宝 典 丛 书
USB 3.0 编程宝典
郑 杰 编著
内 容 简 介
USB 总线接口技术是当前计算机接口最流行的技术,本书系统地介绍了 USB 总线接口的协议、工作原理、
驱动程序设计以及上位机控制函数。本书中还以大量实例,全面详细地介绍了不同场合下 USB 接口的应用。
本书言简意赅、通俗易懂,知识点介绍全面详细,实例完整丰富。通过本书,读者能够更快、更好地掌握当
前最新 USB 接口的原理及设计方法。
本书分为 4 部分,共 26 章,全面详细地讲述了 USB 接口的编程原理及应用实例。第 1 部分是 USB 总线接
口技术基础,介绍了 USB 总线接口的协议、事务处理、数据传输方式以及设备配置等;第 2 部分重点介绍了
USB 接口驱动程序的设计,包括使用 DriverStudio 进行驱动程序设计、使用通用 USB 驱动程序以及 LabVIEW 平
台下的驱动程序设计;第 3 部分是 USB 编程基础,详细介绍了在 DriverStudio、C++、C#和 LabVIEW 平台下如
何对 USB 接口进行读写控制;第 4 部分为 USB 开发实战,通过 11 个例子,详细介绍了在不同的应用场合下
USB 接口设备的设计,包括完整的电路图、固件程序、驱动程序和上位机程序设计。
本书内容全面、结构紧凑、实例丰富。对于 USB 接口开发的初学者,通过学习本书可以快速掌握 USB 接
口开发。本书对具有一定开发经验的设计人员也有很好的参考价值。
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版权所有,侵权必究。
图书在版编目(CIP)数据
USB 3.0 编程宝典 / 郑杰编著. —北京:电子工业出版社,2013.9
(宝典丛书)
ISBN 978-7-121-21296-3
Ⅰ. ①U… Ⅱ. ①郑… Ⅲ. ①USB 总线-串行接口-程序设计 Ⅳ. ①TP334.7
中国版本图书馆 CIP 数据核字(2013)第 196694 号
策划编辑:张月萍
责任编辑:周宏敏
印 刷:
装 订:
出版发行:电子工业出版社
北京市海淀区万寿路173信箱 邮编:100036
开 本:787×1092 1 /16 印张:48.25 字数:1282千字
印 次:2013年9月第1次印刷
定 价:99.00元
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前言
III
前 言
USB 是一种新型的计算机总线接口技术,其全称为 Universal Serial Bus(通用串行总线)。目
前,在消费电子产品以及智能测控等领域,USB 接口得到了广泛的应用。USB 接口使得计算机和
外部设备的连接十分方便,例如 USB 鼠标、USB 键盘、USB 摄像头、USB 移动硬盘、USB 打印
机等。在实际设计工作中,也越来越多地采用 USB 技术,例如 USB 接口控制、高速 USB 数据采
集等。目前 USB 接口大有取代其他老式接口的趋势。因此,掌握 USB 接口的设计开发是非常必要
的。
为了便于广大电子设计者能够掌握 USB 接口的知识,并快速开展基于 USB 接口的设计开发,
本书详细介绍了新型 USB 总线接口的协议、工作原理、驱动程序开发、固件程序设计和上位机程
序设计。另外,本书还以丰富的实例,全面详细地介绍了在各种应用场合下 USB 的设计实例。学
完本书后,读者可以全面地掌握 USB 接口的设计开发。
和其他书籍相比,本书具有如下优点
1.知识点丰富全面
为了便于读者全面掌握 USB 总线接口技术,本书涉及 USB 总线技术接口协议、USB 事务处
理、USB 数据传输类型、各类 USB 描述符及设备请求,同时还介绍了各种平台下的 USB 驱动程
序开发和上位机编程。通过本书,读者可以完整掌握不同平台下 USB 设备的开发。
2.内容新颖
USB 接口技术发展非常迅速,现在已经推出了全新的超高速 USB 3.0 接口技术协议。本章在
介绍常规的 USB 接口协议和开发时,还介绍了当前最新的 USB 3.0 总线接口技术。同时,在 USB
