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HC32F460通过USB与matlab通讯简单例程

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楼主
纪国圣|  楼主 | 2021-10-31 17:06 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
matlab, hc32f460, 通讯, USB, ip, ce
这个例程只是实现了HC32F460通过USB与matlab数据回环交换，更复杂的例子比如实时采集数据可以在此基础上通过Timer定时读取Read函数实现。
1.准备好之前HC32F460的WINUSB例程与其上位机，并简单测试HC32F460能否每秒发送一次数据：


HC32F460_WINUSB MS_OS_20.zip (6.66 MB)
win_usb.zip (23.4 KB)
2.替换文件：
将下图文件放入工程中：

工程目录由

替换为

其中USB.cpp和USB_Dll.cpp主要是对WINUSB开启、读写、关闭做进一步的封装，方便matlab调用。
USB_Dll.h
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#ifndef USB_Dll_H

#define USB_Dll_H



#ifdef __cplusplus

extern"C"

{

#endif



__declspec(dllexport) unsigned char Connect();

__declspec(dllexport) unsigned char Read(unsigned char *ptr, const int len);

__declspec(dllexport) unsigned char Write(unsigned char *ptr, unsigned long* cbsize, const int len);

__declspec(dllexport) void Close();



#ifdef __cplusplus

}

#endif



#endif
USB_Dll.cpp
复制
#include "WUSB.h"

#include "USB_Dll.h"



#include <cfgmgr32.h>



DEVICE_DATA deviceData;

PIPE_ID PipeID;



unsigned char Connect()

{

        BOOL bResult = TRUE;

        unsigned char result;



        bResult = USB_Init(&deviceData, &PipeID);

        if (bResult == FALSE)

        {

                result = 0;

        }

        else

        {

                result = 1;

        }



        return result;

}



unsigned char Read(unsigned char* ptr, const int len)

{

        BOOL bResult = TRUE;

        unsigned char result;



        bResult = ReadFromBulkEndpoint(deviceData.WinusbHandle, &PipeID.PipeInId, len, ptr);

        if (bResult == FALSE)

        {

                CloseDevice(&deviceData);

                result = 0;

        }

        else

        {

                result = 1;

        }



        return result;

}



unsigned char Write(unsigned char* ptr, unsigned long *cbsize,const int len)

{

        BOOL bResult = TRUE;

        unsigned char result;



        bResult = WriteToBulkEndpoint(deviceData.WinusbHandle, &PipeID.PipeOutId, cbsize, ptr, len);



        if (bResult == FALSE)

        {

                CloseDevice(&deviceData);

                result = 0;

        }

        else

        {

                result = 1;

        }



        return result;

}



void Close()

{

        CloseDevice(&deviceData);

}
USB.c
复制
#include <stdio.h>

#include "WUSB.h"



BOOL GetUSBDeviceSpeed(WINUSB_INTERFACE_HANDLE hDeviceHandle, UCHAR* pDeviceSpeed)

{

    if (!pDeviceSpeed || hDeviceHandle == INVALID_HANDLE_VALUE)

    {

        return FALSE;

    }



    BOOL bResult = TRUE;



    ULONG length = sizeof(UCHAR);



    bResult = WinUsb_QueryDeviceInformation(hDeviceHandle, DEVICE_SPEED, &length, pDeviceSpeed);

    if (!bResult)

    {

        printf("Error getting device speed: %d.\n", GetLastError());

        goto done;

    }



    if (*pDeviceSpeed == LowSpeed)

    {

        printf("Device speed: %d (Low speed).\n", *pDeviceSpeed);

        goto done;

    }

    if (*pDeviceSpeed == FullSpeed)

    {

        printf("Device speed: %d (Full speed).\n", *pDeviceSpeed);

        goto done;

    }

    if (*pDeviceSpeed == HighSpeed)

    {

        printf("Device speed: %d (High speed).\n", *pDeviceSpeed);

        goto done;

    }



done:

    return bResult;

}



BOOL QueryDeviceEndpoints(WINUSB_INTERFACE_HANDLE hDeviceHandle, PIPE_ID* pipeid)

{

    if (hDeviceHandle == INVALID_HANDLE_VALUE)

    {

        return FALSE;

    }



    BOOL bResult = TRUE;



    USB_INTERFACE_DESCRIPTOR InterfaceDescriptor;

    ZeroMemory(&InterfaceDescriptor, sizeof(USB_INTERFACE_DESCRIPTOR));



