设的任何通信需要通过设备驱动，该驱动知道如何与系统的

USB

驱动和访问设备的应用程序通信，

Windows

包含应用程序与

HID

通信需要的各种信息，不需要再安装设备驱动。

的Win32的

应用程序接口（

API

）函数，使得设备驱动能与应用程序之间相互通信

，应用程序也不需要为了和

USB

设备通信去了解复杂的

USB

协议。

下面用

VISUALC ++编写

应用程序调用

API

函数，从而简化了与硬件通信的过程。

3.1

建立工程

操作步骤如下：

（1）

在

VC ++ 6.0

工作平台中打开

文件

菜单，选择

新

菜单命令，在对话框中选择

项目

选项，在左边列表框选择

MFC AppWizard（exe）

，在

项目名称中

输入项目名

USBPort

，在

位置

文本编辑框输入项目路径，单击

确定

按钮，进入

MFC AppWizard

。

（2）

在

MFC应用程序向导第一步

窗口中，选择

基于对话框的

选项对话，

不该

变其他选项对话的缺值

（3）

在

MFC AppWizard-Step2 of 4

窗口中，选择

关于框

和

3D控件

复选框

（4）

在

MFC AppWizard-Step3 of 4

到

Step4 of 4

不改变各个项目的缺省设置

（5）

展示展示进入

新项目信息

窗口显示显示，如果检查完全正确后，单击

OK

按钮即生成应用程序所需要的全部文件

。

通过上述操作便生成了基于对话框的工程

USBPort

。

3.2

查找

USB

设备

在应用程序能与

HID

交换数据之前，它先要找到设备，获取有关它的报告信息。首先找到连接到系统的

HID

是什么，然后检索信息，知道满足要求的属性。

（1）

添加成员函数。单击

ClassView

标签，选择

CUSBPortDlg

类，右击添加

OnSearch

消息响应函数，并增加私有类型成员变量，即字符串型变量

strPath

和

strLog

以及布尔类型变量

bFoundDevice

。

（2）

OnSearch

函数调用

API

函数，

HID

类设备是通过

GUID

类型值作标识的，调用函数

HidD_GetHidGuid

颗获得

HID

设备的标识：

Hidd_GetHidGuid（＆guidHID）

;

其中

guidHID

是指向

GUID

类型的指针，当函数返回后，它指向的内容就是

HID

类的

GUID

标识，

GUID

是

16

字节大小的结构，用来标识通信接口及类对象，它的定义为：

typedef struct _GUID

{

DWORD Data1;

WORD Data2;

WORD Data3;

BYTE Data4 [8];

} GUID;

调用函数

HidD_GetHidGuid

获得特定的

HID

设备属性

BOOL HidD_GetAttributes（hCom，＆strAttrib）;

其中

hCom

是对应与选定设备的句柄，根据这个句柄定所关心的设备，

strAttrib

则是指向

HIDD_ATTRIBUTES

类型的指针，当函数返回时即得到了指定设备的属性。

HIDD_ATTRIBUTES

结构定义为：

typedef struct _HIDD_ATTRIBUTES

{

ULONG尺寸;

//

这个

HIDD_ATTRIBUTES

变量大小，以字节为单位

USHORT vendorID;

//

致命

HID

设备的供应商标识

USHORT ProductID;

//

致命

HID

设备的产品标识

USHORT VersionNumber;

// HID

设备的版本号

} HIDD_ATTRIBUTES，* PHIDD_ATTRIBUTES;

OnSearch

函数中还调用了其他与硬件相关的

API

函数，这些函数都在

Setupapi.h

。中定义调用

SetupDiGetClassDevs

函数

用来

获得一类硬件设备的信息

：

HDEVINFO hDevInfo = SetupDiGetClassDevs（

＆guidHID，//

这类设备配置或接口类

GUID

NULL，//

特定的字符串，用来选择符合条件的设备

0，//

与获得信息相关的顶层窗体（

Top_Level Window

）句柄

DIGCF_PRESENT |

DIGCF_DEVICEINTERFACE //给出

了设置信息集的方式

）;

