Python如何通过usb传输指令

Python通过USB传输指令的方法有多种，常用的有以下几种：pyserial库、libusb库、pyusb库。其中，pyserial库较为简单易用，适合初学者。下面将详细介绍如何使用pyserial库进行USB指令传输。

一、PYUSB库的安装与基础使用

1、安装PyUSB库

首先需要安装PyUSB库，可以使用pip命令进行安装：

pip install pyusb

此外，还需要安装libusb库。在Windows系统上，可以从libusb官网下载安装包。在Linux系统上，可以使用包管理器安装，例如：

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

2、基本使用

PyUSB库提供了访问USB设备的接口，可以通过以下步骤进行基本操作：

查找设备：首先需要查找到目标设备，可以通过usb.core.find()函数进行查找。
设置设备配置：找到设备后，需要设置设备的配置，通常是设置为第一配置。
读取和写入数据：通过设备的端点（Endpoint）进行数据的读取和写入。

以下是一个简单的示例代码：

import usb.core
import usb.util
查找设备
dev = usb.core.find(idVendor=0x1234, idProduct=0x5678)
如果找不到设备，报错
if dev is None:
    raise ValueError('Device not found')
设置设备配置
dev.set_configuration()
获取设备的端点
cfg = dev.get_active_configuration()
intf = cfg[(0,0)]
ep = usb.util.find_descriptor(
    intf,
    # 匹配 OUT 端点
    custom_match = lambda e: 
        usb.util.endpoint_direction(e.bEndpointAddress) == 
        usb.util.ENDPOINT_OUT)
assert ep is not None
发送数据
ep.write('Hello, USB!')
读取数据
ep_in = usb.util.find_descriptor(
    intf,
    custom_match = lambda e: 
        usb.util.endpoint_direction(e.bEndpointAddress) == 
        usb.util.ENDPOINT_IN)
data = ep_in.read(64)
print('Received:', data)

二、PYUSB库的高级用法

1、设备过滤与选择

在实际应用中，可能有多个USB设备连接到计算机，需要通过特定的过滤器来选择目标设备。可以通过Vendor ID和Product ID进行过滤。

import usb.core
查找所有设备
devices = usb.core.find(find_all=True)
过滤设备
target_device = None
for device in devices:
    if device.idVendor == 0x1234 and device.idProduct == 0x5678:
        target_device = device
        break
if target_device is None:
    raise ValueError('Target device not found')

2、处理设备的接口和端点

一个USB设备可能有多个接口和端点，需要根据实际情况进行选择和设置。

cfg = target_device.get_active_configuration()
intf = cfg[(0, 0)]
查找 OUT 端点
ep_out = usb.util.find_descriptor(
    intf,
    custom_match=lambda e: usb.util.endpoint_direction(e.bEndpointAddress) == usb.util.ENDPOINT_OUT)
查找 IN 端点
ep_in = usb.util.find_descriptor(
    intf,
    custom_match=lambda e: usb.util.endpoint_direction(e.bEndpointAddress) == usb.util.ENDPOINT_IN)

3、读取和写入数据

在进行数据传输时，需要根据设备协议进行相应的数据格式转换和处理。

# 写入数据
data_to_send = b'x01x02x03x04'
ep_out.write(data_to_send)
读取数据
data_received = ep_in.read(64)
print('Received:', data_received)

三、PYUSB库的常见问题与解决方案

1、权限问题

在Linux系统上，普通用户可能没有权限访问USB设备，需要通过udev规则进行设置。

sudo nano /etc/udev/rules.d/99-usb.rules

添加如下内容：

SUBSYSTEM=="usb", ATTR{idVendor}=="1234", ATTR{idProduct}=="5678", MODE="0666"

然后重新加载udev规则：

sudo udevadm control --reload-rules

2、设备占用问题

在某些情况下，操作系统可能会自动加载某些驱动程序占用设备，导致无法正常访问。可以通过卸载相关驱动程序解决。

sudo rmmod usbhid

3、调试与日志

在开发过程中，可能需要查看详细的日志信息，可以通过设置日志级别来实现。

import usb.core
import usb.util
import logging
logging.basicConfig(level=logging.DEBUG)

四、PYUSB库在实际项目中的应用

1、USB设备通信协议设计

在进行USB设备通信时，通常需要设计一套通信协议，用于定义指令格式、数据格式等。可以参考常见的通信协议，如Modbus、UART等，根据实际需求进行设计。

2、与嵌入式设备的通信

在物联网和嵌入式开发中，常常需要与各种传感器、控制器进行通信。可以通过PyUSB库与这些设备进行数据交换，实现数据采集、控制等功能。

3、开发测试工具

在硬件开发过程中，常常需要开发一些测试工具，用于验证硬件功能、调试通信协议等。可以通过PyUSB库快速实现这些工具，提高开发效率。

五、总结

通过本文的介绍，我们了解了如何使用PyUSB库进行USB指令传输，包括安装、基本使用、高级用法、常见问题及解决方案、实际项目中的应用等内容。PyUSB库提供了强大的USB设备访问能力，适用于各种USB通信场景。希望本文对您在进行USB通信开发时有所帮助。

Python如何通过usb传输指令

一、PYUSB库的安装与基础使用

1、安装PyUSB库

2、基本使用

查找设备

如果找不到设备，报错

设置设备配置

获取设备的端点

发送数据

读取数据