USBB hid(4)

本文由小楠瓜餅從http://www.cnblogs.com/zsb517/archive/2012/06/03/2532406.html轉載

一、應用場合

  USB HID類是比較大的一個類,HID類設備屬於人機交互操作的設備。用於控制計算機操作的一些方面,如USB鼠標,USB鍵盤,USB遊戲操縱桿,USB觸 摸板,USB軌跡球、電話撥號設備、VCR遙控等等設備。另外,使用HID設備的一個好處就是,操作系統自帶了HID類的驅動程序,而用戶無需去開發很麻 煩的驅動程序,只要直接使用API調用即可完成通信。所以很多簡單的USB設備,喜歡枚舉成HID設備,這樣就可以不用安裝驅動而直接使用。

二、USB HID類可採用的通信管道

  所有的HID設備通過USB的控制管道(默認管道,即端點0)和中斷管道與主機通信。

表1、USB HID規範定義的HID設備可用端點管道要求說明控制(端點0)必須傳輸USB描述符、類請求代碼以及供查詢的消息數據等中斷輸入必須傳輸從設備到主機的輸入數據中斷輸出可選傳輸從主機到設備的輸出數據

  控制管道主要用於以下3個方面:

  • 接收/響應USB主機的控制請示及相關的類數據
  • 在USB主機查詢時傳輸數據(如響應Get_Report請求等)
  • 接收USB主機的數據

  中斷管道主要用於以下兩個方面:

  • USB主機接收USB設備的異步傳輸數據
  • USB主機發送有實時性要求的數據給USB設備

  從USB主機到USB設備的中斷輸出數據傳輸是可選的,當不支持中斷輸出數據傳輸時,USB主機通過控制管道將數據傳輸給USB設備。

三、與USB HID設備有關的描述符

  HID設備的描述符除了5個USB的標準描述符(設備描述符、配置描述符、接口描述符、端點描述符、字符串描述符,見百合電子工作室的另一篇文章:USB開發基礎--USB命令(請求)和USB描述符)外,還包括3個HID設備類特定描述符:HID描述符、報告描述符、實體描述符。

  除了HID的三個特定描述符組成對HID設備的解釋外,5個標準描述符中與HID設備有關的部分有:

  • 設備描述符中bDeviceClass、bDeviceSubClass和bDeviceProtocol三個字段的值必須爲零。
  • 接 口描述符中bInterfaceClass的值必須爲0x03,bInterfaceSubClass的值爲0或1,爲1表示HID設備符是一個啓動設備 (Boot Device,一般對PC機而言纔有意義,意思是BIOS啓動時能識別並使用您的HID設備,且只有標準鼠標或鍵盤類設備才能成爲Boot Device。如果爲0則只有在操作系統啓動後才能識別並使用您的HID設備),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(十進制)含義0NONE1鍵盤2鼠標3~255保留

下面分別對這3個HID設備類特定描述符進行說明。

1、HID描述符

  HID描述符關聯於接口描述符,因而如果一個設備只有一個接口描述符,則無論它有幾個端點描述符,HID設備只有一個HID描述符。HID設備描述符主要描述HID規範的版本號、HID通信所使用的額外描述符、報表描述符的長度等。表2所示爲HID描述符的結構:

表3、USB HID類描述符的結構偏 移量域大小值描述0bLength1數字此描述符的長度(以字節爲單位)1bDescriptorType1常量描述符種類(此處爲0x21即HID類描 述符)2bcdHID2數字HID規範版本號(BCD碼),採用4個16進制的BCD格式編碼,如版本1.0的BCD碼爲0x0100,版本爲1.1的 BCD碼爲0x01104bCountryCode1數字硬件目的國家的識別碼(BCD碼)(見表3)5bNumDescritors1數字支持的附屬描 述符數目6bDescriptorType1常量HID相關描述符的類型,取值見表57wDescriptorLength2數字報告描述符總長度 9bDescriptorType1常量用於識別描述符類型的常量,使用在有一個以上描述符的設備10wDescriptorLength2數字描述符總 長度,使用在有一個以上描述符的設備表4、HID硬件目的國家識別碼識別碼(十進制)國家和地區 識別碼(十進制)國 家和地區00不支持18Netherlands/Dutch01Arabic19Norwegian02Belgian20Persian (Farsi)03Canadian-Bilingual21Poland04Canadian-French22Portuguese05Czech Republic23Russia06Danish24Slovakia07Finnish25Spanish08French26Swedish09German27Swiss/French10Greek28Swiss/German11Hebrew29Switzerland12Hungary30Taiwan13International (ISO)31Turkish-Q14Italian32UK15Japan (Katakana)33US16Korean34Yugoslavia17Latin American35Turkish-F  36~255Reserved表5、HID相關描述符類型定義描述符類型值HID相關描述符類型0x21HID描述符0x22報表描述符0x23實體描述符

