Linux下libusb设备编程实践指南-猿码集

1. libusb介绍

libusb是一个底层的库，允许开发者通过USB在Linux系统上访问设备。它提供了一组API，使得设备的读写操作变得简单和方便。

1.1 安装libusb

安装libusb非常简单，只需在终端中运行以下命令：

sudo apt-get install libusb-1.0-0-dev

这将安装libusb的开发包以及相关的依赖项。

1.2 libusb的特性

libusb具有以下一些主要特性：

跨平台：libusb可以在多个操作系统上使用，包括Linux、Windows和Mac OS。

灵活：libusb支持访问USB设备的各种功能和特性，如控制传输、中断传输和批量传输。

简单易用：libusb提供了一组简单的API，使得设备的读写操作变得非常简单。

1.3 libusb的基本概念

在开始使用libusb之前，需要了解一些基本概念：

设备（Device）：USB设备是一种通过USB接口与计算机进行通信的外设。每个设备都有一个唯一的设备地址。

端点（Endpoint）：设备可以有多个端点，每个端点代表设备上的一个通信通道。端点分为控制端点、中断端点和批量端点。

接口（Interface）：设备上的一个接口定义了设备的一个功能。每个接口可以有多个端点。

1.4 libusb的编程模型

libusb的编程模型基于事件驱动的机制。开发者需要注册一个事件处理函数，并通过调用libusb的API来触发事件的发生。

libusb_hotplug_register_callback()
libusb_handle_events()

通过调用libusb_handle_events()函数来处理事件并调用已注册的事件处理函数。

2. libusb的基本使用

使用libusb可以实现对USB设备的读写操作。以下是使用libusb的基本步骤：

2.1 初始化libusb

在使用libusb之前，需要先初始化libusb：

libusb_init()

该函数将初始化libusb并返回一个libusb_context对象，用于后续的操作。

2.2 打开设备

要访问设备，需要先打开它：

libusb_open_device_with_vid_pid()

该函数接受USB设备的Vendor ID和Product ID作为参数，并返回一个libusb_device_handle对象，用于后续的操作。

2.3 读写数据

一旦打开设备，可以使用以下函数进行数据的读写操作：

libusb_bulk_transfer()
libusb_interrupt_transfer()
libusb_control_transfer()

这些函数分别用于批量传输、中断传输和控制传输。

2.4 关闭设备和清除资源

在完成设备操作后，需要关闭设备并清除相关资源：

libusb_close()
libusb_exit()

调用libusb_exit()函数将释放libusb所占用的资源。

3. 实例：控制LED灯

下面以控制一块USB连接的LED灯为例，演示如何使用libusb编程实现控制灯的开关。

3.1 硬件准备

首先，需要准备一块带有USB接口的LED灯。

3.2 编写代码

以下是控制LED灯的开关的示例代码：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <libusb-1.0/libusb.h>
#define VENDOR_ID 0x1234
#define PRODUCT_ID 0x5678
#define INTERFACE 0
#define ENDPOINT 0x81
int main() {
    libusb_context* ctx = NULL;
    libusb_device_handle* dev_handle = NULL;
    
    // 初始化libusb
    int ret = libusb_init(&ctx);
    if(ret < 0) {
        printf("Fail to initialize libusb.\n");
        return -1;
    }
    
    // 根据Vendor ID和Product ID打开设备
    dev_handle = libusb_open_device_with_vid_pid(ctx, VENDOR_ID, PRODUCT_ID);
    if(dev_handle == NULL) {
        printf("Fail to open device.\n");
        libusb_exit(ctx);
        return -1;
    }
    
    // 发送控制命令打开灯
    unsigned char control_data[1] = {1};
    ret = libusb_control_transfer(dev_handle, LIBUSB_REQUEST_TYPE_VENDOR | LIBUSB_ENDPOINT_OUT, 0, 0, 0, control_data, 1, 1000);
    if(ret < 0) {
        printf("Fail to control device.\n");
        libusb_close(dev_handle);
        libusb_exit(ctx);
        return -1;
    }
    
    // 发送控制命令关闭灯
    unsigned char control_data[1] = {0};
    ret = libusb_control_transfer(dev_handle, LIBUSB_REQUEST_TYPE_VENDOR | LIBUSB_ENDPOINT_OUT, 0, 0, 0, control_data, 1, 1000);
    if(ret < 0) {
        printf("Fail to control device.\n");
        libusb_close(dev_handle);
        libusb_exit(ctx);
        return -1;
    }
    
    // 关闭设备和清除资源
    libusb_close(dev_handle);
    libusb_exit(ctx);
    
    return 0;
}

3.3 编译和运行

将代码保存为led.c文件，并使用以下命令进行编译和链接：

gcc -o led led.c -lusb-1.0

运行生成的可执行文件即可控制LED灯的开关。

4. 总结

本篇文章介绍了在Linux系统下使用libusb进行设备编程的基本步骤。libusb是一个底层的库，提供了一组简单易用的API，使得USB设备的读写操作变得方便。通过实例演示了如何使用libusb控制LED灯的开关。希望本文对您了解和使用libusb有所帮助。

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