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一、應(yīng)用場(chǎng)合

USB HID類(lèi)是比較大的一個(gè)類(lèi)，HID類(lèi)設(shè)備屬于人機(jī)交互操作的設(shè)備。用于控制計(jì)算機(jī)操作的一些方面，如USB鼠標(biāo)，USB鍵盤(pán)，USB游戲操縱桿，USB觸摸板，USB軌跡球、電話(huà)撥號(hào)設(shè)備、VCR遙控等等設(shè)備。另外，使用HID設(shè)備的一個(gè)好處就是，操作系統(tǒng)自帶了HID類(lèi)的驅(qū)動(dòng)程序，而用戶(hù)無(wú)需去開(kāi)發(fā)很麻煩的驅(qū)動(dòng)程序，只要直接使用API調(diào)用即可完成通信。所以很多簡(jiǎn)單的USB設(shè)備，喜歡枚舉成HID設(shè)備，這樣就可以不用安裝驅(qū)動(dòng)而直接使用。

二、USB HID類(lèi)可采用的通信管道

所有的HID設(shè)備通過(guò)USB的控制管道（默認(rèn)管道，即端點(diǎn)0）和中斷管道與主機(jī)通信。
表1、USB HID規(guī)范定義的HID設(shè)備可用端點(diǎn)?
管道 要求 說(shuō)明
控制(端點(diǎn)0) 必須 傳輸U(kuò)SB描述符、類(lèi)請(qǐng)求代碼以及供查詢(xún)的消息數(shù)據(jù)等
中斷輸入 必須 傳輸從設(shè)備到主機(jī)的輸入數(shù)據(jù)
中斷輸出 可選 傳輸從主機(jī)到設(shè)備的輸出數(shù)據(jù)



控制管道主要用于以下3個(gè)方面：
接收/響應(yīng)USB主機(jī)的控制請(qǐng)示及相關(guān)的類(lèi)數(shù)據(jù)
在USB主機(jī)查詢(xún)時(shí)傳輸數(shù)據(jù)（如響應(yīng)Get_Report請(qǐng)求等）
接收USB主機(jī)的數(shù)據(jù)

中斷管道主要用于以下兩個(gè)方面：
USB主機(jī)接收USB設(shè)備的異步傳輸數(shù)據(jù)
USB主機(jī)發(fā)送有實(shí)時(shí)性要求的數(shù)據(jù)給USB設(shè)備

從USB主機(jī)到USB設(shè)備的中斷輸出數(shù)據(jù)傳輸是可選的，當(dāng)不支持中斷輸出數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，USB主機(jī)通過(guò)控制管道將數(shù)據(jù)傳輸給USB設(shè)備。

三、與USB HID設(shè)備有關(guān)的描述符

HID設(shè)備的描述符除了5個(gè)USB的標(biāo)準(zhǔn)描述符（設(shè)備描述符、配置描述符、接口描述符、端點(diǎn)描述符、字符串描述符，見(jiàn)百合電子工作室的另一篇文章：USB開(kāi)發(fā)基礎(chǔ)－－USB命令（請(qǐng)求）和USB描述符）外，還包括3個(gè)HID設(shè)備類(lèi)特定描述符：HID描述符、報(bào)告描述符、實(shí)體描述符。

除了HID的三個(gè)特定描述符組成對(duì)HID設(shè)備的解釋外，5個(gè)標(biāo)準(zhǔn)描述符中與HID設(shè)備有關(guān)的部分有：
設(shè)備描述符中bDeviceClass、bDeviceSubClass和bDeviceProtocol三個(gè)字段的值必須為零。
接口描述符中bInterfaceClass的值必須為0x03，bInterfaceSubClass的值為0或1，為1表示HID設(shè)備符是一個(gè)啟動(dòng)設(shè)備（Boot Device，一般對(duì)PC機(jī)而言才有意義，意思是BIOS啟動(dòng)時(shí)能識(shí)別并使用您的HID設(shè)備，且只有標(biāo)準(zhǔn)鼠標(biāo)或鍵盤(pán)類(lèi)設(shè)備才能成為Boot Device。如果為0則只有在操作系統(tǒng)啟動(dòng)后才能識(shí)別并使用您的HID設(shè)備），bInterfaceProtocol的取值含義如下表所示：　
表2、HID接口描述符中bInterfaceProtocol的含義
bInterfaceProtocol的取值（十進(jìn)制） 含義
0 NONE
1 鍵盤(pán)
2 鼠標(biāo)
3~255 保留


