这是网络上最早关于USB HID报告描述符的文章,看这篇文章之前最好还是看看HID协议,要不也会一脸茫然,同时还可以结合百合电子工作室USB专题站的其它相关文章,如《HID简介》、《USB HID协议入门》。
在USB设备枚举过程,USB 主机端是通过各种描述符来识别设备的,有设备描述符,配置描述符,接口描述符,端点描述符,字符串描述符,报告描述符等等。USB报告描述符(Report Descriptor)是HID设备中的一个描述符,它是比较复杂的一个描述符。
USB HID设备是通过报告来给传送数据的,报告有输入报告和输出报告。输入报告是USB设备发送给主机的,例如USB鼠标将鼠标移动和鼠标点击等信息返回给电脑,键盘将按键数据数据返回给电脑等;输出报告是主机发送给USB设备的,例如键盘上的数字键盘锁定灯和大写字母锁定灯等。报告是一个数据包,里面包含的是所要传送的数据。输入报告是通过中断输入端点输入的,而输出报告有点区别,当没有中断输出端点时,可以通过控制输出端点0发送,当有中断输出端点时,通过中断输出端点发出。
而报告描述符,是描述一个报告以及报告里面的数据是用来干什么用的。通过它,USB HOST可以分析出报告里面的数据所表示的意思。它通过控制输入端点0返回,主机使用获取报告描述符命令来获取报告描述符,注意这个请求是发送到接口的,而不是到设备。一个报告描述符可以描述多个报告,不同的报告通过报告ID来识别,报告ID在报告最前面,即第一个字节。当报告描述符中没有规定报告ID时,报告中就没有ID字段,开始就是数据。更详细的说明请参看USB HID协议,该协议可从Http://www.usb.org下载,不过这个是英文的,现在有人翻译成中文的了,大家可以搜索一下,百合电子工作室USB专题站也将HID中文协议放上来。
USB报告描述符可以通过使用HID Descriptor tool来生成,这个工具可以到Http://www.usb.org下载。 下面通过由HID Descriptor tool生成的USB鼠标和USB键盘来说明一下报告描述符和报告。
通过上面的分析,我们知道这个报告中只有一个报告,所以没有报告ID,因此返回的都是实际使用的数据。总共有8字节输入,1字节输出。其中输入的第一字节用来表示特殊按键,第二字节保留,后面的六字节为普通按键。如果只有左ctrl键按下,则返回01 00 00 00 00 00 00 00(十六进制),如果只有数字键1 按下,则返回00 00 59 00 00 00 00 00,如果数字键1 和2 同时按下,则返回00 00 59 5A 00 00 00 00,如果再按下左shift 键,则返回02 00 59 5A 00 00 00 00,然后再释放1 键,则返回02 00 5A 00 00 00 00 00,然后全部按键释放,则返回00 00 00 00 00 00 00 00。这些数据(即报告)都是通过中断端点返回的。当按下Num Lock键时,PC会发送输出报告,从报告描述符中我们知道,Num Lock的LED对应着输出报告的最低位,当数字小键盘打开时,输出xxxxxxx1(二进制,打x的由其它的LED状态决定);当数字小键盘关闭时,输出xxxxxxx0(同前)。取出最低位就可以控制数字键锁定LED了。 下面这个报告描述符是USB鼠标报告描述符,比起键盘的来说要简单些。它描述了4个字节,第一个字节表示按键,第二个字节表示x轴(即鼠标左右移动,0表示不动,正值表示往右移,负值表示往左移),第三个字节表示y轴(即鼠标上下移动,0表示不动,正值表示往下移动,负值表示往上移动),第四个字节表示鼠标滚轮(正值为往上滚动,负值为往下滚动)。
通过对上面的报告分析,我们知道报告返回4个字节,没有报告ID。如果鼠标左键按下,则返回01 00 00 00(十六进制值),如果右键按下,则返回02 00 00 00,如果中键按下,则返回04 00 00 00,如果三个键同时按下,则返回07 00 00 00。如果鼠标往右移动则第二字节返回正值,值越大移动速度越快。其它的类推。 补充说明一下,学习USB或具体的HID设备类开发,不是只看协议就能学得会,还得实践,比如找一些HID设备来抓一下枚举和使用时候的数据发送接收情况,对照协议分析数据包中的各个字节甚至各个位的含义,像百合电子工作室USB专题站就写了一篇这样的文章:《用USB Monitor监视USB枚举(配置、识别)过程(USB枚举过程分析)》,大家可以照着做一下,如果还想再学得深入一点,应该买个USB学习板或开发板,建议买使用PDIUSBD12接口芯片的产品,这款USB芯片在网上的资料相对多些。 |