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标题: USB HID 设备类协议入门 [打印本页]

作者: yuyang911220 时间: 2015-12-24 21:54 标题: USB HID 设备类协议入门

一、应用场合

USB HID类是比较大的一个类，HID类设备属于人机交互操作的设备。用于控制计算机操作的一些方面，如USB鼠标，USB键盘，USB游戏操纵杆，USB触摸板，USB轨迹球、电话拨号设备、VCR遥控等等设备。另外，使用HID设备的一个好处就是，操作系统自带了HID类的驱动程序，而用户无需去开发很麻烦的驱动程序，只要直接使用API调用即可完成通信。所以很多简单的USB设备，喜欢枚举成HID设备，这样就可以不用安装驱动而直接使用。

二、USB HID类可采用的通信管道

所有的HID设备通过USB的控制管道（默认管道，即端点0）和中断管道与主机通信。
表1、USB HID规范定义的HID设备可用端点
管道要求说明
控制(端点0) 必须传输USB描述符、类请求代码以及供查询的消息数据等
中断输入必须传输从设备到主机的输入数据
中断输出可选传输从主机到设备的输出数据

控制管道主要用于以下3个方面：
接收/响应USB主机的控制请示及相关的类数据
在USB主机查询时传输数据（如响应Get_Report请求等）
接收USB主机的数据

中断管道主要用于以下两个方面：
USB主机接收USB设备的异步传输数据
USB主机发送有实时性要求的数据给USB设备

从USB主机到USB设备的中断输出数据传输是可选的，当不支持中断输出数据传输时，USB主机通过控制管道将数据传输给USB设备。

三、与USB HID设备有关的描述符

HID设备的描述符除了5个USB的标准描述符（设备描述符、配置描述符、接口描述符、端点描述符、字符串描述符，见百合电子工作室的另一篇文章：USB开发基础－－USB命令（请求）和USB描述符）外，还包括3个HID设备类特定描述符：HID描述符、报告描述符、实体描述符。

除了HID的三个特定描述符组成对HID设备的解释外，5个标准描述符中与HID设备有关的部分有：
设备描述符中bDeviceClass、bDeviceSubClass和bDeviceProtocol三个字段的值必须为零。
接口描述符中bInterfaceClass的值必须为0x03，bInterfaceSubClass的值为0或1，为1表示HID设备符是一个启动设备（Boot Device，一般对PC机而言才有意义，意思是BIOS启动时能识别并使用您的HID设备，且只有标准鼠标或键盘类设备才能成为Boot Device。如果为0则只有在操作系统启动后才能识别并使用您的HID设备），bInterfaceProtocol的取值含义如下表所示：　
表2、HID接口描述符中bInterfaceProtocol的含义
bInterfaceProtocol的取值（十进制）含义
0 NONE
1 键盘
2 鼠标
3~255 保留

下面分别对这3个HID设备类特定描述符进行说明。

1、HID描述符

HID描述符关联于接口描述符，因而如果一个设备只有一个接口描述符，则无论它有几个端点描述符，HID设备只有一个HID描述符。HID设备描述符主要描述HID规范的版本号、HID通信所使用的额外描述符、报表描述符的长度等。表2所示为HID描述符的结构：
表3、USB HID类描述符的结构
偏移量域大小值描述
0 bLength 1 数字此描述符的长度（以字节为单位）
1 bDescriptorType 1 常量描述符种类（此处为0x21即HID类描述符）
2 bcdHID 2 数字 HID规范版本号（BCD码），采用4个16进制的BCD格式编码，如版本1.0的BCD码为0x0100,版本为1.1的BCD码为0x0110
4 bCountryCode 1 数字硬件目的国家的识别码（BCD码）（见表3）
5 bNumDescritors 1 数字支持的附属描述符数目
6 bDescriptorType 1 常量 HID相关描述符的类型，取值见表5
7 wDescriptorLength 2 数字报告描述符总长度
9 bDescriptorType 1 常量用于识别描述符类型的常量，使用在有一个以上描述符的设备
10 wDescriptorLength 2 数字描述符总长度，使用在有一个以上描述符的设备

表4、HID硬件目的国家识别码
识别码（十进制）国家和地区识别码（十进制）国家和地区
00 不支持 18 Netherlands/Dutch
01 Arabic 19 Norwegian
02 Belgian 20 Persian (Farsi)
03 Canadian-Bilingual 21 Poland
04 Canadian-French 22 Portuguese
05 Czech Republic 23 Russia
06 Danish 24 Slovakia
07 Finnish 25 Spanish
08 French 26 Swedish
09 German 27 Swiss/French
10 Greek 28 Swiss/German
11 Hebrew 29 Switzerland
12 Hungary 30 Taiwan
13 International (ISO) 31 Turkish-Q
14 Italian 32 UK
15 Japan (Katakana) 33 US
16 Korean 34 Yugoslavia
17 Latin American 35 Turkish-F
36~255 Reserved

表5、HID相关描述符类型定义
描述符类型值 HID相关描述符类型
0x21 HID描述符
0x22 报表描述符
0x23 实体描述符

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