下面分別對(duì)這3個(gè)HID設(shè)備類(lèi)特定描述符進(jìn)行說(shuō)明。

1、HID描述符

HID描述符關(guān)聯(lián)于接口描述符，因而如果一個(gè)設(shè)備只有一個(gè)接口描述符，則無(wú)論它有幾個(gè)端點(diǎn)描述符，HID設(shè)備只有一個(gè)HID描述符。HID設(shè)備描述符主要描述HID規(guī)范的版本號(hào)、HID通信所使用的額外描述符、報(bào)表描述符的長(zhǎng)度等。表2所示為HID描述符的結(jié)構(gòu)：
表3、USB HID類(lèi)描述符的結(jié)構(gòu)?
偏移量 域 大小 值 描述
0 bLength 1 數(shù)字 此描述符的長(zhǎng)度（以字節(jié)為單位）
1 bDescriptorType 1 常量 描述符種類(lèi)（此處為0x21即HID類(lèi)描述符）
2 bcdHID 2 數(shù)字 HID規(guī)范版本號(hào)（BCD碼），采用4個(gè)16進(jìn)制的BCD格式編碼，如版本1.0的BCD碼為0x0100,版本為1.1的BCD碼為0x0110
4 bCountryCode 1 數(shù)字 硬件目的國(guó)家的識(shí)別碼（BCD碼）（見(jiàn)表3）
5 bNumDescritors 1 數(shù)字 支持的附屬描述符數(shù)目
6 bDescriptorType 1 常量 HID相關(guān)描述符的類(lèi)型，取值見(jiàn)表5
7 wDescriptorLength 2 數(shù)字 報(bào)告描述符總長(zhǎng)度
9 bDescriptorType 1 常量 用于識(shí)別描述符類(lèi)型的常量，使用在有一個(gè)以上描述符的設(shè)備
10 wDescriptorLength 2 數(shù)字 描述符總長(zhǎng)度，使用在有一個(gè)以上描述符的設(shè)備


表4、HID硬件目的國(guó)家識(shí)別碼
識(shí)別碼（十進(jìn)制） 國(guó)家和地區(qū) 識(shí)別碼（十進(jìn)制） 國(guó)家和地區(qū)
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相關(guān)描述符類(lèi)型定義
描述符類(lèi)型值 HID相關(guān)描述符類(lèi)型
0x21 HID描述符
0x22 報(bào)表描述符
0x23 實(shí)體描述符



2、報(bào)告描述符

HID設(shè)備的報(bào)告描述符比較復(fù)雜也比較難理解。

報(bào)告描述符的語(yǔ)法不同于USB標(biāo)準(zhǔn)描述符，它是以項(xiàng)目（items）方式排列而成，無(wú)一定的長(zhǎng)度。HID的報(bào)告描述符已經(jīng)不是簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單的描述某個(gè)值對(duì)應(yīng)某個(gè)固定意義了，它已經(jīng)能夠組合出很多種情況，并且需要PC上的HID驅(qū)動(dòng)程序提供parser解釋器來(lái)對(duì)描述的設(shè)備情形進(jìn)行重新解釋，進(jìn)而組合生成出本HID硬件設(shè)備獨(dú)特的數(shù)據(jù)流格式，所以我覺(jué)得可以把它理解為“報(bào)告描述符腳本語(yǔ)言”更為貼切。我們使用“報(bào)告描述符”專(zhuān)用腳本語(yǔ)言，讓用戶(hù)來(lái)自己定義他們的HID設(shè)備都有什么數(shù)據(jù)、以及這些數(shù)據(jù)各個(gè)位（bit）都有什么意義。

有關(guān)報(bào)告描述符的詳細(xì)信息可參考USB HID協(xié)議，USB 協(xié)會(huì)提供了一個(gè)HID 描述符編輯工具稱(chēng)作HID Descriptor Tool，用它可方便生成我們的報(bào)告描述符。

