WinUSB驅動實現及其通信傳輸應用

石保敬，王長荀，怯肇乾

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WinUSB驅動實現及其通信傳輸應用

石保敬，王長荀，怯肇乾

（河南馳誠電氣，河南 鄭州 450001）

微軟近年來推出的規范簡便的WinUSB設備通信模型，編程對接的關鍵是“底層USB設備如何添加描述使Windows OS識別其為WinUSB設備”和“可視化測試/應用程序怎樣通過WinUSB.dll調用與之進行管道數據傳輸的實現”，恰到好處的運用定時器或線程是異步快速實時數據接收軟件設計的核心，USB測試/應用程序發布針對低級操作系統版本需要編寫引導安裝程序，USB設備插拔處置和多USB設備通信的操控也需要特定處置，如此編程設計，Windows下USB設備傳輸通信就如同傳統的RS-232C通信一樣方便自如而且還直截了當和迅速高效了。

USB描述符；WinUSB設備；異步數據傳輸；定時數據接收；線程數據接收

0 引言[9]

Windows操作系統OS（Operation System）下，通過USB（Universal Serial Bus）接口，讀寫訪問USB設備，是嵌入式應用系統和可視化測試/應用軟件開發必不可少的常用環節。微軟從Winxp-SP2版本開始，在Windows中集成了通用的WinUSB Device驅動及其連接OS底層和應用層的WinUSB.dll，極大簡化了USB數據的通信傳輸。恰到好處的運用WinUSB進行開發，同樣可以到達類似使用傻瓜托管式的WinDriver軟件的效果。編程設計的關鍵是如何讓Windows快速的把USB設備識別為通用WinUSB設備和應用軟件怎樣合理調用WinUSB.dll對應的WinUSB.lib庫。本文就此展開詳細闡述。

開發WinUSB驅動實現及其通信傳輸應用，可以采用C++、C#或JavaScript等語言，最好的集成開發環境IDE（Integrated Development Environment）是Visial Studio，也可以是Rad Studio XE等，無論哪個IDE都需要首先安裝Windows驅動程序開發工具包WDK（Windows Driver Kit）。這里以Rad Studio XE和STM32F103系列微控制器的可視化USB設備通信開發為例加以說明。

1 底層USB設備通信支持[1-4]

嵌入式應用系統實現USB設備通信，主要是在高優先級的中斷服務程序中實現的，包括常規的USB標準請求應答和管道讀寫收發實現，管道操作主要是中斷和批量傳輸，USB標準請求包括設備、配置、接口及其端點描述與速度限定變換。必須設法讓Windows識別為通用WinUSB設備，可視化測試/應用程序才可以使用通用的WinUSB設備驅動進行溝通交互，如圖1所示。

圖1 通用WinUSB設備的操作系統識別

為此，需要特別構造1個標準USB類描述符--OS描述符和2個供應商類描述符--OS特征ID（Identifier)描述符和注冊設備接口GUID描述符。全球唯一標識符GUID（Globally Unique Identifier）。

1.1 標準USB類OS描述符

OS描述符，定義存儲在字符串索引0xEE 處，對應的USB標準請求為：

80 06 ee 03 00 00 12 00

典型的OS描述符定義如下：

#define bMS_VendorCode 0x01

//Vendor 請求的請求代碼

const unsigned char OsDscrptStr[] =

// "MSFT100" : index : 0xEE : langId : 0

{ 0x12, 0x03, 'M', 0, 'S', 0, 'F', 0, 'T', 0, '1', 0, '0', 0, '0', 0, bMS_VendorCode, 0 };

1.2 供應商類OS特征ID描述符

供應商類OS特征ID描述符，用作設置擴展兼容，對應的供應商類請求為：

初步請求--c0 01 00 00 04 00 10 00，再次請求--c0 01 00 00 04 00 28 00

典型的OS特征ID描述符包定義如下：

const unsigned char cptbIdDscrpt [] =

{ 0x28, 0x00, 0x00, 0x00, //包長

0x00, 0x01, //BCD版本

0x04, 0x00, //索引

0x01, //數量

0x00, 0x00, 0x00, 0x00,

0x00, 0x00, 0x00, //保留[7]

0x00, //第一接口編號

0x01, //保留(0x01)

'W', 'I', 'N', 'U', 'S', 'B',

0x00, 0x00, //兼容ID[8]

