1 开发环境 - Visual Studio 2013 - DirectShow - Windows 10 Pro x64 2 功能介绍 演示VS2013 封装DirectShow，用于打开摄像头、获取摄像头视频流数据等操作。

引言 随着移动数据存储领域的日益扩大，在嵌入式系统中实现USB主机功能，以实现利用USB存储设备进行数据存储的需求变得日益迫切。U盘作为新型移动存储设备，以体积小、速度高、抗震动、通用性强的特点倍受青睐，因此，在数据采集系统中开发出嵌入式 USB主机控制U盘作为数据存储器，将具有良好的实用价值和应用前景。 1 USB大容量存储设备协议分析 基于USB的大容量数据采集系统的设计，主要是要实现嵌入式USBHost。要想设计出能直接读写U盘的嵌入式USBHost，就必须理解USB大容量存储设备协议。目前USB大容量存储设备软件结构如图1所示。 图1 USB大容量存储设备软件结构示意图

STM32芯片USB开发库、开发例程以及USB实验所需官方驱动。在网上找了很久才凑齐的LIB开发库和USB官方驱动，如果在实验过程中发现开发板USB Deivce不能够被计算机识别，尤其是在WIN7 64环境下USB设备识别有感叹号图标，安装官方驱动即可解决。

USB（通用串行总线）接口控制器是一种在电子设备中广泛应用的硬件组件，它负责管理设备与计算机之间的数据传输。在Xilinx FPGA（现场可编程门阵列）中实现USB接口控制器，通常需要使用硬件描述语言如VHDL（Very High Speed Integrated Circuit Hardware Description Language）来编写逻辑设计。以下是对USB接口控制器及其VHDL代码实现的关键知识点的详细解释： 1. **USB协议基础**：USB协议定义了设备如何连接到主机，并规定了数据传输速率、电源管理、设备分类和通信协议等。主要版本包括USB 1.1、2.0、3.x，其中3.x系列支持更高的数据速率，如USB 3.2 Gen2x2可达到20Gbps。 2. **VHDL语言**：VHDL是一种用于描述数字系统的硬件级语言，可以用来设计、验证和实现FPGA或ASIC（应用专用集成电路）的逻辑功能。在USB接口控制器设计中，VHDL代码会描述USB协议的各个层，如物理层、数据链路层、传输层和设备管理层。 3. **USB控制器架构**：一个USB接口控制器通常包含以下几个关键部分： - **物理层（PHY）**：处理信号的物理传输，包括编码、解码和信号调理。 - **数据链路层（DLL）**：负责错误检测和纠正，以及数据包的成帧和解帧。 - **传输层（TL）**：处理USB事务传输，如控制传输、批量传输、中断传输和同步传输。 - **设备管理层（DM）**：处理设备枚举、配置、中断请求和端点管理。 4. **VHDL设计流程**：理解USB协议规范并设计模块化结构；然后，编写VHDL代码，实现每个模块的功能；接着，进行仿真验证，确保代码在各种情况下都能正确工作；将设计导入Xilinx开发工具，进行综合、布局布线，生成比特流文件，并下载到FPGA中。 5. **Xilinx FPGA平台**：Xilinx是领先的FPGA供应商，其产品广泛应用于各种嵌入式系统和高性能计算。在Xilinx FPGA上实现USB接口控制器，需要熟悉ISE、Vivado或Xilinx SDK等开发工具，这些工具提供了一整套从设计输入到硬件编程的解决方案。 6. **USB控制器的挑战**：实时性、同步问题、错误处理和电源管理是USB接口控制器设计中的常见挑战。例如，USB协议的异步特性要求控制器能够快速响应主机的请求，同时保持数据传输的准确性。 7. **优化技巧**：为了提高性能和资源利用率，可以考虑使用IP核（ Intellectual Property cores）、流水线设计、并行处理和动态电压频率调整（DVFS）等技术。 总结，USB接口控制器的设计涉及对USB协议的深入理解，VHDL编程技能，以及FPGA硬件知识。通过Xilinx FPGA实现的USB接口控制器参考设计，可以帮助开发者创建定制化的、高性能的USB接口解决方案，适用于各种嵌入式系统和设备。

