USB-HID協(xié)議中文版

1、第 8章 USB 接口 HID 設(shè)備HID （Human Interface Device ，人機(jī)接口設(shè)備）是USB 設(shè)備中常用的設(shè)備類型，是直接與人交互的 USB 設(shè)備，例如鍵盤、鼠標(biāo)與游戲桿等。在 USB 設(shè)備中， HID 設(shè)備的成本較低。另外， HID 設(shè)備并不一定要有人機(jī)交互功能，只要符合 HID 類別規(guī)范的設(shè)備都是 HID 設(shè)備。Wndows操作系統(tǒng)最先支持的 HID設(shè)備。在windows 98以及后來的版本中內(nèi)置有HID設(shè)備的驅(qū)動程序，應(yīng)用程序可以直接使用這些驅(qū)動程序來與設(shè)備通信。在設(shè)計一個USB 接口的計算機(jī)外部設(shè)備時，如果HID 類型的設(shè)備可以滿足需要，可以將其設(shè)計為 HID

2、類型設(shè)備，這樣可以省去比較復(fù)雜的 USB 驅(qū)動程序的編寫，直接利用Windows 操作系統(tǒng)對標(biāo)準(zhǔn)的 HID 類型 USB 設(shè)備的支持。8.1 HID 設(shè)備簡介8.1.1 HID設(shè)備的特點(diǎn)交換的數(shù)據(jù)儲存在稱為報表（ Report ） 的結(jié)構(gòu)內(nèi)， 設(shè)備的固件必須支持 HlD 報表的格式。 主機(jī)通過控制和中斷傳輸中的傳送和請求報表來傳送和接收數(shù)據(jù)。 報表的格 式非常靈活。每一筆事務(wù)可以攜帶小量或中量的數(shù)據(jù)。低速設(shè)備每一筆事務(wù)最大是8B ，全速設(shè)備每一筆事務(wù)最大是64B ， 高速設(shè)備每一筆事務(wù)最大是1024B 。 一個報表可以使用多筆事務(wù)。設(shè)備可以在未預(yù)期的時間傳送信息給主機(jī)， 例如鍵盤的按鍵或是鼠標(biāo)

3、的移動。 所以 主機(jī)會定時輪詢設(shè)備，以取得最新的數(shù)據(jù)。HID 設(shè)備的最大傳輸速度有限制。主機(jī)可以保證低速的中斷端點(diǎn)每 10ms 內(nèi)最多 1筆事務(wù)，每一秒最多是800B 。保證全速端點(diǎn)每lms 一筆事務(wù)，每一秒最多是64000B 。保證高速端點(diǎn)每125 us 三筆事務(wù)，每一秒最多是24.576MB 。HID 設(shè)備沒有保證的傳輸速率。如果設(shè)備是設(shè)置在 10ms 的時距，事務(wù)之間的時間可能等于或小于10ms 。除非設(shè)備是設(shè)置在全速時在每個幀傳輸數(shù)據(jù)，或是在高速時在每個微幀傳輸數(shù)據(jù)。 這是最快的輪詢速率， 所以端點(diǎn)可以保證有正確的帶寬可 供使用。HID 設(shè)備除了傳送數(shù)據(jù)給主機(jī)外，它也會從主機(jī)接收數(shù)據(jù)。

4、只要能夠符合 HlD 類別規(guī)范的設(shè)備都可以是HID 設(shè)備。設(shè)備除了 HlD 接口之外，它可能同時還包含有其他的 USB 接口。例如影像顯示設(shè)備可能使用 HID 接口來做亮度、對比度的軟件控制，而使用傳統(tǒng)的影像接口來傳送要顯示的數(shù)據(jù)。 USB 擴(kuò)音器可以使用實(shí)時傳輸來播放語音， 同時使用 HID 接口來控制音量、 低音等。HID 類別設(shè)備的規(guī)范文件主要是以下兩份：Device Class Definition for Human interface DevicesHID Usage Tables其中前者是HID 的基本規(guī)范文件，后者可以是前者的附件，為開發(fā)人員提供實(shí)際的控制類型的描述。文件是用來

5、定義讓主機(jī)了解以及使用 HID 數(shù)據(jù)的數(shù)值。這兩份文件是由USB Device Working Group 制定的，可以在網(wǎng)址 /developers/hidpage/#Class _Definition 下載。第8章USB接口 HID設(shè)備2278.1.2 HID設(shè)備的硬件要求HID 接口必須符合 Device Class Definition for Human interface Devices規(guī)范內(nèi)所定義的HID類別的需求。在此文件內(nèi)描述了所需的描述符、傳輸?shù)念l率以及傳輸?shù)念愋偷?。為了符合?guī)范，HID接口的端點(diǎn)與描述符都必須符合數(shù)個要求。所有的HID傳輸