0x00, 0x00, 0x00, 0x00,

0x00, 0x00, 0x00, 0x00, //子兼容ID[8]

0x00, 0x00, 0x00,

0x00, 0x00, 0x00 //保留[6]

};

1.3 供應商類注冊設備接口GUID

供應商類注冊設備接口GUID，將體現在注冊表中，如圖2所示，GUID可用相應工具軟件產生。

圖2 Windows注冊表中的特定通用USB設備接口GUID示意圖

該描述符，供應用程序調用該GUID做讀寫訪問的USB設備識別，對應的供應商類請求為：

初次請求--c1 01 00 00 05 00 0a 00，再次請求--c1 01 00 00 05 00 8e 00

典型的注冊設備接口 GUID描述符定義如下：

const unsigned char itfcGuidDscrpt[] =

{ 0x8E, 0x00, 0x00, 0x00, //包長（頭+各部分）

0x00, 0x01, //頭: BCD版本

0x05, 0x00, //索引

0x01, 0x00, //數量

0x84, 0x00, 0x00, 0x00 //部分: 大小

0x01, 0x00, 0x00, 0x00, //屬性數據類型

0x28, 0x00, //屬性名字長度

{ 'D', 0, 'e', 0, 'v', 0, 'i', //屬性名稱[40]:

0, 'c', 0, 'e', 0, 'I', 0, "DeviceInterfaceGUID"

'n',0, 't', 0, 'e', 0, 'r',

0, 'f',0, 'a', 0, 'c', 0,

'e', 0, 'G',0, 'U', 0,

'I', 0, 'D', 0, 0, 0

},

0x4E, 0x00, //屬性數據長度:

0x00, 0x00, 78[0x4E]

{ '{', 0, '1', 0, '2', 0, '3', 0, //屬性數據: {12345678-

'4', 0, '5', 0, '6', 0, '7', 1234-1234-1234-

0, 8', 0, '-', 0, '1', 0, '2', 123456789ABC}

0, '3', 0, '4', 0, '-', 0, '1',

0, '2', 0, '3', 0, 4', 0, ' '-',

0, '1', 0, '2', 0, '3', 0, '4',

0, '-', 0, '1', 0,'2', 0, '3', 0,

'4', 0, '5', 0, '6', 0, '7', 0,

8', 0, '9', 0, 'A', 0, 'B', 0,

'C', 0, '}', 0, 0, 0

}

};

可用作者的“ARM系列微處理控制器的軟件體系架構工具”得到完整的STM32103系列USB驅動程序，包括上述3個特殊描述符在內的標準USB請求類和供應商請求及其應答配置與控制、中斷、批量或同步管道傳輸代碼，限于篇幅，不再贅述。

2 WinUSB設備驅動運用[3-4,10]

可視化測試/應用程序中使用Windows OS通用的WinUSB設備驅動，必須引入對WDK頭文件的引用，需要在可視化窗口.cpp文件頭部加入的典型.h文件引用如下：

#include "Windows Kits10Include10.0.15063. 0sharedusb.h"

#include "Windows Kits10Include10.0.15063. 0sharedstrsafe.h"

#include "Windows Kits10Include10.0.15063. 0umSetupAPI.h"

#include "Windows Kits10Include10.0.15063. 0umwinusb.h"

可視化測試/應用程序，通過連接OS底層和應用層的WinUSB.dll操作特定的通用WinUSB Device，必須在項目工程中引用WinUSB.dll對應的WinUSB.lib庫文件。WDK提供有相應的WinUSB. lib，在Visival Studio中引用沒有問題，但不能直接在Rad Studio XE中引用，編譯連接時會報錯：

BCB contains invalid OMF record, type 0x21 (possibly COFF)

這是IDE要求的原始設備制造商OEM（Original Equipment Manufacturer）的通用對象文件格式COFF（Common Object File Format）不同引起的lib文件兼容不足導致的。可以使用Rad Studio XE的coff2omf. exe工具進行轉換再加以引用，命令行操作如下，其中前者是微軟DDK提供的，后者就是得到的Rad Studio XE開發所需的庫：

coff2omf -lib:ms WinUSB.lib bcb WinUSB.lib

3 WinUSB通信傳輸實現[3-8]

3.1 WinUSB設備文件操作

與其它OS一樣，Winsows把設備當做文件操作，但USB設備又有特定的集成端點在內的管道傳輸的接口，所以打開USB設備文件后還要打開相應的USB接口，得到特定的USB接口操作句柄，之后就可以運用該句柄，調用管道讀寫進行數據傳輸了?？梢暬瘻y試/應用程序退出時必須依次關閉USB接口操作句柄和設備文件操作句柄。

