Android USB轉(zhuǎn)串口通信開(kāi)發(fā)實(shí)例詳解

好久沒(méi)有寫(xiě)文章了，年前公司新開(kāi)了一個(gè)項(xiàng)目，是和usb轉(zhuǎn)串口通信相關(guān)的，需求是用安卓平板通過(guò)usb轉(zhuǎn)接后與好幾個(gè)外設(shè)進(jìn)行通信，一直忙到最近，才慢慢閑下來(lái)，趁著這個(gè)周末不忙，記錄下usb轉(zhuǎn)串口通信開(kāi)發(fā)的基本流程。

我們開(kāi)發(fā)使用的是usb主機(jī)模式，即：安卓平板作為主機(jī)，usb外設(shè)作為從機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。整個(gè)開(kāi)發(fā)流程可以總結(jié)為以下幾點(diǎn)：

1.發(fā)現(xiàn)設(shè)備

UsbManager usbManager = (UsbManager) context.getSystemService(Context.USB_SERVICE);
Map<String, UsbDevice> usbList = usbManager.getDeviceList();

通過(guò)UsbManager這個(gè)系統(tǒng)提供的類(lèi)，我們可以枚舉出當(dāng)前連接的所有usb設(shè)備，我們主要需要的是UsbDevice對(duì)象，關(guān)于UsbDevice這個(gè)類(lèi)，官方是這樣注釋的：

This class represents a USB device attached to the android device with the android device
 acting as the USB host.

是的，這個(gè)類(lèi)就代表了Android所連接的usb設(shè)備。

2.打開(kāi)設(shè)備

接下來(lái)，我們需要打開(kāi)剛剛搜索到的usb設(shè)備，我們可以將平板與usb外設(shè)之間的連接想象成一個(gè)通道，只有把通道的門(mén)打開(kāi)后，兩邊才能進(jìn)行通信。

一般來(lái)說(shuō)，在沒(méi)有定制的android設(shè)備上首次訪(fǎng)問(wèn)usb設(shè)備的時(shí)候，默認(rèn)我們是沒(méi)有訪(fǎng)問(wèn)權(quán)限的，因此我們首先要判斷對(duì)當(dāng)前要打開(kāi)的usbDevice是否有訪(fǎng)問(wèn)權(quán)限：

if (!usbManager.hasPermission(usbDevice)) {
    usbPermissionReceiver = new UsbPermissionReceiver();
    //申請(qǐng)權(quán)限
    Intent intent = new Intent(ACTION_DEVICE_PERMISSION);
    PendingIntent mPermissionIntent = PendingIntent.getBroadcast(context, 0, intent, 0);
    IntentFilter permissionFilter = new IntentFilter(ACTION_DEVICE_PERMISSION);
    context.registerReceiver(usbPermissionReceiver, permissionFilter);
    usbManager.requestPermission(usbDevice, mPermissionIntent);
    }

這里我們聲明一個(gè)廣播UsbPermissionReceiver，當(dāng)接受到授權(quán)成功的廣播后做一些其他處理：

 private class UsbPermissionReceiver extends BroadcastReceiver {
    public void onReceive(Context context, Intent intent) {
      String action = intent.getAction();
      if (ACTION_DEVICE_PERMISSION.equals(action)) {
        synchronized (this) {
          UsbDevice device = intent.getParcelableExtra(UsbManager.EXTRA_DEVICE);
          if (device.getDeviceName().equals(usbDevice.getDeviceName()) {
            if (intent.getBooleanExtra(UsbManager.EXTRA_PERMISSION_GRANTED, false)) {
             //授權(quán)成功,在這里進(jìn)行打開(kāi)設(shè)備操作
            } else {
             //授權(quán)失敗
            }
          }
        }
      }
    }
  }

接下來(lái)，我們要找到具有數(shù)據(jù)傳輸功能的接口UsbInterface，從它里邊兒找到數(shù)據(jù)輸入和輸出端口UsbEndpoint，一般情況下，一個(gè)usbDevice有多個(gè)UsbInterface，我們需要的一般是第一個(gè)，所以：

usbInterface=usbDevice.getInterface(0);

