延伸閱讀：

基於MFC的USB上位機開發（1）概述

基於MFC的USB上位機開發（2）速度測試模組

基於MFC的USB上位機開發（3）資料傳輸模組

基於MFC的USB上位機開發（4）環路模組

基於MFC的USB上位機開發（5）下環路模組

目錄

1. USB裝置初始化及熱拔插的實現

1.1 USB初始化

1.2 熱拔插程式設計

2. USB速度測試模組設計

2.1 USB的BULK傳輸控制

2.2 測速思路

2.3 MFC控制元件相關操作

3. 模組測試

3.1 USB狀態顯示

3.2 速度測試

4. 參考

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        本模組用於USB裝置的狀態顯示和速度測試。上位機的標題欄為USB的狀態資訊顯示區，有裝置連線時會顯示裝置的名稱，沒有時顯示“沒有找到裝置！”速度測試分接收和傳送測試，暫不支援雙向速度測試，在速度測試中，上位機會統計資料傳輸中的成功次數、失敗次數和總共傳輸的位元組數，傳輸速度會通過進度條長度來顯示。USB的理論最大速度為60MB/s，所以速度進度條對應的長度範圍是0~60，通過測試USB的接收或者傳送的單向速度可達37MB/s。

1. USB裝置初始化及熱拔插的實現

1.1 USB初始化

Cypress公司的USB裝置初始化流程如下

（1）新建USB裝置結構體：  pUSBDevice = new CCyUSBDevice(m_hWnd);

（2）開啟USB裝置：             pUSBDevice->Open(0);

（3）初始化裝置端點：          pInEndpt  = pUSBDevice->EndPointOf(0x86);

                                                pOutEndpt = pUSBDevice->EndPointOf(0x02);

裝置的關閉和刪除操作方式如下：

（1）關閉USB裝置：         pUSBDevice->Close();

（2）清空裝置端點：         pInEndpt  = NULL;        pOutEndpt = NULL;

（3）刪除USB裝置：        delete pUSBDevice;

獲取USB裝置資訊的操作如下：

（1）獲取USB裝置的連線數目：pUSBDevice－>DeviceCount()

（2）獲取USB裝置的名稱：       pUSBDevice－>DeviceName() 

（3）獲取USB裝置的VID：        pUSBDevice－>VendorID

（4）獲取USB裝置的PID：        pUSBDevice－>ProductID 

        在USB熱拔插的過程中，上位機需根據裝置的狀態，來調整結構體pUSBDevice、pInEndpt和pOutEndpt ，並將USB的連線狀態顯示在上位機視窗上。根據以上要求需要設計一個狀態顯示函式DisplayDevices()，程式程式碼如下，關於USB的更多操作可檢視參考文章[1]。

void CUSBprojDlg::DisplayDevices(void)
{
	CString str;
	UCHAR nCount,n;
	Sleep(10);
	m_Semaphore.Lock();
	nCount=pUSBDevice->DeviceCount();    // 檢查有多少USB裝置已連線
	
	if(nCount>1)
	{
		
		str = _T("USB測試工具v1.4       不支援多臺儀器同時連線,請移除不必要的儀器！");
	}
	else
	{
		pUSBDevice->Open(0);
		if(!pUSBDevice->IsOpen())
		{
			//MessageBox(TEXT("USB裝置移除!"),TEXT(" USB connect"),MB_OK|MB_ICONERROR); 
			pInEndpt  = NULL;
			pOutEndpt = NULL;
			str = _T("USB測試工具v1.4        沒有找到裝置！");
		}
		else
		{
			str = _T("USB測試工具v1.4        ");
			str+=pUSBDevice->DeviceName;
			pInEndpt  = pUSBDevice->EndPointOf(0x86);
			pOutEndpt = pUSBDevice->EndPointOf(0x02);
		}
	}
	m_Semaphore.Unlock();
	SetWindowText(str);	
}

1.2 熱拔插程式設計

        USB的熱拔插通過使用WindowProc()函式來實現，函式攜帶的引數如下：

        LRESULT CUSBprojDlg::WindowProc(UINT message, WPARAM wParam, LPARAM lParam)