獲取USB設備及其接口操作句柄的典型函數代碼如下：

HANDLE hDeviceHandle = INVALID_HANDLE_VALUE; // 設備文件句柄

WINUSB_INTERFACE_HANDLE hWinUSBHandle // WinUSB操作句柄

= INVALID_HANDLE_VALUE;

// USB設備文件句柄創建[接口GUID,設備句柄]-------------------------------------------------------------------

BOOL GetDeviceHandle(GUID guidDeviceInterface, PHANDLE hDeviceHandle )

{ if ( guidDeviceInterface == GUID_NULL ) return FALSE;

BOOL bResult = TRUE; HDEVINFO hDeviceInfo;

SP_DEVINFO_DATA DeviceInfoData; DWORD index = 0;

SP_DEVICE_INTERFACE_DATA deviceInterfaceData;

PSP_DEVICE_INTERFACE_DETAIL_DATA pInterfaceDetailData = NULL;

ULONG requiredLength = 0; LPTSTR lpDevicePath = NULL;

// 為特定設備的接口類而獲取安裝設備的所有信息

hDeviceInfo = SetupDiGetClassDevs(&guidDeviceInterface, NULL, NULL,

DIGCF_PRESENT | DIGCF_DEVICEINTERFACE );

if ( hDeviceInfo == INVALID_HANDLE_VALUE ) goto done; // 無效退出

// 在設備信息集中枚舉所有設備接口

DeviceInfoData.cbSize = sizeof(SP_DEVINFO_DATA);

for(index=0; SetupDiEnumDeviceInfo(hDeviceInfo, index, & DeviceInfoData); index++)

{ if(lpDevicePath) LocalFree(lpDevicePath); // 復位相應項

if(pInterfaceDetailData) LocalFree(pInterfaceDetailData);

deviceInterfaceData.cbSize = sizeof(SP_INTERFACE_DEVICE_DATA);

bResult = SetupDiEnumDeviceInterfaces( hDeviceInfo, // 獲取設備接口信息

&DeviceInfoData, &guidDeviceInterface, 0, &deviceInterfaceData );

if(GetLastError()== ERROR_NO_MORE_ITEMS) break; // 最后項?

if(!bResult) goto done; // 錯誤退出

// 動態調用2次,首次分配空間,再次得到接口數據

bResult = SetupDiGetDeviceInterfaceDetail( hDeviceInfo,

&deviceInterfaceData, NULL, 0, &requiredLength, NULL );

if(!bResult) // 錯誤檢查

{ if((ERROR_INSUFFICIENT_BUFFER == GetLastError())

&& ( requiredLength > 0 ) )

{ pInterfaceDetailData = // 動態分配緩沖區大小

(PSP_DEVICE_INTERFACE_DETAIL_DATA)

LocalAlloc(LPTR, requiredLength );

if (!pInterfaceDetailData ) goto done; // 錯誤退出

}

else goto done; // 錯誤退出

}

pInterfaceDetailData->cbSize // 獲取接口詳細數據

= sizeof(SP_DEVICE_INTERFACE_DETAIL_DATA);

bResult = SetupDiGetDeviceInterfaceDetail( hDeviceInfo,

&deviceInterfaceData, pInterfaceDetailData,

requiredLength, NULL, &DeviceInfoData );

if (!bResult) goto done; // 錯誤退出

size_t nLength = wcslen(pInterfaceDetailData->DevicePath ) + 1; // 設備文件路徑

lpDevicePath = (TCHAR *) LocalAlloc( LPTR, nLength * sizeof(TCHAR));

StringCchCopy(lpDevicePath, nLength, pInterfaceDetailData->DevicePath);

lpDevicePath[(nLength - 1)] = 0;

