如何编写应用程序与USB HID 设备通讯(读写USB HID设备).pdf

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1、USB 学习板：EASY USB 51 PROGRAMER 配套光盘 主页地址：http:/ 淘宝网店：http:/ USB HID 设备通讯（读写设备通讯（读写 USB HID 设备）设备）说明：本实例所使用的上位机程序开发工具为 Visual C+6.0。一、修改下位机固件程序一、修改下位机固件程序 我们如果想实现一个 USB 的 HID 类设备，不需要在 Windows 下开发自己的驱动程序。HID不一定要是标准的外设类型，唯一的要求是交换的数据存储在报文的结构内，设备固件必须支持报文的格式。任何工作在该限制之内的设备都可以成为一个 HID，例如温度计、电压计、读卡机等。报文的格式是由报

2、告描述符决定的，所以只要修改描述符就能实现我们需要的报文格式。下面我们来实现一个简单的报文格式：上位机发送固定 64 字节数据给设备，这个数据可以是命令，也可是数据，具体含义并不是由报告描述符来决定的，是由开发人员事先约定好的。设备返回的数据也是 64 个字节，同样这个数据流的每个字节（甚至每个位）的具体含义由开发人员事先约定好。1、修改报告描述符 A、在 Descriptor.C 中找到以 MouseReportDescriptor 函数，将其内容修改如下：1.code char MouseReportDescriptor29=2.0 x06,0 x00,0 xFF,/USAGE_PAGE(

3、Vendor Defined Page 1)3.0 x09,0 x01,/USAGE(Vendor Usage 1)4.0 xA1,0 x01,/COLLECTION(Application)5.6.0 x19,0 x01,/(Vendor Usage 1)7.0 x29,0 x08,/(Vendor Usage 1)8.0 x15,0 x00,/LOGICAL_MINIMUM(0)9.0 x26,0 xFF,0 x00,/LOGICAL_MAXIMUM(255)10.0 x75,0 x08,/REPORT_SIZE(8)11.0 x95,0 x40,/REPORT_COUNT(64)12.0

4、 x81,0 x02,/INPUT(Data,Var,Abs)13.14.0 x19,0 x01,/(Vendor Usage 1)15.0 x29,0 x08,/(Vendor Usage 1)16.0 x91,0 x02,/OUTPUT(Data,Var,Abs)17.18.0 xC0 /END_COLLECTION 19.;此报告描述符定义了 64 个字节的输入输出数据。USB 学习板：EASY USB 51 PROGRAMER 配套光盘 主页地址：http:/ 淘宝网店：http:/ Descriptor.C 中的如下代码 1.0 x66,0 x03,/设备制造商定的产品 ID 修改为

5、 1.0 x66,0 x06,/设备制造商定的产品 ID C、在 Descriptor.h 中，将以下代码 1.extern code char MouseReportDescriptor52;修改为 1.extern code char MouseReportDescriptor29;D、在 Main.C 中找到以下代码 1.if(bEPPflags.bits.configuration)2.3./在这里添加端点操作代码 4.5.将其修改为 1.if(bEPPflags.bits.configuration)2.3./在这里添加端点操作代码 4.5.if(bEPPflags.bits.ep2

6、_rxdone)/主端点接收到数据(从主机发往设备的数据)6.7.bEPPflags.bits.ep2_rxdone =0;8.9.D12_WriteEndpoint(5,EP2_PACKET_SIZE,EpBuf);/立即将收到的 64 个字节发送到 PC 机 USB 学习板：EASY USB 51 PROGRAMER 配套光盘 主页地址：http:/ 淘宝网店：http:/ D12_WriteEndpoint 的定义位于 D12CI.C中。点击这里下载已修改好的源代码 2、测试 我们可以利用一些 USB 调试软件在自己没有编写上位机程序的情况下先进行一些测试。这里我们要用到的工具是BUS

7、HOUND。A、首先将第 1 步修改好的程序烧录到主控芯片中并将硬件插入电脑，然后打开 BUS HOUND，点“Settings”按钮切换到设置页，将“Max Phase”的值设为 64 并点“Apply”按钮，这样 BUS HOUND 才能监控最多 64 个字节的数据流。B、点“Devices”按钮切换到 Devices 页，选定我们刚插入的硬件（一定要选紧临“USB Root Hub”的下一级设备）。USB 学习板：EASY USB 51 PROGRAMER 配套光盘 主页地址：http:/ 淘宝网店：http:/ Commands”按钮，出现如下画面 USB 学习板：EASY USB 5