    其中，message為訊息的ID,它是32位值，指明瞭訊息型別。wParam和lParam，32位值，包含附加資訊，決定於訊息的種類。熱拔插的程式流程圖如下，當系統產生硬體改變的訊息時，通過判斷有無裝置的插入或者拔出以及裝置樹是否改變，來進行USB裝置的開啟或關閉，想了解更多有關USB裝置熱拔插的知識點，可以檢視參考文章[2]-[4]。

  熱拔插的程式碼如下：

LRESULT CUSBprojDlg::WindowProc(UINT message, WPARAM wParam, LPARAM lParam)
{
	if (message == WM_DEVICECHANGE) 
	{	// Tracks DBT_DEVICEARRIVAL followed by DBT_DEVNODES_CHANGED
		if (wParam == DBT_DEVICEARRIVAL)//有裝置插入
		{
			bPnP_Arrival = true;
			bPnP_DevNodeChange = false;
		}
		// Tracks DBT_DEVNODES_CHANGED followed by DBT_DEVICEREMOVECOMPLETE
		if (wParam == DBT_DEVNODES_CHANGED) //有裝置新增或移除
		{
			bPnP_DevNodeChange = true;
			bPnP_Removal = false;
		}
		if (wParam == DBT_DEVICEREMOVECOMPLETE) //有裝置拔出
		{
			bPnP_Removal = true;
			PDEV_BROADCAST_HDR bcastHdr = (PDEV_BROADCAST_HDR) lParam;
			if (bcastHdr->dbch_devicetype == DBT_DEVTYP_HANDLE) 
			{
				PDEV_BROADCAST_HANDLE pDev = (PDEV_BROADCAST_HANDLE) lParam;
				if (pDev->dbch_handle == pUSBDevice->DeviceHandle())
					pUSBDevice->Close();
				    DisplayDevices();
			}
		}// If DBT_DEVNODES_CHANGED followed by DBT_DEVICEREMOVECOMPLETE
		if (bPnP_Removal && bPnP_DevNodeChange) 
		{
		//	Sleep(10);
		//	DisplayDevices();
			bPnP_Removal = false;
			bPnP_DevNodeChange = false;
		}
		// If DBT_DEVICEARRIVAL followed by DBT_DEVNODES_CHANGED
		if (bPnP_DevNodeChange && bPnP_Arrival) 
		{
			DisplayDevices();
			bPnP_Arrival = false;
			bPnP_DevNodeChange = false;
		}
	}
	return CDialog::WindowProc(message, wParam, lParam);
}

2. USB速度測試模組設計

2.1 USB的BULK傳輸控制

（1）BULK IN傳輸

    BULK IN傳輸中主要是呼叫BeginDataXfer( )，WaitForXfer( )和FinishDataXfer( )三個函式，使用方式如下：

    pInContex=pDlg->pInEndpt->BeginDataXfer(data,nLen,&InOvLap);
    pDlg->pInEndpt->WaitForXfer(&InOvLap,2000)
    success=pDlg->pInEndpt->FinishDataXfer(data,nLen,&InOvLap,pInContex);

BeginDataXfer( )用於開啟上位機非同步接收，向USB讀取長度為nLen的資料，放在陣列data中。

WaitForXfer( )用於規定非同步傳輸事件InOvLap耗時不能超過2s，當傳輸時間大於2s時，可以採用下方條件語句丟棄本次任務。

if(!pDlg->pInEndpt->WaitForXfer(&InOvLap,2000))
{
pDlg->pInEndpt->Abort();
WaitForSingleObject(InOvLap.hEvent,2000);
}   

FinishDataXfer( )用於判斷本次非同步輸入傳輸事件是否成功，成功返回True，失敗返回False！

（2）BULK OUT傳輸

    BULK OUT的傳輸呼叫函式和BULK IN是一樣的，只是對應的USB端點不同，使用方式如下：

    pOutContex=pDlg->pOutEndpt->BeginDataXfer(data,n,&OutOvLap);
    pDlg->pOutEndpt->WaitForXfer(&OutOvLap,2000);
    success=pDlg->pOutEndpt->FinishDataXfer(data,nLen,&OutOvLap,pOutContex);