}

if (!lpDevicePath) goto done; // 錯誤退出

}

*hDeviceHandle = CreateFile( lpDevicePath, // 打開設備文件, 得到設備文件句柄

GENERIC_READ | GENERIC_WRITE, FILE_SHARE_READ

| FILE_SHARE_WRITE, NULL, OPEN_EXISTING,

FILE_FLAG_OVERLAPPED, NULL);

if (*hDeviceHandle != INVALID_HANDLE_VALUE ) return true;

done: LocalFree( lpDevicePath );

LocalFree( pInterfaceDetailData );

bResult = SetupDiDestroyDeviceInfoList( hDeviceInfo );

return bResult;

}

// 獲取設備的 WinUSB 接口句柄------------------------------------------------------------------------------------

BOOL GetWinUSBHandle(HANDLE hDeviceHandle,

PWINUSB_INTERFACE_HANDLE phWinUSBHandle)

{ if(hDeviceHandle == INVALID_HANDLE_VALUE) return FALSE;

BOOL bResult = WinUsb_Initialize(hDeviceHandle, phWinUSBHandle);

if (!bResult) return FALSE;

return bResult;

}

可視化窗口，創建時運用特定USB接口GUID，調用這兩個函數創建設備文件句柄和USB接口操作句柄；窗口關閉時依次關閉這兩個句柄；若USB設備沒有掛接，應用禁止窗口上所有USB數據收發按鈕操作，相關核心代碼如下：

void__fastcall TfrmShow::FormCreate(TObject *Sender)

{static const GUID stm32F1xxDvcItfc = { 0x-12345678, 0x1234, 0x1344,

{0x12, 0x34, 0x12, 0x34, 0x56, 0x78, 0x9A, 0xBC } };

GUID guidDeviceInterface = stm32F1xxDvcItfc;

BOOL bResult = TRUE; ULONG cbSize = 0;

bResult = GetDeviceHandle(guidDeviceInterface, &hDeviceHandle);

if (!bResult) return;

bResult = GetWinUSBHandle(hDeviceHandle, & hWinUSBHandle);

if(!bResult) return;

flgWinUSB = true;

}

//---------------------------------------------------------

void __fastcall TfrmShow::FormClose(TObject *Sender, TCloseAction &Action)

{ if(!flgWinUSB) return;

CloseHandle(hDeviceHandle);

WinUsb_Free(hWinUSBHandle);

}

3.2 收發傳輸的策略考慮

運用WinUSB應用程序編程接口API (Appli-cation Programming Interface)函數WinUsb_ReadPipe和WinUsb_WritePipe進行數據管道收發傳輸時，若沒有收到或發出數據，程序會一直等待，造成可視化窗口失控，可以通過調用WinUsb_SetPipePolicy函數，使用WinUSB的超時管道傳輸策略來避免這種阻塞式的尷尬局面，取消請求之前等待超時時間，超過超時時間退出等待。通常在USB設備文件句柄和WinUSB接口句柄創建成功后進行超時傳輸設置，時間據實際傳輸量而定，典型代碼如下，這里超時時間取100ms，0x81對應輸入IN管道1，0x02對應輸出OUT管道2：

UINT timeout = 100;

bResult = WinUsb_SetPipePolicy(hWinUSBHandle, 0x81, // 輸入IN管道1

PIPE_TRANSFER_TIMEOUT, sizeof (timeout), & timeout);

if(!bResult) return;

bResult = WinUsb_SetPipePolicy(hWinUSBHandle, 0x02, // 輸出OUT管道2

PIPE_TRANSFER_TIMEOUT, sizeof(timeout), &timeout);

if(!bResult) return;

3.3 數據發送操作實現

數據發送，同異步操作差別不大，只要準備好數據，很容易知道其數據大小，主動同步發出，以最簡方式實現，典型代碼如下：

if(hWinUSBHandle==INVALID_HANDLE_VALUE) return;

UCHAR szBffr[50]; ULONG cbSent = 0;

AnsiString str = edtSdDt->Text; // 窗口文本輸入控件

strcpy(szBffr, str.c_str());

ULONG cbSize = str.Length();

WinUsb_WritePipe(hWinUSBHandle, 0x02, szBffr, cbSize, &cbSent, 0 );

3.4 異步數據傳輸的實現

異步數據收發傳輸，對于不知數據量大小的操作非常有效，特別是USB管道的讀操作。

首先需要定義全局的OVERLAPPED結構變量，并在USB設備文件及其WinUSB接口句柄創建成功后初始化這個結構變量，主要是其相關“事件Event”的初始化，典型代碼如下：