6、都是使用默認(rèn)控制管道或是一個中斷管道，HID設(shè)備必須有一個中斷輸入端點(diǎn)來傳送數(shù)據(jù)到主機(jī)，中斷輸出端點(diǎn)則不是必需的。圖8-1 HID傳輸?shù)膫鬏旑愋捅?-1 HID設(shè)備的傳輸類型傳輸 類型數(shù)據(jù)來源數(shù)據(jù)類型是否需 要管道控制設(shè)備（輸入）沒有嚴(yán)格時間限制的數(shù)據(jù)是主機(jī)（輸出）沒有嚴(yán)格時間限制的數(shù)據(jù)或是沒有中斷輸出管道時的任何數(shù)據(jù)中斷設(shè)備（輸入）定時或低延遲的數(shù)據(jù)是 一主機(jī)（輸出）定時或低延遲的數(shù)據(jù)是主機(jī)與設(shè)備之間所交換的數(shù)據(jù)，可以分成兩種類型：低延遲的數(shù)據(jù)，必須盡快地到達(dá)目的；配置或其他的數(shù)據(jù)，沒有嚴(yán)格時間限制的需求。中斷管道是控制管道之外的另一種數(shù)據(jù)交換的方式，特別適合使用在接收端需要定時 或是盡可能

7、及時收到數(shù)據(jù)的時候。中斷輸入管道攜帶數(shù)據(jù)到主機(jī)，中斷輸出管道則是攜帶 數(shù)據(jù)到設(shè)備。在總線忙的時候，控制管道可能會被延遲，而中斷管道保證會有可得到的帶 寬。HID不需要一定有中斷輸出管道。如果沒有中斷輸出管道，主機(jī)會在控制管道上使用 HID設(shè)備特有的Set_Report請求來傳送所有的報表。8.1.3 HID固件的要求主機(jī)的驅(qū)動程序要與 HID設(shè)備通信，設(shè)備的固件必須符合下列需求：設(shè)備的描述符必須識別該設(shè)備包含有HID接口。除了默認(rèn)控制管道外，固件必須另外支持一個中斷輸入管道。固件必須包含一個報表描述符來定義要傳送與接收的設(shè)備數(shù)據(jù)。如果要傳送數(shù)據(jù)，固件必須支持Get_Report控制傳輸與中斷輸

8、入傳輸。如果要接收數(shù)據(jù)，固件必須支持 Set_Report控制傳輸與選擇性的中斷輸出傳輸。所有的HID數(shù)據(jù)都必須使用定義過的報表格式來定義報表中數(shù)據(jù)的大小與內(nèi)容。設(shè)備可以支持一個或多個報表。在固件中的一個報表描述符用來描述此報表，以及如何使用報 表數(shù)據(jù)的信息。在每一個報表中的一個數(shù)值，定義此報表是一個輸入（ Input）、輸出（Output ）或是 特征（Feature ）報表。主機(jī)在輸入報表中接收數(shù)據(jù)，在輸出報表中傳送數(shù)據(jù)，特征報表可 以在任何方向傳遞。Windows 98以及后來版本的 HID驅(qū)動程序使用中斷傳輸來傳遞輸入報表。輸出報表 的傳輸類型要根據(jù)設(shè)備支持的端點(diǎn)與Windows的版本

9、而定。Windows 98 Gold 只符合HID1.0規(guī)范，它的HID驅(qū)動程序使用控制傳輸來傳遞輸出報表。Windows 98 SE 、Wndows2000符合HID 1.1規(guī)范，HID驅(qū)動程序在有中斷輸出端點(diǎn)時使用中斷傳輸，否則使用控制傳輸來傳遞輸出報表。特征報表都是使用控制傳輸。8.2 HID設(shè)備描述符HID設(shè)備連接到USB主機(jī)后，主機(jī)通過發(fā)送 Get_Descriptor請求讀取HID設(shè)備的描 述符，了解描述符對了解 USB設(shè)備是至關(guān)重要的。8.2.1 HID設(shè)備的描述符HID設(shè)備除了支持 USB設(shè)備的5種標(biāo)準(zhǔn)描述符之外，還支持 HID設(shè)備特有的3種描 述符。這些描述符是：USB標(biāo)準(zhǔn)描

10、述符：設(shè)備、配置、接口、端點(diǎn)和字符串描述符。HID特有的描述符：HID、報表（Report ）和實(shí)體（Physical ）描述符。從描述符的關(guān)聯(lián)關(guān)系看，HID描述符是關(guān)聯(lián)于接口 。所以如果一個HID設(shè)備有2個端 點(diǎn)，設(shè)備不需要每個端點(diǎn)有一個HID描述符。接口描述符InterfaceHID描述符Hid端點(diǎn)描述符Endpoint報表描述符Report實(shí)體描述符PhysicalHID、報表和實(shí)體描 述符是HID設(shè)備特 有的描述符圖8-2 HID描述符的關(guān)聯(lián)關(guān)系從前面的USB描述符可以看出一個規(guī)律，描述符的第一、二字節(jié)分別是描述符的長 度和類型，描述符的類型字段（bDescriptorType ）表明

