经
文章编号： １ ６７１·１ ０４１（２００５）０１·００５２－０２
ＵＳＢ上位机程序开发与设计
童洪洁 ，李宝华
（吉林大 学 电子科学 与工程 学院 ，长春 １３００６１）
摘要：本文介绍了在 ＶＣ＋＋环境下 ＵＳＢ上位机程序的开发和设计，ＩＥＩ￣ｊ用·
Ｗｉｎｄｏｗｓ ＡＰＩ（Ａｐ ｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｐｒ０ｇｒａｍ Ｉｎｔｅ ｒｆａｃｅ）实现 ＵＳＢ接 口通信 的方
法。给出了多线程客户应用程序软件的实例。
关键 词： ＵＳＢ．ＡＰ ＶＣ＋＋：线 程
中图 分类号 ： ＴＰ３１ １ 文献标识 码 ： Ｂ
Ｄｅｖｅｌｏｐ ａｎｄ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｔｈｅ ｈｏｓｔ
ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ ｏｎ ｕｓｂ
ＴＯＮＧ ｆｌｏｎｇ－ｊｉｅ，ＬＩ Ｂａｏ－ｈｕａ
（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ
Ｊｉｌｉｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ １３００６１）
Ａｂｓｔｍｃｔ：Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ａｎｄ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｔｈｅ
ｈｏｓｔ ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ ｏｎ ＵＳＢ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｅｎｖｉｒｏ ｍｅｎｔ ｏｆ ＶＣ ＋＋，
ｍａｋｉｎｇ ｕｓｅ ｏｆ Ｗｉｎｄｏｗｓ ＡＰＩ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｐｒ０ｇｒａｍ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）ｔｏ ｒｅａｌｉｚｅ
ＵＳＢ ｉｎｔｅ ｒｆａｃｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ．Ｐｒｏ ｖｉｄｅ ｔｈｅ ｉｎｓｔａｎｃｅ ｏｆ ｍａｎｙ
ｔｈｒｅａｄ ｃｕｓｔｏｍｅｒ＇ｓ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｐｒｏ ｇｒａｍ ｓｏｆｔｗａｒｅ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ＵＳＢ：ＡＰＩ：ＶＣ＋＋：ＴＨＲＥＡＤ
ＵＳＢ（通用串行总线）现在逐渐成为各种新型设备的的通用标
准总线 ，并且大有 取代 传统 的 ＲＳ一２３２趋势 。 ＵＳＢ在速度有 ＲＳ
一
２３２无法匹敌的优势，同时随着 ＵＳＢ 的发展，从 １９９５年提出 ＵＳＢ
标准．经历 了 ＵＳＢ１．０，ＵＳＢ１．１，ＵＳＢ２．０，到现在 ＵＳＢＯＴＧ规范 ，
ＵＳＢ的传输速度也得 到迅猛 的提升 。从 ＵＳＢ１．１设 备的传 输速度
１２Ｍｂｉｔｓ／ｓ到 ２．０设备的４８０Ｍｂｉｔｓ／ｓ的发展 ．同时 ＵＳＢ设备即插即
用的特点，使其应用更加广泛并且超过了目前很多工业接 口总线标
准，因而它的应用越发重要。
然而 ＵＳＢ在应用上给我们带来极大方便时，在软件处理上也
给我们造成了不小麻烦。由于 ＵＳＢ 设备是基于通信协议的接 口设
备，使得我们不能在电脑上像处理 ＲＳ一２３２那样来 处理 ＵＳＢ。ＵＳＢ
设备需要驱动 程序的支持，而 ＲＳ一２３２则不需要，而且 ＵＳＢ设备是
从设备，任何的ＵＳＢ传输都必须从电脑里的 ＵＳＢ主机开始发送指
令，虽然绝大部分的 ＵＳＢ设备厂商都给出了驱动程序但是应用接
口还需要客户 自行设计 ，从而使得上位机的编程变得尤为重要。在 ＶＣ
＋＋环境下，传统的 ＲＳ·２３２可以直接使用相应的控件直接与外设进