操作步骤如下： 1.首先拿到USB转串口的线，那个是用来下载用的但是要先驱动。 2.把线的U口插在电脑上，然后把驱动盘（最小的那张）放电脑里。 如果电脑自己驱动可以找到的话就最好了。 但是基本上都要预装驱动一下 找到驱动盘里的Usb-232这个文件夹（第一个文件夹）里面有个R340文件夹，打开它，里面就有个HL-340的软件 点击安装了之后，会提示预安装已经成功。或者是安装PL2303里面的驱动，一般都是用着两种芯片。 3.完成上面之后 有些电脑就可以使用了(那就直接看4)。但是还有些电脑不能驱动的。这时候只要再次让电脑自己驱动就OK了。 为方便大家还是告诉大家一下吧。右击‘我的电脑’在“管理”里找到“设备管理器”看看里面是不是还有问号，如果有那就把问号点出来，右击选择“安装驱动设备”。在提示的对话框里下一步就OK了。 4.在设备管理器里，找到看看是不是有提示CH340后面的（COM？）是几 大家看上面图上就是COM9，这表示已经驱动成功。 5.在A盘中找到STC-ISP下载文件 “MCU-板配资料”——“应用软件”——里面的。打开之后 最上面的芯片选择STC89c52RC 下面的COM口选择你在第四步时候在设备管理器里面看到的COM口。打开一个HEX文件 ，点下载，按下面的提示给单片机上电就OK了 下载就完成了。

在使用Labview2015读取条码扫码枪的内容时在网上找了很多种方法都有问题。于是自己花了一个上午的时间做了一个。希望对受此困扰的人能参考一下。测试正常。

USB3.0协议是USB（通用串行总线）接口技术的一个重要版本，它在2008年由USB Implementers Forum（USB IF）发布，旨在提高数据传输速度、增强电源管理，并提供更好的设备连接能力。这个协议规范的中文文档详细阐述了USB3.0的所有核心特性，对于理解和开发USB3.0设备或者驱动程序的工程师来说，是一份非常宝贵的资源。 USB3.0的最大传输速度是一个关键知识点。相比于USB2.0的480Mbps（60MB/s），USB3.0引入了SuperSpeed USB模式，理论最大传输速率可达5Gbps（625MB/s），这提升了近十倍的数据传输效率，使得大容量文件的传输变得更加迅速。这一高速传输是通过增加新的物理层（PHY）和协议层来实现的，包括更宽的数据通道和优化的信号处理技术。 USB3.0协议中包含了增强的电源管理机制。它支持设备在不同功耗状态之间快速切换，如休眠、暂停和活跃状态，有助于降低整体系统能耗。同时，USB3.0提供了更高的电源供给能力，主机可以向设备提供高达900mA的电流，比USB2.0的500mA有所提升，这对于需要更多电力的设备如硬盘驱动器或高功率外设非常有用。 再者，USB3.0具有向后兼容性，意味着新的USB3.0设备可以在旧的USB2.0接口上工作，尽管速度会降级到USB2.0的水平。这种设计考虑了市场的广泛接受度，避免了对现有基础设施的大量替换。 此外，USB3.0规范还包含了一些改进的硬件特性，如增强型差分信号（SuperSpeed Signaling）技术，它使用了8b/10b编码，以减少信号错误并提高数据完整性。还有就是所谓的“双角色设备”（Dual-Role Device, DRD），它既可以作为主机也可以作为设备，这为设备间的交互提供了更大的灵活性。 在文件"usbhostslave"中，可能包含了关于USB主机（Host）和设备（Device）角色的详细解释。USB主机负责控制数据交换，而设备则是连接到主机并响应其请求的部件。USB3.0协议规范详细描述了主机如何初始化设备、配置设备功能、进行数据传输以及处理设备状态变化等过程。 USB3.0协议规范是理解USB3.0技术核心的基石，它涵盖的高速传输、电源管理、向后兼容性和硬件特性等内容，对于开发者和工程师而言都是至关重要的知识点。通过深入学习这份中文文档，可以更好地掌握USB3.0的原理和应用，从而在实际项目中得心应手。