接口开发和应用方面,针对近年来全新的 LabVIEW 平台 USB 接口开发以及嵌入式 Android 操作系
统下的 USB 接口开发进行了介绍。这些内容都是近年来 USB 接口的全新应用点,十分具有前沿性。
3.遵循开发流程
由于 USB 开发涉及不同的领域,所以为了便于读者学习,本书按照开发流程和学习顺序,严
格划分章节。通过 USB 总线技术接口协议、USB 驱动程序开发、USB 编程基础和 USB 开发实战 4
章的内容,逐步带领读者深入 USB 接口开发。同时,在每一章中,采用由浅入深的方式,逐步展
开各个知识点的讲解。
4.实例完整详细
对于读者来说,完整详细的实例可以帮助读者理解和掌握 USB 接口的开发。本章对于每一个
应用实例都详细介绍了开发基础知识,并提供了完整的电路原理图、驱动程序设计、固件程序和上
位机程序。读者可以将本书实例直接应用于实际工作中。对于需要改进的实例,也只需要简单修改,
就可以投入使用。
IV
USB 3.0 编程
5.开发代码讲解注释详细
本书在每一个 USB 设计实例中,对程序代码进行了比较详细的注释和讲解,从而帮助读者理
解程序代码的功能,加速 USB 设计学习的进度。
6.多平台开发模式
随着技术的不断进步和发展,USB 接口的开发可以采用多种方式。本书摆脱传统的单一平台
设计模式,全面介绍了 DriverStudio、Visual C++、Visual C#、LabVIEW 和 Android 平台下的 USB
接口开发。读者可以更为全面地掌握 USB 接口开发,为日后的设计工作提供更多思路。
本书的内容
本书以全面性、实用性、系统性、完整性和前沿性为导向,详细介绍了 USB 总线技术接口开
发的全过程。本书分为 4 部分,共 26 章内容。
第 1 部分是 USB 总线接口技术基础,共分为 8 章。详细介绍了 USB 接口技术、USB 事务处
理、USB 数据传输类型、各类 USB 设备配置以及常用的 USB 接口芯片。
第1章为 USB 技术概述,介绍了 USB 总线技术的产生、USB 接口类型以及 USB 总线版本,
同时还对 USB 总线结构以及其他相关计算机接口进行了介绍对比。最后,给出了 USB 设备开发的
基本流程。
第2章为 USB 电源管理,介绍了 USB 接口的供电方式,并重点介绍了典型 USB 接口的电源
设计以及 USB 电源管理方式。
第3章为 USB 事务处理,介绍了 USB 事务处理的各个阶段以及 7 种典型的 USB 事务处理,
这是 USB 接口协议的底层基础。
第4章为 USB 数据传输类型,详细介绍了 USB 接口的块传输、中断传输、控制传输和同步传
输 4 种传输类型,并针对全新的 USB 3.0 介绍了传输方式的改变。
第5章为 USB 设备配置,对 USB 功能设备的描述符进行了全面的介绍,并详细讲解了 USB
设备请求。
第6章为 USB 集线器配置,详细介绍了 USB 集线器的描述符以及集线器设备请求。
第7章为 USB HID 设备配
置,详细介绍了 USB HID 类设备的描述符以及 USB HID 设备请求。
第8章为常用的 USB 芯片,介绍了几种常用的通用 USB 接口芯片和专用 USB 接口芯片,这
些内容是 USB 接口开发的基础,在实际开发过程中会经常用到。最后,还介绍了 USB 接口在 PCB
设计上的注意事项。
第2部分是 USB 驱动程序设计,共分为 3 章。详细介绍了 USB 驱动程序的概述,以及采用
DriverStudio、通用驱动程序和 LabVIEW 平台下的 USB 驱动程序开发。
第9章为 USB 驱动程序,介绍了 Windows 平台的 WDM 驱动程序框架,并介绍了 DriverStudio
驱动开发工具。
第10章为通用驱动程序解析,详细讲解了驱动程序的 INF 文件结构,并介绍了 Cypress 通用
驱动程序和微软通用 USB 驱动程序 WinUSB。
第11章为 LabVIEW 平台的 USB 驱动程序开发,详细讲解了 NI LabVIEW 平台及 NI-VISA 平台,
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