　　同樣的，當非同步輸出傳輸事件OutOvLap耗時超過2s時，以採用下判斷語句丟棄本次傳輸任務。

if(!pDlg->pOutEndpt->WaitForXfer(&OutOvLap,2000))
{
pDlg->pOutEndpt->Abort();
WaitForSingleObject(OutOvLap.hEvent,2000);
}

應用舉例：如何使用BeginDataXfer( )，WaitForXfer( )和FinishDataXfer( )三個函式進行512位元組資料的迴圈採集？

1）開啟執行緒

    為了提高USB資料的傳輸速度與效率，通常需要給資料採集單獨開啟一個bulk執行緒，具體操作如下。其中，pXferIn_512Thread為執行緒的狀態指標，執行緒在執行時為True，停止時為NULL。XferIn_512為執行緒處理函式，實現512位元組資料的迴圈採集。

if(pUSBDevice->IsOpen())                                 //USB裝置已開啟
{
 bLooping = true;                                        //執行緒迴圈標誌為真
 pXferIn_512Thread = AfxBeginThread(XferIn_512, this);   //啟動執行緒
}

2）執行緒處理函式

   執行緒處理函式主要包括三大塊：建立非同步接收事件的結構體InOvLap，使用迴圈標誌位bLooping控制資料的接收和執行緒的釋放。執行緒處理函式的程式碼如下： 

 UINT XferIn_512(LPVOID params)
{   //建立非同步接收事件的結構體InOvLap
    CUSBprojDlg *pDlg= (CUSBprojDlg*) params; //使該執行緒可訪問CUSBprojDlg類的所有公有成員
    OVERLAPPED InOvLap;
    UCHAR *pInContex;
    LONG nLen=512;
    PUCHAR data=new UCHAR[nLen]; ZeroMemory(data,nLen);
    InOvLap.hEvent=CreateEvent(NULL,false,false,_T("USB_IN")); 
   //迴圈接收512位元組資料
    for(;pDlg->bLooping;) 
    {
        pInContex=pDlg->pInEndpt->BeginDataXfer(data,nLen,&InOvLap);
        pDlg->pInEndpt->WaitForXfer(&InOvLap,2000);
        bool success=pDlg->pInEndpt->FinishDataXfer(data,nLen,&InOvLap,pInContex);
    }
    //執行緒釋放
    CloseHandle(InOvLap.hEvent); 
    delete [] data;
    pDlg->pXferIn_512Thread= NULL; //執行緒結束
    return true;
}  

2.2 測速思路

        上圖為“上位機接收資料”速度測試模組的流程圖，提供了按鍵服務程式和執行緒處理函式具體設計思路。在“上位機接收資料”按鈕的服務程式內有一個bool型變數m_bXfer，每當按鈕按下自身進行取反操作。當m_bXfer=true時，“上位機接收資料”按鈕變為“stop”按鈕，同時開啟資料接收的執行緒。當m_bXfer=false時，“stop”按鈕變為“上位機接收資料”按鈕，同時關閉資料接收的執行緒。

        接收執行緒pXferInThread用於上位機接收資料時的速度測試，具體思路是：

（1）定義一個容量為10KByte的陣列UCHAR data[10240]，用於上位機端資料的快取；

（2）定義16組非同步傳輸事件結構體陣列OVERLAPPED InOvLap[16]，每完成16組非同步傳輸事件，上位機就接收了160KByte資料；

（3）執行並完成16組非同步傳輸事件InOvLap[0]~InOvLap[16]，記錄消耗時間t，以及事件成功次數nSucCount和失敗次數nErrCount。