8、1 PROGRAMER 配套光盘 主页地址：http:/ 淘宝网店：http:/ 2，“Direction”为 Out 的那项，“Data Length”填 64，发送的数据随便填上一些数据，最后点击“Run”按钮 USB 学习板：EASY USB 51 PROGRAMER 配套光盘 主页地址：http:/ 淘宝网店：http:/ BUS HOUND 主界面，点“Capture”按钮切换到监控页面，如下图所示，BUS HOUND捕捉到了一些数据。其中“Phase”列中的“DO”代表主机发往设备的数据，而“DI”代表设备发往主机的数据。我们看到设备返回的数据正好和主机发送的数据一样，证明我们的下

9、位机程序已经修改成功。USB 学习板：EASY USB 51 PROGRAMER 配套光盘 主页地址：http:/ 淘宝网店：http:/ HID 设备的步骤设备的步骤 读写 HID 设备步骤如下：、得到系统 HID 设备结构数组指针、对设备进行遍历、得到指定 HID 设备的句柄、readfile/writefile 进行读写 下面分别对各步骤及其所涉及的相关 API 函数进行介绍。1、得到设备句柄：这步用到的两面个主要 API 函数原型为：A、通过以下函数 USB 学习板：EASY USB 51 PROGRAMER 配套光盘 主页地址：http:/ 淘宝网店：http:/ HidD_GetH

10、idGuid(OUT LPGUID HidGuid );得到 HID 设备的 GUID。B、再通过以下函数 1.HDEVINFO SetupDiGetClassDevs(2.CONST LPGUID ClassGuid,3.PCTSTR Enumerator,4.HWND hwndParent,5.DWORD Flags 6.);取得 HID 设备结构数组指针，以便下步得用这个数组对所有 HID 设备进行遍列。2、对设备进行遍历：遍历过程如下 A、首先利用以下函数：1.WINSETUPAPI BOOL WINAPI SetupDiEnumDeviceInterfaces(2.IN HDEVIN

11、FO DeviceInfoSet,3.IN PSP_DEVINFO_DATA DeviceInfoData OPTIONAL,4.IN LPGUID InterfaceClassGuid,5.IN DWORD MemberIndex,6.OUT PSP_DEVICE_INTERFACE_DATA DeviceInterfaceData);运行此函数的主要目的是取得第一个参数 DeviceInfoSet 的填充值，又将此值作为以下函数 1.BOOL SetupDiGetDeviceInterfaceDetail(2.HDEVINFO DeviceInfoSet,3.PSP_DEVICE_INTE

12、RFACE_DATA DeviceInterfaceData,4.PSP_DEVICE_INTERFACE_DETAIL_DATA DeviceInterfaceDetailData,5.DWORD DeviceInterfaceDetailDataSize,6.PDWORD RequiredSize,7.PSP_DEVINFO_DATA DeviceInfoData);USB 学习板：EASY USB 51 PROGRAMER 配套光盘 主页地址：http:/ 淘宝网店：http:/ eviceInterfaceDetailData 的填充值，然后利用这个值传递给 CreateFile 函数

13、，此时 CreateFile 会返回一个指向 HID 设备的句柄，再根据以下函数 1.BOOLEAN HidD_GetAttributes(2.IN HANDLE HidDeviceObject,3.OUT PHIDD_ATTRIBUTES Attributes 4.);取得此 HID 设备的属性（第二个参数的填充值），然后判断属性里的 PID（Attributes-ProductID）和 VID（Attributes-VendorID）是否是我们要查找的设备的 PID和 VID。PID 和 VID 在下位机固件代码的设备描述符里提供（设备描述里的 idProduct 域和idVendor，参

14、考百合电子工作室发表的文章USB 开发基础USB 命令（请求）和 USB 描述符一文中表 4），当然您也可以通过一些工具查询得到 PID 和 VID，您可以到 USB 组织官方网站 www.usb.org 下载这类工具。3、根据得到的设备句柄利用 ReadFile 和 WriteFile 对设备进行读写操作。百合电子工作室已经将以上步骤封装成了一个 HID 类（参考了其它一些实例代码），它能实现对指定 PID 和 VID 设备的查找，并实现了数据收发功能，同时具有设备拨插检测通知功能。点击这里下载 下面用实例说明如何使用这个类。四、读写四、读写 HID 设备实例设备实例 实例实例 1 1、找开

15、 Visual C+6.0，新建一基于 MFC 的工程名为：Easy USB 51 Programer Test1。USB 学习板：EASY USB 51 PROGRAMER 配套光盘 主页地址：http:/ 淘宝网店：http:/ AppWizard Step 1 对话框中选择基于对话框的应用程序，然后点“Finish”按钮，如图所示：USB 学习板：EASY USB 51 PROGRAMER 配套光盘 主页地址：http:/ 淘宝网店：http:/ 3 个静态文本标签（Static Text），文本内容分别为：Write、Read 和 Message；创建两个文本框和一个列表框，ID 分别