行通信 ，而 ＵＳＢ不具备相应 的控件 ，不过我们可以利用 ＶＣ的环
境下的 Ｗｉｎｄｏｗｓ ＡＰＩ函数把 ＵＳＢ接 口当作文件来操作，从而轻
而易举的实现 ＵＳＢ接 口通信。
１ ＵＳＢ接口通信
目前大多数驱动程序都采用了Ｗ ＤＭ（Ｗｉｎｄｏｗ Ｄｒｉｖｅｒ Ｍｏｄｅ１）．
从而我 们可以采用两 种方式来 打开 设备： （１）ＧＵＩＤ接 口方式 ：
（２）符号连接名 方式。在采用 ＧＵＩＤ 接 口方』Ｉ＝之前．一’定要获取
此设备 的ＧＵＩＤ，在实际开发中可以从驱动 程序或 者利用 Ｗｉｎｄｏｗｓ
ＡＰＩ函数获取。以下为主要步骤 ：
１．１获取设备信息集
ＳｅｔｕｐＤｉＧｅｔＣｌａｓｓＤｅｖｓ（
收稿 日期： ２００４·１ １·１２
５２ ＥＩＣ Ｖ０Ｉ．１ ２ ２００５ Ｎ０．１
墨 麦旦
ｐＧｕｉｄ， ，，指 向一 个 安装类 或接 口类 的 ＧＵＩＤ
ＮＵＬＬ， ，，指 向 字符 串，过 滤返 回的设 备
ＮＵＬＬ， ，，返 回 顶层 窗 口旬 柄
ＤＩＧＣＦ— ．
ＩＮＴＥＲＦＡＣＥＤＥＶＩＣＥＩ ＤＩＧＣＦ
— —
ＰＲＥＳＥＮＴ
，，给出构造设备信息集的控制操作
）
ＳｅｔｕｐＤｉＧｅｔＣｌａｓｓＤｅｖｓ函数是一个设备信息集的处理程序，它
包含 了指定参数匹配的所有已安装的设备。
１．２识别接 口信息
ＳｅｔｕｐＤｉＥｎｕｍＤｅｖｉｃｅｌｎｔｅｒｆａｃｅｓ（
ｈａｒｄｗａｒｅＤｅｖｉｃｅｌｎｆｏ，，，指 向接 口设备信 息集
０， ，，指向 一个 ＳＰ—ＤＥＶＩＮＦＯ—ＤＡＴＡ 结构
ｐＧｕｉｄ， ，，指 向一 个 ＧＵＩＤ，它标 识 了请求接 口的设备接 口类
ｉ， ，，设 备接 口表 中基于 零 的索 引
＆ｄｅｖｉｃｅｌｎｆｏＤａｔａ） ，，分配 给调 用程 序 的缓冲 区
ＳｅｔｕｐＤｉＥｎｕｍＤｅｖｉｃｅＩｎｔｅｒｆａｃｅｓ函数返回设备信息集的一个设
备接 口元素的环境结构 ，每次调用该函数返回一个设备接 口的信
息。
１．３得设备路径名
ＳｅｔｕｐＤｉＧｅｔＤｅｖｉｃｅｌｎｔｅｒｆａｃｅＤｅｔａｉｌ（
ＨａｒｄｗａｒｅＤｅｖｉｃｅｌｎｆｏ， ，，指 向设备信 息集
ＤｅｖｉｃｅｌｎｆｏＤａｔａ， ，，指 向标识 设备 的接 口
ｆｕｎｃｔｉｏｎＣｌａｓｓＤｅｖｉｃｅＤａｔａ， ，，指向接受接口信息
ｐｒｅｄｉｃｔｅｄＬｅｎｇｔｈ， ，，接受缓冲区大小
ＮＵＬＬ） ，，指向缓冲区接受请求接口的设备信息
１．４设备设置
在应用程序和驱动程序中，最常用的ＡＰＩ函数为 Ｃｒｅ￣ｅＦｆｌｅ，
ＲｅａｄＦｉｌｅ，ＷｒｉｔｅＦｉ１ｅ，ＤｅｖｉｃｅｌｏＣｏｎｔｒｏ１．ＣｌｏｓｅＦｉｌｅ等 等 ， 其 中
ＣｒｅａｔｅＦｌｉｅ，ＣｌｏｓｅＦｉｌｅ函数是必须用到 的，其他 的根据具体需要而
定。
ｈＦｉｌｅ＝ＣｒｅａｔｅＦｉｌｅ（
ｆｕｎｃｔｉｏｎＣｌａｓｓＤｅｖｉｃｅＤａｔａ·＞ＤｅｖｉｃｅＰａｔｈ， ｜｜瓠 开设 备名
ＧＥＮＥＲＩＣ
—
ＲＥＡＤ Ｉ ＧＥＮＥＲＩＣ
— ＷＲＩＴＥ， ，，允许读写 访问文件
ＦＩＬＥ
—
ＳＨＡＲＥ
—
ＲＥＡＤＩＦ￣ Ｅ
—
ＳＨＡＲＥ
— Ｗ ＲＩＴＥ、 ，，读写共享 模式
ＮＵＬＬ，
ＯＰＥＮ
＿ ＥＸＩＳＴＩＮＧ， ，，打 开而 不是创 建
ＦＩＬＥ
＿
ＡＴＴＲＩＢＵＴＥ
—
ＮＯＲＭ ＡＬＩＦＬＩＥ
—
ＦＬＡＧ
＿ ＯＶＥＲＬＡＰＰＥＤ，，，以异步
方式打开文件
ＮＵＬＬ）；
如果上述函数返回成功，这时我们就可以进行读写操作。一
般情况 下我们采用 ＲｅａｄＦｆｌｅ，ＷｒｉｔｅＦｉｌｅ就足够了，如果我们需要在
驱动中加入控制部分的时候，就需要使用 ＤｅｖｉｃｅｌｏＣｏｎｔｒｏｌ函数。
通常我们都采用同步方式打开文件，但是当我们的程序需要处理多
个事务时，以同步方式打开接 口就会造成接 口函数的阻塞，只有等
到驱动程序完成相应的数据传输操作时才能往下执行。由于 目前市
面上比较流行的ＵＳＢ设备芯片都是多端点通信，但是他们本身只
能准双工通信，在数据传输的谐调方面至关重要。因此当我们采用
异步通信就可以很好的协调程序事务。
２ 客户软件设计
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