Java USB API是一个允许Java应用程序与USB（通用串行总线）设备进行通信的接口。它为开发者提供了一种跨平台的方式来访问和控制USB设备，使得Java程序员能够在不依赖于特定操作系统的情况下，利用USB设备的功能。在Java USB API中，主要涉及以下几个核心概念和技术： 1. **Java Access Bridge (JAB)**: 在Java中实现USB通信，通常需要借助Java Accessibility Bridge，这是一个允许Java应用程序与本机操作系统API交互的桥梁。JAB使得Java应用程序能够访问那些由操作系统提供的、原本只能通过C或C++等本地代码访问的USB服务。 2. **UsbDevice**: 这是Java USB API中的核心类，代表一个USB设备。它包含了设备的各种信息，如设备ID、供应商ID、产品ID、设备版本等。开发者可以通过这个对象来识别和选择要操作的具体USB设备。 3. **UsbInterface**: 表示USB设备上的一个接口，通常一个USB设备可以有多个接口，每个接口可能支持不同的协议或功能。开发者需要根据应用需求选择合适的接口进行通信。 4. **UsbEndpoint**: USB接口包含一个或多个端点，每个端点代表数据传输的一个方向（输入或输出）。 UsbEndpoint对象用于指定数据传输的目标或来源。 5. **USB通信模式**：Java USB API支持控制传输、批量传输、中断传输和同步传输这四种基本的USB通信模式。控制传输常用于配置设备或发送设备命令；批量传输用于大量数据的非实时传输；中断传输用于周期性的小量数据传输，如鼠标或键盘；同步传输则用于实时数据传输，如音频或视频流。 6. **权限管理**：由于USB设备访问可能涉及到系统的安全性，因此在使用Java USB API时，通常需要获取相应的权限。在某些系统上，这可能需要用户手动授权或者使用特定的系统设置。 7. **事件监听**：Java USB API提供了事件驱动的模型，允许开发者注册监听器来接收USB设备连接、断开、数据传输等事件，从而实现动态响应USB设备的状态变化。 8. **库和框架**：除了标准的Java USB API外，还有一些第三方库和框架，如libusb4java、JUSB、Javalabs USB等，它们提供了更高级别的抽象和便利的功能，简化了USB设备的编程工作。 9. **示例代码**：在实际开发中，开发者通常会创建一个UsbManager实例来查找和选择USB设备，然后通过打开UsbDevice，选择合适的UsbInterface和UsbEndpoint，进行读写操作。例如，创建一个UsbDeviceConnection，使用控制传输发送配置请求，或者使用批量传输读取或写入数据。 10. **兼容性**：Java USB API的兼容性取决于操作系统对USB的支持以及Java Accessibility Bridge的实现。在Windows、Linux和macOS等主流操作系统上，通常都能找到相应的支持。 以上就是Java USB API的基本概念和使用方法，通过这个API，开发者可以轻松地构建跨平台的USB设备应用，实现对各种USB设备的读写操作。不过，由于USB设备的多样性，具体应用时可能需要结合设备的硬件特性进行适配和调试。

在Java编程环境中，与USB设备交互是一项相对复杂的任务，因为Java标准库并不直接支持USB通信。但是，通过一些第三方库，如"libusb4java"、"jUSB"或者"USB4Java"，开发者可以实现这个功能。这些库通常封装了底层的操作系统API，使得Java程序能够识别和控制USB设备。 标题中的"java操作usb"指的是使用Java语言来实现对USB设备的操作，这在物联网(IoT)、自动化测试、硬件集成等场景中非常常见。Java的USB操作主要涉及以下几个关键知识点： 1. **JNI(Java Native Interface)**：由于Java标准库不包含USB功能，开发者通常需要通过JNI来调用C或C++编写的本地库，这些本地库可以直接与操作系统交互以访问USB设备。JNI允许Java代码直接调用本地方法，是Java与硬件交互的重要桥梁。 2. **USB4Java**：这是一个开源项目，提供了Java API来访问USB设备。它基于libusb库，支持Windows、Linux、macOS等多种操作系统。USB4Java提供了一套完整的类和接口，用于枚举USB总线上的设备，打开和关闭设备，读写数据等。 3. **libusb**：这是一个跨平台的库，用于与USB设备进行低级通信。在Java中，通常通过JNI来使用libusb。libusb提供了设备发现、设备控制传输、I/O流处理等功能。 4. **jUSB**：另一个Java USB库，它也使用JNI来调用底层的USB库。jUSB提供了简单的API，使得开发者可以更容易地实现USB设备的控制。 5. **DLL文件**：在Windows平台上，为了实现USB通信，可能需要一些动态链接库(DLL)文件，它们包含了操作系统特定的USB驱动程序。这些DLL文件通常与Java的USB库一起使用，通过JNI调用。 6. **设备枚举与描述符**：在Java中操作USB设备时，首先需要枚举USB总线上所有的设备，然后根据设备的Vendor ID和Product ID来识别目标设备。每个USB设备都有其特有的设备描述符，包括制造商、产品名、版本等信息。 7. **读写操作**：一旦找到并连接到USB设备，就可以进行读写操作。这涉及到控制传输、批量传输、中断传输等USB协议的细节。 8. **异常处理**：由于USB通信涉及到硬件交互，可能会出现各种异常情况，如设备未连接、权限问题、数据传输错误等，因此编写健壮的异常处理机制是非常必要的。 9. **线程安全**：在多线程环境下，对USB设备的操作需要确保线程安全，防止数据冲突和设备状态混乱。 10. **权限配置**：在某些系统中，特别是Linux，可能需要特殊的用户权限才能访问USB设备，这可能涉及到修改系统权限配置或使用sudo运行程序。 "java操作usb"涉及到的知识点涵盖了Java的本地接口、USB通信协议、设备枚举、数据传输以及异常处理等多个方面，需要对Java和USB技术有深入理解才能有效地实现USB设备的控制。提供的压缩包文件很可能是包含这些所需库的集合，方便开发者直接使用。