16、为：IDC_EDIT_TX、IDC_EDIT_RX 和IDC_LIST_MESSAGE；两个按钮 ID 和文本分别为：IDC_BTN_WRITE（Write）和 IDCANCEL（Exit）。界面如下：USB 学习板：EASY USB 51 PROGRAMER 配套光盘 主页地址：http:/ 淘宝网店：http:/ 学习板：EASY USB 51 PROGRAMER 配套光盘 主页地址：http:/ 淘宝网店：http:/ Hid.c 和 Hid.h 导入工程，并将“要用到的 windows ddk 里的几个文件”文件夹内的文件复制到工程所在目录，在 Procect-Settings-Lin

17、k 页的“Object/Library moudles”设置中添加“hid.lib setupapi.lib”，如下图所示：USB 学习板：EASY USB 51 PROGRAMER 配套光盘 主页地址：http:/ 淘宝网店：http:/ stdafx.h 文件中包含头文件语句前添加：#define WINVER 0 x0500 7、修改 Hid.c 中的 PID 和 VID 宏定义来设置需要访问的 HID 设备，此处的 PID 和 VID 值分别为 0 x0666 和 0 x0471：1.#define VID 0 x0471 2.#define PID 0 x0666 8、在 CEasy

18、USB51ProgramerTest1Dlg 类中添加成员变量 m_MyHidDevice，其定义如下 1.CHid m_MyHidDevice;当然您得包含头文件 Hid.h。9、在 CEasyUSB51ProgramerTest1Dlg 类的 OnInitDialog 函数中添加如下语句：USB 学习板：EASY USB 51 PROGRAMER 配套光盘 主页地址：http:/ 淘宝网店：http:/ HID 设备 3.4.m_ctrlMessage.InsertString(-1,My hid device detected);5.6.else /没有找到指定 HID 设备 7.8.m

19、_ctrlMessage.InsertString(-1,My hid device not detected);9.m_ctrlWrite.EnableWindow(FALSE);/禁用write按钮 10.10、在 CEasyUSB51ProgramerTest1Dlg 的消息映射中（“BEGIN_MESSAGE_MAP(CEasyUSB51ProgramerTest1Dlg,CDialog)”与“END_MESSAGE_MAP()”之间）添加如下代码：1.ON_MESSAGE(WM_DEVICECHANGE,OnDeviceChange)11、在 CEasyUSB51ProgramerT

20、est1Dlg 类中添加成员函数：1.LRESULT OnDeviceChange(WPARAM wParam,LPARAM lParam);12、成员函数 OnDeviceChange 的结构如下：1.LRESULT CEasyUSB51ProgramerTest1Dlg:OnDeviceChange(WPARAM wParam,LPARAM lParam)2.3.4./*take the appropriate action for the message*/5.switch(LOWORD(wParam)6.7.8./*HID device arrival*/9.case DBT_DEVI

21、CEARRIVAL:10.11./*try to open a handle to the device*/12.if(m_MyHidDevice.FindHid()/*此处必须调用 FindHid()判断是否是“我”的 HID设备插入 USB 口*/USB 学习板：EASY USB 51 PROGRAMER 配套光盘 主页地址：http:/ 淘宝网店：http:/ HID 设备插入 USB 口*/15./*您在这里可以添加其它功能代码*/16.17.break;18.19.20./*HID device removal*/21.case DBT_DEVICEREMOVECOMPLETE:22

22、.23.if(!m_MyHidDevice.FindHid()/*此处必须调用FindHid()判断是否是“我”的HID 设备拨出 USB 口*/24.25./*检测到指定的 HID 设备拨出 USB 口*/26./*您在这里可以添加其它功能代码*/27.28.break;29.30.31.32.return true;33.13、这里为了实现在 Message 信息框里显示 HID 设备的拨插操作，现对 OnDeviceChange 函数作如下填充：1.LRESULT CEasyUSB51ProgramerTest1Dlg:OnDeviceChange(WPARAM wParam,LPARA

23、M lParam)2.3.4./*take the appropriate action for the message*/5.switch(LOWORD(wParam)6.7.8./*HID device arrival*/9.case DBT_DEVICEARRIVAL:10.11./*try to open a handle to the device*/12.if(m_MyHidDevice.FindHid()/*此处必须调用 FindHid()判断是否是“我”的 HID设备插入 USB 口*/13.14./*检测到指定的 HID 设备插入 USB 口*/USB 学习板：EASY US

24、B 51 PROGRAMER 配套光盘 主页地址：http:/ 淘宝网店：http:/ short nIndex =m_ctrlMessage.InsertString(-1,My hid device detected);17.m_ctrlMessage.SetCurSel(nIndex);/流动信息窗口 18.m_ctrlWrite.EnableWindow(TRUE);/启用write按钮 19.20.break;21.22.23./*HID device removal*/24.case DBT_DEVICEREMOVECOMPLETE:25.26.if(!m_MyHidDevice.