同樣的，一個(gè)usbInterface有多個(gè)UsbEndpoint，有控制端口和數(shù)據(jù)端口等，因此我們需要根據(jù)類(lèi)型和數(shù)據(jù)流向來(lái)找到我們需要的數(shù)據(jù)輸入和輸出兩個(gè)端口：

for (int index = 0; index < usbInterface.getEndpointCount(); index++) {
        UsbEndpoint point = usbInterface.getEndpoint(index);
        if (point.getType() == UsbConstants.USB_ENDPOINT_XFER_BULK) {
          if (point.getDirection() == UsbConstants.USB_DIR_IN) {
            usbEndpointIn = point;
          } else if (point.getDirection() == UsbConstants.USB_DIR_OUT) {
            usbEndpointOut = point;
          }
        }
      }

最后，才是真正的打開(kāi)usb設(shè)備，我們需要和usb外設(shè)建立一個(gè)UsbDeviceConnection，它的注釋很簡(jiǎn)介的說(shuō)明了它的用途：

This class is used for sending and receiving data and control messages to a USB device.

它的獲取也很簡(jiǎn)單，就一句代碼：

usbDeviceConnection = usbManager.openDevice(usbDevice);

到這里，理論上平板和usb外設(shè)之間的連接已經(jīng)建立了，也可以首發(fā)數(shù)據(jù)了，但是，我們大部分情況下還需要對(duì)usb串口進(jìn)行一些配置，比如波特率,停止位,數(shù)據(jù)控制等，不然兩邊配置不同，收到的數(shù)據(jù)會(huì)亂碼。具體怎么配置，就看你使用的串口芯片是什么了，目前流行的有pl2303,ch340等，由于篇幅問(wèn)題，需要具體配置串口代碼的朋友私信我我發(fā)給你。

3.數(shù)據(jù)傳輸

到這里，我們已經(jīng)可以與usb外設(shè)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸了，首先來(lái)看怎么向usb設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)。

 1.向usb外設(shè)發(fā)送數(shù)據(jù)

在第二步中，我們已經(jīng)獲取了數(shù)據(jù)的輸出端口usbEndpointIn，我們向外設(shè)發(fā)送數(shù)據(jù)就是通過(guò)這個(gè)端口來(lái)實(shí)現(xiàn)的。來(lái)看怎么用：

int ret = usbDeviceConnection.bulkTransfer(usbEndpointOut, data, data.length, DEFAULT_TIMEOUT);

bulkTransfer這個(gè)函數(shù)用于在給定的端口進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，第一個(gè)參數(shù)就是此次傳輸?shù)亩丝?，這里我們用的輸出端口，第二個(gè)參數(shù)是要發(fā)送的數(shù)據(jù)，類(lèi)型為字節(jié)數(shù)組，第三個(gè)參數(shù)代表要發(fā)送的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，最后一個(gè)參數(shù)是超時(shí)，返回值代表發(fā)送成功的字節(jié)數(shù)，如果返回-1，那就是發(fā)送失敗了。

2.接受usb外設(shè)發(fā)送來(lái)的數(shù)據(jù)

同理，我們已經(jīng)找到了數(shù)據(jù)輸入端口usbEndpointIn，因?yàn)閿?shù)據(jù)的輸入是不定時(shí)的，因此我們可以另開(kāi)一個(gè)線(xiàn)程，來(lái)專(zhuān)門(mén)接受數(shù)據(jù)，接受數(shù)據(jù)的代碼如下：

int inMax = inEndpoint.getMaxPacketSize(); 
ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocate(inMax); 
UsbRequest usbRequest = new UsbRequest(); 
usbRequest.initialize(connection, inEndpoint); 
usbRequest.queue(byteBuffer, inMax); 
if(connection.requestWait() == usbRequest){ 
  byte[] retData = byteBuffer.array(); 
  for(Byte byte1 : retData){ 
    System.err.println(byte1); 
  } 
}

以上，就是usb轉(zhuǎn)串口通信的基本流程，有些地方寫(xiě)的不是很全面，比如接收usb外設(shè)數(shù)據(jù)的方法應(yīng)該還有別的，不足之處歡迎指正。

感謝閱讀，希望能幫助到大家，謝謝大家對(duì)本站的支持！

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