（4）當接收執行緒累積執行時間T超過1s時，計算平均速度：

rate=（nErrCount+nSucCount）*10/1024/T

（5）將成功次數nSucCount、失敗次數nErrCount、平均速度rate以及總傳輸位元組數顯示在上位機上。

“上位機發送資料”測速模組的設計思路和上方是一樣的，這裡就不介紹了。“上位機接收資料”測速模組對應的執行緒處理函式程式碼如下：

UINT XferIn( LPVOID params ) {
    CUSBprojDlg *pDlg= (CUSBprojDlg*) params;	
	LARGE_INTEGER BegainTime; 
	LARGE_INTEGER EndTime;
	LARGE_INTEGER Frequency;
	QueryPerformanceFrequency(&Frequency);
    OVERLAPPED InOvLap[16]; 
	UCHAR  *pInContext[16];
	ULONG nSucCount = 0;	
	ULONG nErrCount = 0;
	LONG nLen = 10240;
	UCHAR data[10240];	ZeroMemory(data,nLen);
	CString s[16];
	int n=0;
 	pDlg->m_Semaphore.Lock();
	for(n=0;n<16;n++)
	{
		if(pDlg->pInEndpt==NULL) break;		
		nLen = 10240;
		s[n].Format(_T("YJUSB_IN%d"),n);
		InOvLap[n].hEvent   = CreateEvent(NULL,false,false, s[n]); 
		pInContext[n] = pDlg->pInEndpt->BeginDataXfer(data,nLen,&InOvLap[n]);		
	}
	pDlg->m_Semaphore.Unlock();
	while (1) 
	{
		bool b=pDlg->m_bXfer;
		if(pDlg->pInEndpt==NULL) break;

		pDlg->m_Semaphore.Lock();
		pDlg->pInEndpt->TimeOut = 0;	
		QueryPerformanceFrequency(&Frequency);
		QueryPerformanceCounter(&BegainTime);
		for(n=0;n<16;n++)
		{			
			if(!pDlg->pInEndpt->WaitForXfer(&InOvLap[n],2000))
			{
				pDlg->pInEndpt->Abort();
				WaitForSingleObject(InOvLap[n].hEvent, 2000);
			}
			nLen = 10240;
			bool success = pDlg->pInEndpt->FinishDataXfer(data,nLen, &InOvLap[n],pInContext[n]); 
			if (success)nSucCount++;
			else nErrCount++;
			nLen = 10240;
			if(b)	pInContext[n] = pDlg->pInEndpt->BeginDataXfer(data,nLen,&InOvLap[n]);
		}
		QueryPerformanceCounter(&EndTime);
		double t=(double)( EndTime.QuadPart - BegainTime.QuadPart )/Frequency.QuadPart;
		pDlg->m_Semaphore.Unlock();
		pDlg->TestRate(t,nSucCount, nErrCount);
		if(!b) break;
	}
	for(n=0;n<16;n++)
	{
		CloseHandle(InOvLap[n].hEvent);
	}
	pDlg->EndOutThread(2);
	return true;
}

2.3 MFC控制元件相關操作

（1）按鈕控制元件

禁用按鈕：  m_x86.EnableWindow(false);

使能按鈕：  m_x86.EnableWindow(true);

更換名稱：  m_x86.SetWindowText(_T("停止"));

（2）示例編輯框控制元件

CString變數賦值：str.Format(_T("%d"),nSuc);

控制元件顯示變數值： m_Success.SetWindowTextW(str);

String.format的更多操作可以查閱參考[5]。

（3）進度條

設定進度條範圍：m_Rate.SetRange(0,60);

設定進度大小為0：m_Rate.SetPos(0);

顯示當前速度：

str.Format(_T("%f  MB/s"),rate);

m_Rate.SetWindowTextW(str);  //顯示速度數值

m_Rate.SetPos((int)rate);       //進度條長度賦值

m_Rate.Invalidate();           //更新進度條長度

3. 模組測試

3.1 USB狀態顯示

（1）裝置不通電或者拔出時

（2）裝置通電並連線上電腦時

3.2 速度測試

（1）接收資料測試

進行中：

停止傳送測試：

（2）傳送資料測試

進行中：

停止接收測試：

（3）清空資料

4. 參考

[1] 賽普拉斯 cypress Cyapi使用心得 - oket007的專欄 - CSDN部落格

https://blog.csdn.net/oket007/article/details/8671359?utm_source=blogxgwz4

[2] 監控USB裝置插拔 - killmice的專欄 - CSDN部落格

https://blog.csdn.net/killmice/article/details/8658761

[3] WindowProc() - cddchina的專欄 - CSDN部落格

https://blog.csdn.net/cddchina/article/details/8701784

[4] 基於Cy68013的USB裝置在VC程式中熱插拔的實現 | 學步園

https://www.xuebuyuan.com/1488224.html

[5] String.format參加字串拼接大比拼 - 追夢 - CSDN部落格

https://blog.csdn.net/u010168160/article/details/52021652