在与网友交流D12开发心得时,发现有些网友对与PC应用软件与单片机之间数据交换的过程有些困惑,不明白PC应用软件是怎么将数据发给单片机以及单片机是怎样通过D12将数据传给PC应用软件的。在此,谈谈个人对这一过程的理解,希望对大家有些帮助。

用户开发的USB设备一般不是windows开发的标准设备,而在VC软件中要对一个设备进行操作,必须先用CreateFile函数打开设备才能对其进行读写操作。当我们采用driverstudio开发驱动时,框架会产生一个OpenByInterface函数,它将CreateFile函数封装在了里面,其原型如下：

HANDLE OpenByInterface(

              GUID* pClassGuid,       // points to the GUID that identifies the interface class

DWORD instance,         // specifies which instance of the enumerated devices to open

              PDWORD pError          // address of variable to receive error status

              )

当我需要打开一个USB设备时只需要知道该设备的Guid就行了。这个所谓的Guid就是windows里面唯一标记硬件设备的标志,可由driverstudio自动产生,不需要人工干预。

在打开设备以后,我们就可以调用读写函数对设备进行读写了。VC中与驱动交流的函数主要是DeviceIoControl函数。该函数定义如下：

BOOL DeviceIoControl(

  HANDLE hDevice,              // handle to device,设备句柄

  DWORD dwIoControlCode,       // operation,IOCTL操作码

  LPVOID lpInBuffer,           // input data buffer,输入数据缓冲//区

  DWORD nInBufferSize,         // size of input data buffer,输入//数据缓冲区大小

  LPVOID lpOutBuffer,          // output data buffer,输出数据缓冲//区

DWORD nOutBufferSize,        // size of output data buffer,输出

//数据缓冲区大小

  LPDWORD lpBytesReturned,     // byte count,通讯字节计数

  LPOVERLAPPED lpOverlapped    // overlapped information,异步通讯//信息

);

参数中的dwIoControlCode对应着驱动中定义的IOCTL操作码。该操作码唯一定义了驱动的各项操作,比如读写端点1,读写端点2等。其他参数请参考msdn。

利用上述函数,分别编写VC中读写各端点的函数。在本人提供的应用程序实例里定义了以下几个函数：

DWORD CTestDevice::Endpoint1ReadPipes(UINT Length, void *pBuffer)

DWORD CTestDevice::Endpoint1WritePipes(UINT Length, void *pBuffer)

DWORD CTestDevice::ReadBulkPipes(UINT Length,void* pBuffer,DWORD* dwBytesTransferred)

DWORD CTestDevice::WriteBulkPipes(UINT Length,void* pBuffer,DWORD* dwBytesTransferred)

在程序中,定义一个CTestDevice类,然后调用上面的函数即实现了对4个D12端点的同步读写操作。由于异步读写需要更深层次的驱动的知识,所以不做探讨。

当PC应用软件希望发送数据给单片机时,只需调用Endpoint1WritePipes或者WriteBulkPipes（针对不同端点,下同）函数,剩下的USB底层数据传送则交给了驱动与D12。当数据传送过来后,D12便触发中断,单片机在查询了中断寄存器后便知道PC通过哪个端点发送数据过来,随后读出该端点缓冲区的数据,进行操作。

当单片机需要发送数据给PC应用软件时,只要调用D12_WriteEndpoint函数即可将数据通过D12传送到PC端。那么PC应用软件怎么知道数据已经过来了呢？在同步数据读写方式下,PC应用软件一般采用查询的方式。大家可以看到DeviceIoControl函数中定义了输出缓冲区和输入缓冲区。PC应用软件在得到单片机发送过来的数据前,一直查询输入缓冲区的数据有没变化。一旦数据有变化,表明单片机已经发送数据过来,然后读出缓冲区的数据进行操作。当然这有个很大的缺点,就是PC应用软件进行查询时,就不能再做别的事情了,线程被阻塞。这个可以通过多线程的方式解决。

当采用异步读写的时候,就可以避免上面的问题,它类似与一种中断机制,即当数据传送过来时,驱动会发送一个IRP包通知应用程序。在这之前,应用程序完全可以处理别的事情,而不需要等待。当然这种方式是以增加驱动程序难度为代价的,对于初学者来说还是过于复杂了。