调用

SetupDiEnumDeviceInterfaces

函数得到一个设备接口信息反复调用得到所有设备接口信息

。若要找到特定设备，可在循环语句内调用该函数，直到找到预期设备或函数返回

FALSE

值。

定义该函数：

BOOL bSuccess = SetupDiEnumDeviceInterface（

HDEVINFO，//

感兴趣的接口句柄

NULL，//

指向

SP_DEVINFO_DATA

类型结构的指针，该结构限定了特定接口

＆gudiHID，//

确定了接口的

GUID

标识

0，//

所关心的索引号，以

0

为起点

＆strInterfaceData，//

指向

SP_DEVINFO_INTERFACE_DATA

类型的指针，

它所指向的内容就是调用函数的目的所在，当函数返回时，

strInterfaceData

指向的结构就存在相关接口的信息。

）;

其中结构

SP_DEVINFO_DATA

定义为：

typedef struct _SP_DEVINFO_DATA {

DWORD cbsize;

//

指定结构的大小

GUID classGuid;

//

设备的

GUID

标识

DWORD DevInst;

//用来

访问设备的句柄

ULONG_PTR保留;

} SP_DEVINFO_DATA，* PSP_DEVINFO_DATA;

结构

SP_DEVICE_INTERFACE_DATA

定义为

typedef struct _SP_DEVICE_INTERFACE_DATA {

DOWRD cbsize;

//

是

SP_DEVICE_INTERFACE_DATA

结构的大小

GUID InterfaceClassGuid;

//

指定了接口的

GUID

标识

DWORD标志;

//

接口所处状态

ULONG_PTR保留;

} SP_DEVICE_INTERFACE_DATA，* PSP_DEVICE_INTERFACE_DATA;

3.3

与

USB

设备交换数据

在

Windows

中，读写端口与读写文件都是调用同样的

API

函数，打开或创建端口用

CreateFile

从端口读数据用

ReadFile

，向端口数据用

WriteFile

。

（1）

设备的打开和关闭，用

API

函数

的的CreateFile

来打开或创建设备：

HANDLE hCom = CreateFile（

m_strPath，//

指定打开设备名

GENERIC_READ |

GENERIC_WEITE，//

允许读写

0，//

独占方式

NULL，//

安全模式

OPEN_EXISTING，//

打开

FILE_ATTRIBUTE_NORMAL，//

文件属性

NULL //

临时文件的句柄

）;

如果调用成功，该函数返回文件的句柄;如果调用失败，则返回

INVALID_HANDLE_VALUE

，在打开通信设备时，应该以独占方式打开。

不再使用设备句柄时，应该调用

CloseHandle的的（HCOM）

函数关闭它。

（2）

设备的读写操作，读写通信设备可用同步方式执行，也可用异步方式执行，由这

的的CreateFile

函数中是否指定

FILE_FLAG_OVERLAPPED

来决定;指定为异步方式，未指定则为同步方式，函数

ReadFile的的

状语从句：

WriteFile的的

的参数状语从句：报道查看值类型，的英文下面调用

的ReadFile的

函数的实例。

HANDLE hCom;

void * pBuffer;

DWORD iLength;

DWORD pReadFact;

BOOL ReadFile（hCom，pBuffer，iLength，＆pReadFact，NULL）;

读取的数据放在内存

p缓冲器

里，

p缓冲器

要先申请内存空间，

iLength

为需要读的数据长度，

pReadFact

存放实际读的数据长度。需要注意的是在读写设备之前，应先调用

ClearCommError

函数

清除

错误标志，此函数负责报告指定的错误的设备的当前状态

，调用

PrugeComm

函数可以更改正在进行的读写操作方式。

4

结论

以上是调用

的Win32

的

API

通信函数用

VC ++

编写的

USB

设备通信程序，它实现了查找符合

HID

类的

USB

设备并与之进行数据交换的基本功能

。这种独立与通信子系统之外实现的应用程序

，可以实现可靠的高速数据传输。对自定义设备，应用程序需要设备的特定供应商和产品

ID

，或设备的特定类型，读者只需要对上述程序作一定修改即可，在

MFC

环境下，

编写

32

位串口通信程序还可采用

的的的ActiveX

的

的的的MSComm

控件，但使用

API

通信函数，具有更大灵活性，可定制性也更强，在设置通信配置和发送错误敏感，无时间限制的数据时，该接口尤其有用。

下载实例