25、FindHid()/*此处必须调用FindHid()判断是否是“我”的HID 设备拨出 USB 口*/27.28./*检测到指定的 HID 设备拨出 USB 口*/29./*您在这里可以添加其它功能代码*/30.unsigned short nIndex =m_ctrlMessage.InsertString(-1,My hid device removed);31.m_ctrlMessage.SetCurSel(nIndex);/流动信息窗口 32.m_ctrlWrite.EnableWindow(FALSE);/禁用write按钮 33.34.break;35.36.37.38.retur

26、n true;39.14、对 HID 的读写可通过 Hid 类的成员函数 WriteHid 和 ReadHid。以下是write按钮的响应函数，实现对 HID 设备的读写操作：1.void CEasyUSB51ProgramerTest1Dlg:OnBtnWrite()2.3.unsigned char ucTxBuffer64;/发送缓冲 4.unsigned char ucRxBuffer64;/接收缓冲 5.6.UpdateData(TRUE);7.8./判断发送框中内容是否超过 64 字节 9.if(m_strTx.GetLength()64)10.USB 学习板：EASY USB 5

27、1 PROGRAMER 配套光盘 主页地址：http:/ 淘宝网店：http:/ 64 个字节);12.13.14./准备发送缓冲区中的内容 15.for(int i=0;i64;i+)16.17.if(i=(m_strTx.GetLength()-1)18.ucTxBufferi =m_strTx.GetAt(i);19.else 20.ucTxBufferi =0;21.22.23./写操作 24.m_MyHidDevice.WriteHid(ucTxBuffer,64);25./读操作 26.m_MyHidDevice.ReadHid(ucRxBuffer,64);27.28.m_str

28、Rx =ucRxBuffer;29.UpdateData(FALSE);30.完成后的实际效果：下载程序 USB 学习板：EASY USB 51 PROGRAMER 配套光盘 主页地址：http:/ 淘宝网店：http:/ 实例实例 2 此例子需要用到扩展板：EXT-BOARD-A。实现功能为通过上位机设定 EXT-BOARD-A 上的 8 个发光二极管状态。1、命令及数据定义 下位机已经规定了每帧数据的长度为64个字节，我们现在需要对每一个字节的含义作出定义。在这个实例中，我们可作如下规定：每帧数据前 5 个字节为命令，命令后面紧跟数据（从第 6 个字节开始）。命令为 ASCII 编码，在此

29、实例中只有一个命令“ENLED”，代表设备 LED 状态。命令后面的一个字节为数据，代表 D0D7 八个 LED 的状态，后面的字节无意义。2、修改下位机程序 修改 main.c 文件，其内容如下：1./*Copyright(c)*2.*百合电子工作室 3.*4.*5.*6.*http:/ 7.*8.*文 件 名:main.c 9.*最后修改日期:2008 年 12 月 25 日 10.*描 述:用户应用程序 11.*版 本:V6.0 12.*/13.14./#include 15.#include 16.#include D12Config.h 17.#include Descriptor.

30、h 18.#include Chap_9.h 19.#include D12Driver.h USB 学习板：EASY USB 51 PROGRAMER 配套光盘 主页地址：http:/ 淘宝网店：http:/ 21.22.main()23.24.unsigned char ucLedState;25.26.if(Init_D12()!=0)/初始化 D12 27.return;/如果初始化不成功,返回 28.29.IT0=0;/外部中断 0 为电平触发方式 30.31.EX0=1;/开外部中断 0 32.PX0=0;/设置外部中断 0 中断优先级 33.EA=1;/开 80C51 总中断 3

31、4.35.while(1)36.37.usbserve();/处理 USB 事件 38.if(bEPPflags.bits.configuration)39.40./在这里添加端点操作代码 41.42.if(bEPPflags.bits.ep2_rxdone)/主端点接收到数据(从主机发往设备的数据)43.44.bEPPflags.bits.ep2_rxdone =0;45.46./判断是否是 ENLED 命令（EpBuf 的前 5 个字节为”ENLED“）47.if(strncmp(ENLED,EpBuf,5)=0)48.49./取得 LED 状态设定值 50.ucLedState =EpBuf5;51.52./设定 LED 状态 53.P0 =ucLedState;54.55.56.57.58.点击这里下载修改好的源代码 3、上位机程序 USB 学习板：EASY USB 51 PROGRAMER 配套光盘 主页地址：http:/ 淘宝网店：http:/ 1 的学习，其实上位机程序的编写非常简单，所以在这里只贴出源代码。上位机界面 LED 的状态由上位机控制 下载程序 USB 学习板：EASY USB 51 PROGRAMER 配套光盘 主页地址：http:/ 淘宝网店：http:/