OVERLAPPED overlapped;

ZeroMemory(&overlapped, sizeof(overlapped));

overlapped.hEvent = CreateEvent(NULL, TRUE, FALSE, NULL);

典型的異步USB管道讀事件代碼如下，首先以小固定數量15進行盲讀，在限定的超時時間內，只要收到數據，都可以接收，并成行顯示在窗口的文本指示框內：

void WinUSB_Read(void)

{ if(hWinUSBHandle==INVALID_HANDLE_VALUE) return;

ULONG cbRead = 0; UCHAR szBffr[20] = {'0'}; AnsiString str;

BOOL bResult = WinUsb_ReadPipe(hWinUSB-Handle, 0x81,

szBffr, 15, &cbRead, &overlapped);

if(bResult)

{ const char* t = szBffr; str = t;

mRcvDt->Lines->Add(str); // 可視窗口文本顯示控件

}

else if(ERROR_IO_PENDING == GetLastError ())

{bResult = WinUsb_GetOverlappedResult(hW-inUSBHandle, & overlapped, &cbRead, true);

if(NULL != cbRead)

{ int m = cbRead; cbRead = 0;

if(bResult)

{ const char* d = szBffr; str = d;

mmRcvDt->Lines->Add(str);

}

}

}

}

3.5 定時數據接收的實現

隨時監聽USB輸入管道并接收可能傳入的數據，在可視化測試/應用程序設計中，簡潔高效的方法就是采用定時器控制，以一定的時間間隔，在定時器的OnTimer事件處理中，去異步的讀取USB輸入管道，典型代碼如下，其中設置的時間間隔是100 ms：

void __fastcall TfrmShow::rcvTmrTimer(TObject *Sender)

{ rcvTmr->Enabled = false; // 關閉定時器

WinUSB_Read(); // 異步數據謀取并進行可視化窗口顯示

rcvTmr->Enabled = true; // 重開定時器

}

3.6 后臺線程數據接收實現

以線程方式在后臺進行USB輸入管道的監聽并接收可能傳入的數據，是另外一種及時高效的USB數據接收形式。在項目工程中新建線程對象rcvThrd，進而在生成的rcvThrd.h文件中聲明引用的窗口顯示控件和數據接收函數RcvDt()，典型代碼如下：

class thrdRcvDt : public TThread

{ private: TMemo *memo;

protected: void __fastcall Execute();

public: void __fastcall thrdRcvDt::RcvDt();

__fastcall thrdRcvDt(bool CreateSuspended, TMemo *Amemo);

};

在rcvThrd.cpp文件中，聲明所需的包含文件、外部變量，并定義操作函數，典型代碼如下：

#include "frmStm32Tst.h" // 可視化窗口文件

#include "Windows Kits10Include10.0.15063. 0sharedusb.h" // DDK文件

#include "Windows Kits10Include10.0.15063. 0sharedstrsafe.h"

#include "Windows Kits10Include10.0.15063. 0umSetupAPI.h"

#include "Windows Kits10Include10.0.15063. 0umwinusb.h"

extern WINUSB_INTERFACE_HANDLE hWin-USBHandle;

extern OVERLAPPED overlapped;

extern void WinUSB_Read(void);

__fastcall thrdRcvDt::thrdRcvDt(bool Create-Suspended, TMemo *Amemo) : TThread(CreateSu-spended)

{ memo = Amemo; }

void __fastcall thrdRcvDt::Execute() // 線程執行[休眠100ms]

{ while(!Terminated)

{ Synchronize(RcvDt); Sleep(100); }

}

void __fastcall thrdRcvDt::RcvDt() // 數據異步接收窗口指示

{ WinUSB_Read(); }

在可視化窗口的frmStm32Tst.h中加入線程對象包含和線程實例化聲明，典型代碼如下：

#include "rcvThrd.h"

class TfrmShow : public TForm

{ …

private: thrdRcvDt *rcvThrd;

…

}

在可視化窗口的frmStm32Tst.cpp中，打開設備文件和WinUSB接口句柄后，啟動線程，定義線程終止時自動銷毀，然后運行線程，典型代碼如下：

rcvThrd = new thrdRcvDt(true, mmRcvDt);

rcvThrd->FreeOnTerminate = true;

rcvThrd->Resume();