2、報告描述符

  HID設備的報告描述符比較複雜也比較難理解。

   報告描述符的語法不同於USB標準描述符,它是以項目(items)方式排列而成,無一定的長度。HID的報告描述符已經不是簡簡單單的描述某個值對應 某個固定意義了,它已經能夠組合出很多種情況,並且需要PC上的HID驅動程序提供parser解釋器來對描述的設備情形進行重新解釋,進而組合生成出本 HID硬件設備獨特的數據流格式,所以我覺得可以把它理解爲“報告描述符腳本語言”更爲貼切。我們使用“報告描述符”專用腳本語言,讓用戶來自己定義他們 的HID設備都有什麼數據、以及這些數據各個位(bit)都有什麼意義。

  有關報告描述符的詳細信息可參考USB HID協議,USB協會提供了一個HID描述符編輯工具稱作HID Descriptor Tool,用它可方便生成我們的報告描述符。

3、實體描述符

  實體描述符被用來描述設備的行爲特性。實體描述符是可選的描述符,HID設備可以根據其本體的設備特性選擇是否包含實體描述符。表5所示爲HID的實體描述符結構。

表6、HID實體描述符的結構偏移量域大小 說明0bDesignator1用來指定本體的哪一部分影響項目(含義見表6)1bFlags1位指定標誌
位0~4:Effort
位5~7:Qualifier(含義見表7)表7、bDesignator取值含義表bDesignator 取值含義 bDesignator取值含義0x00無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上脣0x1D足0x09下脣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無名指  表8、Qualifier取值含義Qualifier取值含義 Qualifier取值含義0x00無0x04其中之一0x01右0x05中間0x02左0x06保留0x03兩者同時0x07保留

四、USB HID類命令(請求)

  HID設備類特定的命令(請求)有6個,它們分別是Get_Report、Get_Idle、Get_Protocol、Set_Report、Set_Idle和Set_Protocol。

  HID類請求(命令)數據包格式如表8所示:

表9、HID類請求(命令)包格式偏移量域大小說明0bmRequestType1

HID設備類請求特性如下:
位7:
0=從USB HOST到USB設備
1=從USB設備到USB HOST
位6~5:
01=請求類型爲設備類請求
位4~0:
0001=請求對象爲接口(interface)

因而,針對HID的設備類請求,僅僅10100001和00100001有效

1bRequest1HID類請求(參考表9)2wValue2高字節說明描述符的類型(參考表5),而低字節爲非0值時被用來選定實體描述符。4wIndex22字節數值,根據不同的bRequest有不同的意義6wLength2該請求的數據段長度表10、HID類請求數 值HID類請求描述符註釋0x01GET_REPORT 0x02GET_IDLE 0x03GET_PROTOCOL僅僅適應於支持啓動功能的HID設 備(Boot Device)0x09SET_REPORT 0x0ASET_IDLE 0x0BSET_PROTOCOL僅僅適應於支持啓動功能的HID設備 (Boot Device)

  USB主機在請求HID設備的配置描述符時,設備首先返回的描述符爲:配置描述符、接口描述符、HID描述符、端點描述符。HID描述符裏包含了其附屬的描述的類型和長度(如報告描述符),然後主機再根據HID描述符的信息請求其相關的描述符。


發表評論
所有評論
還沒有人評論,想成為第一個評論的人麼? 請在上方評論欄輸入並且點擊發布.
相關文章