    WINUSB_PIPE_INFORMATION  Pipe;

    ZeroMemory(&Pipe, sizeof(WINUSB_PIPE_INFORMATION));





    bResult = WinUsb_QueryInterfaceSettings(hDeviceHandle, 0, &InterfaceDescriptor);



    if (bResult)

    {

        for (UCHAR index = 0; index < InterfaceDescriptor.bNumEndpoints; index++)

        {

            bResult = WinUsb_QueryPipe(hDeviceHandle, 0, index, &Pipe);



            if (bResult)

            {

                if (Pipe.PipeType == UsbdPipeTypeControl)

                {

                    printf("Endpoint index: %d Pipe type: %d Control Pipe ID: %d.\n", index, Pipe.PipeType, Pipe.PipeId);

                }

                if (Pipe.PipeType == UsbdPipeTypeIsochronous)

                {

                    printf("Endpoint index: %d Pipe type: %d Isochronous Pipe ID: %d.\n", index, Pipe.PipeType, Pipe.PipeId);

                }

                if (Pipe.PipeType == UsbdPipeTypeBulk)

                {

                    if (USB_ENDPOINT_DIRECTION_IN(Pipe.PipeId))

                    {

                        printf("Endpoint index: %d Pipe type: %d Bulk Pipe ID: %d.\n", index, UsbdPipeTypeBulk, Pipe.PipeId);

                        pipeid->PipeInId = Pipe.PipeId;

                    }

                    if (USB_ENDPOINT_DIRECTION_OUT(Pipe.PipeId))

                    {

                        printf("Endpoint index: %d Pipe type: %d Bulk Pipe ID: %d.\n", index, Pipe.PipeType, Pipe.PipeId);

                        pipeid->PipeOutId = Pipe.PipeId;

                    }



                }

                if (Pipe.PipeType == UsbdPipeTypeInterrupt)

                {

                    printf("Endpoint index: %d Pipe type: %d Interrupt Pipe ID: %d.\n", index, Pipe.PipeType, Pipe.PipeId);

                }

            }

            else

            {

                continue;

            }

        }

    }



//done:

    return bResult;

}



BOOL SendDatatoDefaultEndpoint(WINUSB_INTERFACE_HANDLE hDeviceHandle)

{

    if (hDeviceHandle == INVALID_HANDLE_VALUE)

    {

        return FALSE;

    }



    BOOL bResult = TRUE;





    UCHAR bars = 0;



    WINUSB_SETUP_PACKET SetupPacket;

    ZeroMemory(&SetupPacket, sizeof(WINUSB_SETUP_PACKET));

    ULONG cbSent = 0;



    //Set bits to light alternate bars

    for (short i = 0; i < 7; i += 2)

    {

        bars += 1 << i;

    }



    //Create the setup packet

    SetupPacket.RequestType = 0;

    SetupPacket.Request = 0xD8;

    SetupPacket.Value = 0;

    SetupPacket.Index = 0;

    SetupPacket.Length = sizeof(UCHAR);



    bResult = WinUsb_ControlTransfer(hDeviceHandle, SetupPacket, &bars, sizeof(UCHAR), &cbSent, 0);

    if (!bResult)

    {

        goto done;

    }



    printf("Data sent: %d \nActual data transferred: %d.\n", bars, cbSent);





done:

    return bResult;



}



BOOL WriteToBulkEndpoint(WINUSB_INTERFACE_HANDLE hDeviceHandle, UCHAR* pID, ULONG* pcbWritten, UCHAR* szBuffer, ULONG cbSize)

{

    if (hDeviceHandle == INVALID_HANDLE_VALUE || !pID || !pcbWritten)

    {

        return FALSE;

    }



    BOOL bResult = TRUE;



    ULONG cbSent = 0;



    bResult = WinUsb_WritePipe(hDeviceHandle, *pID, szBuffer, cbSize, &cbSent, 0);

    if (!bResult)

    {

        goto done;

    }



    printf("Wrote to pipe %d: %s \nActual data transferred: %d.\n", *pID, szBuffer, cbSent);

    *pcbWritten = cbSent;





done:

    return bResult;



}



BOOL ReadFromBulkEndpoint(WINUSB_INTERFACE_HANDLE hDeviceHandle, UCHAR* pID, ULONG cbSize, UCHAR* szBuffer)

{

    if (hDeviceHandle==INVALID_HANDLE_VALUE)

    {

        return FALSE;

    }



    BOOL bResult = TRUE;