在Windows操作系统中，利用DirectShow库来控制USB摄像头进行照片抓拍是一种常见且高效的方法。DirectShow是微软提供的一种多媒体处理框架，它为开发者提供了丰富的API接口，用于处理视频捕获、音频播放、流媒体服务等多种功能。在这个场景中，我们将主要探讨如何使用DirectShow来查找和控制USB摄像头，并实现抓拍照片的功能。 理解DirectShow的基本结构至关重要。DirectShow以图元过滤器（Filter Graph）的形式组织其组件，图元过滤器是由一系列相互连接的滤镜（Filter）组成的，每个滤镜都有特定的任务，如捕获视频、编码、解码等。滤镜之间通过连接器（Pin）传递数据。典型的捕获流程包括源滤镜（通常是设备驱动，如USB摄像头）、捕获滤镜、格式转换滤镜，以及文件写入滤镜。 要实现USB摄像头的抓拍功能，我们需要完成以下步骤： 1. **初始化DirectShow库**：调用CoInitializeEx函数初始化COM库，这是使用DirectShow的前提。 2. **创建并配置图元过滤器**：使用GraphBuilder类创建一个过滤图实例，然后通过FindCaptureDevice方法找到USB摄像头对应的源滤镜。你可以使用ICaptureGraphBuilder2接口的RenderStream方法来构建从摄像头到文件输出的完整路径。 3. **设置捕获参数**：通过ISampleGrabber接口可以设置图像的分辨率、格式等参数。ISampleGrabber有两个重要的回调接口：一个是IMediaSample，用于接收视频帧；另一个是IBasicAudio，用于设置音频参数（如果存在音频的话）。 4. **开始捕获**：调用IGraphBuilder接口的Run方法开始捕获过程。此时，ISampleGrabber的回调函数会被调用，每次捕获一帧图像。 5. **抓拍照片**：在回调函数中，你可以选择特定的帧进行保存，通常是在接收到某一帧时调用IMediaSample的GetBuffer和GetLength方法获取数据，然后使用标准的文件操作函数将其保存为图片文件（如BMP或JPEG格式）。 6. **停止捕获**：当不再需要捕获时，调用IGraphBuilder的Stop方法结束捕获过程，然后释放所有资源。 在提供的"CameraByDS"文件中，可能包含了一个简单的示例程序，它演示了上述步骤。该程序可能已经封装了一些常用功能，比如查找摄像头、设置捕获参数、抓拍照片并保存等。通过阅读和学习这个代码，你将更深入地了解如何实际操作DirectShow进行USB摄像头的控制。 DirectShow提供了强大的媒体处理能力，使得开发者能够灵活地处理各种多媒体任务，包括USB摄像头的控制和照片抓拍。虽然DirectShow的学习曲线可能较陡峭，但一旦掌握，就能实现高效且自定义化的多媒体应用。