對比定時數據接收，異曲同工。定時器控件，本質就是休眠時間可調整的線程操作封裝。

3.7 設備插撥及相應處置

以上闡述基于先插上USB設備，再打開可視化測試/應用程序，進行通信傳輸，用后關閉應用程序，撥下設備。而USB設備即插即用，在USB設備突然被拔下后，還進行讀寫傳輸，程序就阻塞了。為避免這種現象發生，可創建一個線程，定時(如每2s)枚舉檢查相關的USB設備，若被拔下，停止定時數據接收或休眠接收線程；若重新插入，則重新創建操作句柄，恢復定時數據接收或線程數據接收。

4 WinUSB應用/測試程序的發布[3-4,8]

4.1 Win8.1以上系統

應用軟件發布，除Rad Studio產生的.exe文件外，還需要包含WinUSB.lib。若編譯時不能包含動態庫，還需要包含IDE相關的cc32240mt.dll和borlndmm.dll。上述各種方法綜合在一起，得到的針對STM32F103系列微控制USB設備的WinUSB數據收發測試的可視化應用程序窗口界面如圖3所示：

圖3 WinUSB數據收發測試的可視化應用程序窗口界面

4.2 WinXP-Win8系統

編寫驅動安裝文件.inf，引導OS調用內置的winusb.sys驅動文件的安裝應用，主要指明USB設備的廠商號、產品號、USB接口GUID等，通知安裝程序類已設置為 "USBDevice"。需要使用WinUSB協助安裝庫文件WinUsbCoInstaller，區分32位和64位版本，常用版本是V1.9，Win7之后也可以是V1.11。Win7之后系統，還需要準備cat文件，可運用WDK的Inf2Cat.exe工具得到，命令行操作如下：

Inf2Cat.exe /driver:[inf文件目錄] /os: XP_X86, XP_X64,7_X86,7_X64,8_X32,8_X64

典型inf驅動安裝文件如下：

[Version]

Signature="$Windows NT$"

Class=USBDevice

ClassGUID={88BAE032-5A81-49f0-BC3D-A4-FF138216D6}

Provider=%ManufacturerName%

CatalogFile=instlWinUSB.cat

DriverVer=01/13/2018,12.4.23.896

[Manufacturer]

%ManufacturerName%=Standard,NTx86,NTx64

[Standard.NTx86]

%DeviceName%=USB_Install,USBVID_0483& PID_5720

[Standard.NTx64]

%DeviceName%=USB_Install,USBVID_0483& PID_5720

[ClassInstall32]

AddReg=ClassInstall_AddReg

[ClassInstall_AddReg]

HKR,,,,%ClassName%

HKR,,NoInstallClass,,1

HKR,,IconPath,%REG_MULTI_SZ%,"C:WindowsSystem32setupapi.dll,-20"

HKR,,LowerLogoVersion,,5.2

[USB_Install]

Include=winusb.inf

Needs=WINUSB.NT

[USB_Install.Services]

Include=winusb.inf

AddService=WinUsb,0x00000002,WinUsb_Ser-viceInstall

[WinUsb_ServiceInstall]

DisplayName=%WinUsb_SvcDesc%

ServiceType=1

StartType=3

ErrorControl=1

ServiceBinary=C:WindowsSystem32driversWin--USB.sys

[USB_Install.HW]

AddReg=Dev_AddReg

[Dev_AddReg]

HKR,,DeviceInterfaceGUIDs,0x10000,"{12345678-1234-1344-1234-123456789ABC}"

[USB_Install.Wdf]

KmdfService=WINUSB, WinUsb_Install

[WinUSB_Install]

KmdfLibraryVersion=1.9

[USB_Install.CoInstallers]

AddReg=CoInstallers_AddReg

CopyFiles=CoInstallers_CopyFiles

[CoInstallers_AddReg]

HKR,,CoInstallers32,0x00010000,"WdfCoInstaller01009.dll,WdfCoInstaller"

[CoInstallers_CopyFiles]

WdfCoInstaller01009.dll

[DestinationDirs]

CoInstallers_CopyFiles=11

[SourceDisksNames]

1=%DiskName%

[SourceDisksFiles]

WdfCoInstaller01009.dll=1

[Strings]

ManufacturerName="STMicroelectronics"

