Android 串口通信(二)

前言

上一篇中主要介绍了串口基础内容和基于谷歌官方android-serialport-api库 对Android设备进行的串口操作,这篇文章主要介绍基于Usb转串口驱动库usb-serial-for-android 的相关内容及操作,同时对Usb串口设备进行插拔监听等相关操作。

Usb转串口开发

USB转串口即实现USB接口到通用串口之间的转换,为没有串口的设备提供快速的通道,而且,使用USB转串口设备等于将传统的串口设备变成了即插即用的USB设备。作为应用最广泛的USB接口,支持热插拨,即插即用,传输速度快。实际使用中我们能用到USB TO TTL 或者 USB TO RS485 等转换线,通过转换后,即可进行串口开发,即通过I/O流读取,写入文件数据。

Usb转串口驱动库usb-serial-for-android这个库支持 USB 到串行转换芯片:

  • FTDI FT232R, FT232H, FT2232H, FT4232H, FT230X, FT231X, FT234XD 232r,FT232H,FT232H,FT4232H,FT230X,FT231X,FT234XD
  • Prolific PL2303 多产的 PL2303
  • Silabs CP2102, CP2105, ... Silabs CP2102,CP2105,..
  • Qinheng CH340, CH341A 秦衡 CH340,CH341A

和实现 CDC/ACM 协议的设备,如

  • Arduino using ATmega32U4 使用 ATmega32U4
  • Digispark using V-USB software USB 使用 V-USB 软件的数字公园
  • BBC micro:bit using ARM mbed DAPLink firmware 微处理器: 位使用 ARM 处理 DAPLink 固件

开发流程

  1. 获取USB转串口设备串口;
  2. 配置(波特率,校验位等),建立指定串口通信;
  3. 串口写入及接收返回的数据;
  4. 结束通信,串口关闭。

使用过程

  1. 注册USB设备监听及权限获取相关内容:

    public class UsbBroadcastReceiver extends BroadcastReceiver {
    
        public static final String ACTION_USB_PERMISSION = "android.intent.USB_PERMISSION";
    
        private OnUsbDeviceStateChangeListener mOnUsbDeviceStateChangeListener;
    
        public void registerReceiver(Context context, OnUsbDeviceStateChangeListener onUsbDeviceStateChangeListener) {
            IntentFilter filter = new IntentFilter(ACTION_USB_PERMISSION);
            filter.addAction(UsbManager.ACTION_USB_DEVICE_DETACHED);
            filter.addAction(UsbManager.ACTION_USB_DEVICE_ATTACHED);
            context.registerReceiver(this, filter);
            this.mOnUsbDeviceStateChangeListener = onUsbDeviceStateChangeListener;
        }
    
        @Override
        public void onReceive(Context context, Intent intent) {
            String action = intent.getAction();
            UsbDevice mUsbDevice = intent.getParcelableExtra(UsbManager.EXTRA_DEVICE);
            int usbState = -1;
            //Usb串口权限
            if (ACTION_USB_PERMISSION.equals(action)) {
                usbState = 0;
            }
            // Usb设备连接
            else if (UsbManager.ACTION_USB_DEVICE_ATTACHED.equals(action)) {
                usbState = 1;
            }
            // Usb设备断开
            else if (UsbManager.ACTION_USB_DEVICE_DETACHED.equals(action)) {
                usbState = 2;
            }
            if (mOnUsbDeviceStateChangeListener != null) {
                mOnUsbDeviceStateChangeListener.onUsbDeviceStateChange(usbState, mUsbDevice);
            }
        }
    
        public interface OnUsbDeviceStateChangeListener {
            /**
             * Usb权限获取
             */
            int ACTION_PERMISSION_GAINED = 0;
            /**
             * Usb设备连接
             */
            int ACTION_DEVICE_ATTACHED = 1;
            /**
             * Usb设备断开
             */
            int ACTION_DEVICE_DETACHED = 2;
    
            void onUsbDeviceStateChange(int usbDeviceState, UsbDevice usbDevice);
        }
    }
    
  2. 获取Usb转串口设备:

    public List getAllSerialPort() {
        List drivers = UsbSerialProber.getDefaultProber().findAllDrivers(mUsbManager);
        List result = new ArrayList<>();
        for (UsbSerialDriver driver : drivers) {
            List ports = driver.getPorts();
            result.addAll(ports);
        }
        return result;
    }
    
  3. 建立串口通信:

    public void openSerialPort(UsbSerialPort usbSerialPort, UsbSerialPortParameters usbSerialPortParameters) {
        if (usbSerialPort == null || usbSerialPortParameters == null) {
            return;
        }
        UsbDeviceConnection connection = mUsbManager.openDevice(usbSerialPort.getDriver().getDevice());
        this.mUsbSerialPort = usbSerialPort;
        this.mUsbSerialPortParameters = usbSerialPortParameters;
        if (connection != null) {
            try {
                usbSerialPort.open(connection);
                usbSerialPort.setParameters(usbSerialPortParameters.getBaudRate(), usbSerialPortParameters.getDataBits(), usbSerialPortParameters.getStopBits(), usbSerialPortParameters.getParity());
                mSerialInputOutputManager = new SerialInputOutputManager(usbSerialPort, this);
                ExecutorService mExecutor = Executors.newSingleThreadExecutor();
                mExecutor.submit(mSerialInputOutputManager);
            } catch (IOException e) {
                if (mOnUsbSerialListener != null) {
                    mOnUsbSerialListener.onSerialOpenException(e);
                }
            }
            isOpened = true;
            if (mOnUsbSerialListener != null) {
                mOnUsbSerialListener.onSerialOpenSuccess();
            }
        } else {
            mUsbManager.requestPermission(usbSerialPort.getDriver().getDevice(), mPermissionIntent);
        }
    }
    
  4. 建立串口通信后,利用SerialInputOutputManager进行串口发送及数据返回接收:

    public boolean sendSerialPort(byte[] commandBytes) {
        if (mUsbSerialPort != null && isOpened && commandBytes.length > 0) {
            try {
                mUsbSerialPort.write(commandBytes, PORT_WRITE_TIME_OUT_MILLIS);
            } catch (IOException e) {
                return false;
            }
            return true;
        }
        return false;
    }
    
    public void onNewData(byte[] data) {
        if (mOnUsbSerialListener != null) {
            mOnUsbSerialListener.onReceivedData(data);
        }
    }
    
  5. 串口关闭:

    public void closeSerialPort() {
        try {
            if (mUsbSerialPort != null) {
                mUsbSerialPort.close();
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        isOpened = false;
        if (mSerialInputOutputManager != null) {
            mSerialInputOutputManager.stop();
            mSerialInputOutputManager = null;
        }
    }
    

整个Usb转串口通信基本操作就是这样,主要还是对输入、输出流的读写,具体内容可以查看Usb转串口驱动库usb-serial-for-android库中的详细内容。

访问Github项目查看例子具体代码实现:

https://github.com/MickJson/AndroidUSBSerialPort

如果使用Kotlin进行开发,可以查看这个串口调试工具:https://github.com/HelloHuDi/usbSerialPortTools,关于串口开发UI很多都参考自此,且使用起来调试还是十分方便的。

参考资料:

Usb转串口通信库:https://github.com/mik3y/usb-serial-for-android

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