    

    ULONG cbRead = 0;



    bResult = WinUsb_ReadPipe(hDeviceHandle, *pID, szBuffer, cbSize, &cbRead, 0);

    if(!bResult)

    {

        goto done;

    }



    printf("Read from pipe %d: %s \nActual data read: %d.\n", *pID, szBuffer, cbRead);





done:

    LocalFree(szBuffer);

    return bResult;



}



BOOL USB_Init(DEVICE_DATA *deviceData, PIPE_ID *PipeID)

{

    HRESULT hr;

    BOOL noDevice;

    BOOL bResult;

    USB_DEVICE_DESCRIPTOR deviceDesc;

    UCHAR DeviceSpeed;

    ULONG lengthReceived;



    //

    // Find a device connected to the system that has WinUSB installed using our

    // INF

    //

    hr = OpenDevice(deviceData, &noDevice);



    if (FAILED(hr)) {



        if (noDevice) {



            wprintf(L"Device not connected or driver not installed\n");



        }

        else {



            wprintf(L"Failed looking for device, HRESULT 0x%x\n", hr);

        }



        return FALSE;

    }



    //

    // Get device descriptor

    //

    bResult = WinUsb_GetDescriptor(deviceData->WinusbHandle,

        USB_DEVICE_DESCRIPTOR_TYPE,

        0,

        0,

        (PBYTE)&deviceDesc,

        sizeof(deviceDesc),

        &lengthReceived);



    if (FALSE == bResult || lengthReceived != sizeof(deviceDesc)) {



        wprintf(L"Error among LastError %d or lengthReceived %d\n",

            FALSE == bResult ? GetLastError() : 0,

            lengthReceived);

        CloseDevice(deviceData);

        return FALSE;

    }



    //

    // Print a few parts of the device descriptor

    //

    wprintf(L"Device found: VID_%04X&PID_%04X; bcdUsb %04X\n",

        deviceDesc.idVendor,

        deviceDesc.idProduct,

        deviceDesc.bcdUSB);





    bResult = GetUSBDeviceSpeed(deviceData->WinusbHandle, &DeviceSpeed);

    if (!bResult)

    {

        CloseDevice(deviceData);



        return FALSE;

    }



    bResult = QueryDeviceEndpoints(deviceData->WinusbHandle, PipeID);

    if (!bResult)

    {

        CloseDevice(deviceData);



        return FALSE;

    }



    return TRUE;

}

3.编译生成DLL文件：

修改工程属性：

编译生成DLL文件：


win_usb_dll.zip (784.96 KB)
4.将生成的DLL与.h文件拷贝至matlab工作环境，打开matlab，切换工作环境至DLL所在文件夹中：

在命令行中使用如下函数，加载DLL与查看：

可以看到DLL加载成功。
编写m文件，简单测试回环通信：
复制
clc



loadlibrary('USB_Dll.dll','USB_Dll.h')



state = calllib('USB_Dll','Connect');



if(state == 1)

    disp('USB Connect')

    

str = [1 2 3 4 5]

    len = 0;

    wptr = libpointer('uint8Ptr',str);

    n_ptr = libpointer('uint32Ptr',len);

    state = calllib('USB_Dll','Write',wptr,n_ptr,length(str));

    if(state == 0)

        disp('USB error')

    else

        rptr = libpointer('uint8Ptr',zeros(1,64));

        state = calllib('USB_Dll','Read',rptr,63);

        if(state == 0)

            disp('USB error')

        else

            char(rptr.Value)

            calllib('USB_Dll','Close');

            disp('USB Disonnect')

        end

    end

else

    disp('USB do not open')  

end
一切正常：



5.总结
总体来说matlab对usb通信的支持力度远没有串口的大，为了实现usb通信就不得不实现混合编程，难度挺大的。这个例子只是简单的实现matlab与HC32F460的通信，但其有很多需要完善的地方。写这篇帖子仅仅起到抛砖引玉的作用，欢迎大家提出建议。

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沙发
caigang13| | 2021-11-2 07:40 | 只看该作者
学习了，谢谢分享。

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板凳
sparrow054| | 2021-11-2 11:56 | 只看该作者
这个是不是要大大的赞啊，太牛了！

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地板
foxsbig| | 2022-1-21 16:55 | 只看该作者
这个厉害，MATLAB还能这样玩~~

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5楼
duo点| | 2022-1-21 17:11 | 只看该作者
厉害，非常赞

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