ClassName="USB通用串行總線設備"

DiskName="kzq"

WinUsb_SvcDesc="WinUSB Driver"

DeviceName="STM3210"

REG_MULTI_SZ = 0x00010000

5 多WinUSB設備應用測試的實現

多個同類WinUSB設備插入同一臺電腦，系統都可以識別，通信時連接傳輸快的USB設備占主動權后，其它USB設備就不通信了?？梢孕薷腢SB設備的接口GUID，使連入USB設備差異化，以實現各個對應的傳輸通信，找到一個設備通信一個，從而實現類似設備參數配置的批量操作實現。

6 驅動開發對比

表1 幾種驅動及其開發對比表

Tab.1 Some kind of device drivers and it’s design comparison

7 結語

底層嵌入式應用軟件中添加特定描述支持，Windows OS就可以自動識其為WinUSB設備，上層可視化測試/應用程序就可以通過WinUSB.dll與其進行USB數據傳輸通信了。這樣，Windows下USB設備的數據采集、監視控制、配置參數、軟件刷新等軟件編程操控，就同傳統的“RS-232C通信”一樣了，無需USB轉串口硬軟件轉接，而且速度快、實時性強，直截了當。同樣，定時接收、線程接收、多設備通信等軟件手段也可以搬來使用，進一步提升效率和實用性。

[1] CSDN博客. USB設備描述符舉例說明[EB/OL]. http://blog. csdn.net/u013256018/article/details/60805770?locationNum=10&fps=1, 2017.3.

[2] CSDN博客﹒WinUSB--微軟為所有USB設備提供的常規驅動程序[EB/OL]. http://blog.csdn.net/whw8007/article/details/ 9569989, 2013.8.

[3] 微軟開發網. 如何通過WinUSB功能訪問USB設備[EB/OL]. https://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/windows/hardware/ff540174(v=vs.85).aspx, 2017.12.

[4] 馬開東博客. 如何使用WinUSB與USB設備USBDevice通信[EB/OL]. http://www.makaidong.com/%E5%8D%9A%E5% AE%A2%E5%9B%AD7/20151013/306670_4.html, 2015.10.

[5] 微軟開發網. 適用于USB設備的Windows桌面應用[EB/OL]. https://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/windows/ hardware/dn376885(v=vs.85).aspx, 2017.12.

[6] 微軟開發網. 編寫基于WinUSB模板的Windows桌面應用[EB/OL]. https://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/windows/ hardware/dn376872(v=vs.85).aspx, 2017.12.

[7] 微軟開發網. 用于管道策略修改的WinUSB功能[EB/OL]. https://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/windows/hardware/ff728833(v=vs.85).aspx, 2017.12.

[8] 怯肇乾等. Windows異步串行通信編程縱橫[J]. 電腦與開發應用, 2009, 6(445): 21-25.

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Implementation of WinUSB Driver and Its Application in Communication Transmission

SHI Bao-jing, WANG Chang-xun, KAI Zhao-qian

(HNCC Electronic Co., LTD, Zhengzhou 450001, China)

Software design key about WinUSB-Device-Model-Application is how to add descriptor to WinUSB-Device in Windows OS and how to communicate in Windows Application. It’s kernel is how to use timer and thread with asynchronous-data-transmission. Note WinUSB-Application-Publishing in low operating system version, account USB-Plug-in-Plug-out handling and multi-USB-devices-communication. So, Windows USB device data transmission are easy to use such as RS-232C.

USB descriptor; WinUSB device; Asynchronous data transmission; Data reception with timer; Data reception with thread.

TP36

B

10.3969/j.issn.1003-6970.2018.08.013

怯肇乾(1969-)，男，電子與信息技術高級工程師，嵌入式系統設計師/培訓師，web網絡測控軟件系統架構師，研究方向為軟硬件體系及其網絡系統軟件設計；石保敬(1977-)，男，經濟師，風險評估師，環保健康探測警報專家，研究方向為危害和易燃易爆氣體探測產品系統及其開發設計；王長荀(1988-)，男，嵌入式硬軟件開發工程師，研究方向為軟硬件體系及其網絡系統軟件設計。

本文著錄格式：石保敬，王長荀，怯肇乾. WinUSB驅動實現及其通信傳輸應用[J]. 軟件，2018，39（8）：57-64