3、實(shí)體描述符

實(shí)體描述符被用來(lái)描述設(shè)備的行為特性。實(shí)體描述符是可選的描述符，HID設(shè)備可以根據(jù)其本體的設(shè)備特性選擇是否包含實(shí)體描述符。表5所示為HID的實(shí)體描述符結(jié)構(gòu)。
表6、HID實(shí)體描述符的結(jié)構(gòu)
偏移量 域 大小　 說(shuō)明
0 bDesignator 1 用來(lái)指定本體的哪一部分影響項(xiàng)目（含義見(jiàn)表6）
1 bFlags 1 位指定標(biāo)志
位0~4：Effort
位5~7：Qualifier（含義見(jiàn)表7）

表7、bDesignator取值含義表
bDesignator取值 含義 bDesignator取值 含義
0x00 無(wú) 0x15 小指
0x01 手 0x16 頭
0x02 眼球 0x17 肩
0x03 眉 0x18 腰骨
0x04 眼皮 0x19 腰
0x05 耳 0x1A 大腿
0x06 鼻 0x1B 膝蓋
0x07 嘴 0x1C 小腿
0x08 上唇 0x1D 足
0x09 下唇 0x1E 腳
0x0A 顎 0x1F 腳跟
0x0B 頸 0x20 拇指
0x0C 上臂 0x21 大拇指
0x0D 手肘 0x22 第二指
0x0E 前臂 0x23 第三指
0x0F 手腕 0x24 第四指
0x10 手掌 0x25 小拇指
0x11 拇指 0x26 眉
0x12 食指 0x27 臉
0x13 中指 0x28~0xFF 保留
0x14 無(wú)名指


表8、Qualifier取值含義
Qualifier取值 含義 Qualifier取值 含義
0x00 無(wú) 0x04 其中之一
0x01 右 0x05 中間
0x02 左 0x06 保留
0x03 兩者同時(shí) 0x07 保留


四、USB HID類(lèi)命令（請(qǐng)求）

HID設(shè)備類(lèi)特定的命令（請(qǐng)求）有6個(gè)，它們分別是Get_Report、Get_Idle、Get_Protocol、Set_Report、Set_Idle和Set_Protocol。

HID類(lèi)請(qǐng)求（命令）數(shù)據(jù)包格式如表8所示：
表9、HID類(lèi)請(qǐng)求（命令）包格式
偏移量 域 大小 說(shuō)明
0 bmRequestType 1
HID設(shè)備類(lèi)請(qǐng)求特性如下：
位7：
0＝從USB HOST到USB設(shè)備
1＝從USB設(shè)備到USB HOST
位6~5：
01＝請(qǐng)求類(lèi)型為設(shè)備類(lèi)請(qǐng)求
位4~0：
0001＝請(qǐng)求對(duì)象為接口（interface）

因而，針對(duì)HID的設(shè)備類(lèi)請(qǐng)求，僅僅10100001和00100001有效
1 bRequest 1 HID類(lèi)請(qǐng)求（參考表9）
2 wValue 2 高字節(jié)說(shuō)明描述符的類(lèi)型（參考表5），而低字節(jié)為非0值時(shí)被用來(lái)選定實(shí)體描述符。
4 wIndex 2 2字節(jié)數(shù)值，根據(jù)不同的bRequest有不同的意義
6 wLength 2 該請(qǐng)求的數(shù)據(jù)段長(zhǎng)度


表10、HID類(lèi)請(qǐng)求
數(shù)值 HID類(lèi)請(qǐng)求描述符 注釋
0x01 GET_REPORT
0x02 GET_IDLE
0x03 GET_PROTOCOL 僅僅適應(yīng)于支持啟動(dòng)功能的HID設(shè)備（Boot Device）
0x09 SET_REPORT
0x0A SET_IDLE
0x0B SET_PROTOCOL 僅僅適應(yīng)于支持啟動(dòng)功能的HID設(shè)備（Boot Device）


USB主機(jī)在請(qǐng)求HID設(shè)備的配置描述符時(shí)，設(shè)備首先返回的描述符為：配置描述符、接口描述符、HID描述符、端點(diǎn)描述符。HID描述符里包含了其附屬的描述的類(lèi)型和長(zhǎng)度（如報(bào)告描述符），然后主機(jī)再根據(jù)HID描述符的信息請(qǐng)求其相關(guān)的描述符。

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的USB 设备类协议入门【转】的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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