Android USB串口通信开发流程

1.发现USB设备

UsbManager usbManager = (UsbManager) context.getSystemService(Context.USB_SERVICE);

UsbManager是负责管理USB设备的类,该类的主要方法有:

  1. getDeviceList()
    获得设备列表,返回的是一个HashMap,代码如下:
Map<String, UsbDevice> usbList = usbManager.getDeviceList();
  1. hasPermission(UsbDevice device)
    判断你的应用程序是否有接入此USB设备的权限,如果有则返回真,否则返回false.
  2. openDevice(UsbDevice device)
    打开USB设备,以便向此USB设备发送和接受数据,返回一个关于此USB设备的连接。
  3. requestPermission(UsbDevice device, PendingIntent pi)
    向USB设备请求临时的接入权限。

通过UsbManager这个系统提供的类,我们可以枚举出当前连接的所有usb设备,我们主要需要的是UsbDevice对象,一个USB设备对象,每个设备一般包括一个接口,也可能有多个,每个接口又包含节点用来与此设备传输数据。UsbDevice主要方法有:

  1. getDeviceClass()
    返回此USB设备的类别,用一个整型来表示。
  2. getDeviceId()
    返回唯一标识此设备的ID号,也用一个整型来表示。
  3. getDeviceName()
    返回此设备的名称,用一个字符串来表示。
  4. getDeviceProtocol()
    返回此设备的协议类别,用一个整型来表示。
  5. getDeviceSubclass()
    返回此设备的子类别,用一个整型来表示。
  6. getVendorId()
    返回生产商ID
  7. getProductId()
    返回产品ID
  8. getInterfaceCount()
    返回此设备的接口数量
  9. getInterface(int index)
    得到此设备的一个接口,返回一个UsbInterface。

UsbInterface代表USB设备的一个接口(物理接口),UsbInterface本身是一个类,此类的主要方法有以下:

  1. getId()
    得到给接口的id号。
  2. getInterfaceClass()
    得到该接口的类别。
  3. getInterfaceSubclass()
    得到该接口的子类。
  4. getInterfaceProtocol()
    得到该接口的协议类别。
  5. getEndpointCount()
    获得关于此接口的节点数量。
  6. getEndpoint(int index)
    对于指定的index获得此接口的一个节点,返回一个UsbEndpoint. UsbEndpoint:代表一个接口的某个节点的类。该类主要方法:
  7. getAddress()
    获得此节点的地址
  8. getAttributes()
    获得此节点的属性
  9. getDirection()
    获得此节点的数据传输方向

UsbDeviceConnection代表USB连接的一个类。用此连接可以想USB设备发送和接收数据,主要方法有:

  1. bulkTransfer(UsbEndpoint endpoint, byte[] buffer, int length, int timeout)
    通过给定的endpoint来进行大量的数据传输,传输的方向取决于该节点的方向,buffer是要发送或接收的字节数组,length是该字节数组的长度。传输成功则返回所传输的字节数组的长度,失败则返回负数。
  2. controlTransfer(int requestType, int request, int value, int index, byte[] buffer, int length, int timeout)
    该方法通过0节点向此设备传输数据,传输的方向取决于请求的类别,如果requestType为USB_DIR_OUT则为写数据,USB_DIR_IN, 则为读数据

2.打开设备

接下来,我们需要打开刚刚搜索到的usb设备,我们可以将平板与usb外设之间的连接想象成一个通道,只有把通道的门打开后,两边才能进行通信。

一般来说,在没有定制的android设备上首次访问usb设备的时候,默认我们是没有访问权限的,因此我们首先要判断对当前要打开的usbDevice是否有访问权限:

if (!usbManager.hasPermission(usbDevice)) {
       usbPermissionReceiver = new UsbPermissionReceiver();
       //申请权限
       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);
        }

这里我们声明一个广播usbReceiver,当接受到授权成功的广播后做一些其他处理:

 private final BroadcastReceiver usbReceiver = new BroadcastReceiver() {

        @RequiresApi(api = Build.VERSION_CODES.LOLLIPOP)
        public void onReceive(Context context, Intent intent) {
            String action = intent.getAction();
            if (ACTION_USB_PERMISSION.equals(action)) {
                synchronized (this) {
                    UsbDevice device = (UsbDevice) intent.getParcelableExtra(UsbManager.EXTRA_DEVICE);
                    if (intent.getBooleanExtra(UsbManager.EXTRA_PERMISSION_GRANTED, false)) {
                        if (device != null) {
                            //权限通过,继续操作
                        }
                    } else {
                        //用户不允许USB访问设备
                    }
                }
            }
        }
    };

接下来,我们要找到具有数据传输功能的接口UsbInterface,从它里边儿找到数据输入和输出端口UsbEndpoint,一般情况下,一个usbDevice有多个UsbInterface,我们需要的一般是第一个,所以:

usbInterface=usbDevice.getInterface(0);

同样的,一个usbInterface有多个UsbEndpoint,有控制端口和数据端口等,因此我们需要根据类型和数据流向来找到我们需要的数据输入和输出两个端口:

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,才是真正的打开usb设备,我们需要和usb外设建立一个UsbDeviceConnection

usbDeviceConnection = usbManager.openDevice(usbDevice);

3.数据传输

到这里,我们已经可以与usb外设进行数据传输了,首先来看怎么向usb设备发送数据。在第二步中,我们已经获取了数据的输出端口usbEndpointIn,我们向外设发送数据就是通过这个端口来实现的。来看怎么用:

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

bulkTransfer这个函数用于在给定的端口进行数据传输,第一个参数就是此次传输的端口,这里我们用的输出端口,第二个参数是要发送的数据,类型为字节数组,第三个参数代表要发送的数据长度,最后一个参数是超时,返回值代表发送成功的字节数,如果返回-1,那就是发送失败了。

同理,我们已经找到了数据输入端口usbEndpointIn,因为数据的输入是不定时的,因此我们可以另开一个线程,来专门接受数据,接受数据的代码如下:

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); 
    } 
}

好了,这些就是usb转串口通信开发流程

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