11、描述符的種類，下表列出了不同描 述符的類型字段數(shù)值。表8-2 HID的描述符類型描述符應(yīng)用數(shù) 值標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備 Device所有校笛必須有，只能一個01酉己置 Configuration所有設(shè)備必須有，全少一個02字符串String可選擇03接口 Interface每一個接口一個04端點(diǎn) Endpoint除端點(diǎn)0之外的每個端點(diǎn)一個05設(shè)備限定Device_Qualiffier同時支持全速與高速的設(shè)備必須有 一個06Other_Speed_Configuration07Interface_power08類別HIDHID設(shè)備必須有21Hub29HID特定報表 ReportHID設(shè)備必須有22實(shí)體 Phy

12、sicalP可選擇的23對于一個HID設(shè)備，設(shè)備描述符與配置描述符沒有HID特定的信息。其設(shè)備描述符的bDeviceClass 和 bDeviceSubClass 字段的值為 0,接口描述符的 blnterfaceClass 字段值 為03,表示設(shè)備的該接口是HID類別。在接口描述符中其他包含HID特定信息的字段還有子類別碼(blnterfaceSubClass )與協(xié)議碼(blnterfaceProtocol 字段)。在接口描述符中子類別碼字段等于1表示此設(shè)備支持啟動接口( Boot Interface )。如果設(shè)備有啟動接口，即便主機(jī)的HID沒有加載驅(qū)動程序，設(shè)備也可以使用。這種情形可能發(fā)

13、生在計算機(jī)是由 DOS直接啟動，在啟動時觀看系統(tǒng)設(shè)置畫面或使用Wndows的安全模式時。含有啟動接口的鍵盤或鼠標(biāo)可以使用BIOS或許多主機(jī)支持的默認(rèn)簡單協(xié)議。HID規(guī)范定義了鍵盤與鼠標(biāo)的啟動接口協(xié)議。如果設(shè)備沒有啟動接口， 并且接口描述符中協(xié)議碼字段是 1 ,表示設(shè)備支持鍵盤接口， 協(xié)議碼字段是2,表示支持鼠標(biāo)接口。接口描述符中協(xié)議碼字段是0,表示設(shè)備不支持啟動協(xié)議。在HID Usage Tables規(guī)范中定義了鍵盤與鼠標(biāo)的啟動描述符( Boot Descriptor )。 BIOS不需要從設(shè)備中讀取描述符，因?yàn)樗绬訁f(xié)議，并且假設(shè)設(shè)備支持啟動協(xié)議。所以要啟動的設(shè)備不需要在固件內(nèi)包含啟動接

14、口描述符，它只要在主機(jī)尚未要求在報表描 述符中的定義協(xié)議時支持啟動協(xié)議即可。在操作系統(tǒng)加載HlD驅(qū)動程序后會使用Set_Protocol請求，將設(shè)備由啟動協(xié)議轉(zhuǎn)換成報表協(xié)議。8.2.2 HID描述符HID描述符的主要作用是用來識別HID通信所使用的額外描述符。下表是HID描述符結(jié)構(gòu)。表8-3 HID描述符結(jié)構(gòu)偏移 量字段字節(jié) 數(shù)數(shù)值 類型說明0bLength1Numeric描述符字節(jié)數(shù)1bDescriptorType1Constant0x21 = HID描述符2bcdHID2NumericHID規(guī)范版本號(BCD )4bCountryCode1Numeric硬件設(shè)備所在國家的國家代碼5bNum

15、Descriptors1Numeric類別描述符數(shù)目(至少有一個報表描述符)6bDescriptorType1Constant類別描述符的類型7wDescriptorLength2Numeric報表描述符的總長度9bDescriptorType.1Constant附加的描述符的類型，可選的10wDescriptorLength.2Numeric附加的描述符的總長度，可選的bcdHID :設(shè)備與其描述符所遵循的HID規(guī)范的版本號碼，此數(shù)值是4個16進(jìn)制的BCD格式字符。例如 版本1.1的bcdHID 是0110h。（2 bytes）bCountryCode :硬件目的國家的識別碼。如果不說明，該

16、字段為 0。bDescriptorType : HID描述符附屬的描述符的類型（報表或?qū)嶓w）。每一個 HID都必須至少支持一個報表描述符。一個接口可以支持多個報表描述符，以及一個或多個實(shí)體 描述符。HID描述符的偏移量為 9和10的bDescriptorType 和wDescriptorLength 可以重復(fù)存 在多個。1.報表描述符報表描述符定義了執(zhí)行設(shè)備功能的數(shù)據(jù)格式和使用方法。報表描述符和 USB的其他描述符是不一樣的，它不是一個簡單的表格，報表描述符是USB所有描述符中最復(fù)雜的。報表描述符非常復(fù)雜而有彈性，因?yàn)樗枰幚砀鞣N用 途的設(shè)備。報表的數(shù)據(jù)必須以簡潔的格式來儲存，這樣才不會浪費(fèi)

17、設(shè)備內(nèi)的儲存空間以及 數(shù)據(jù)傳輸時的總線時間。實(shí)際上可以這樣理解，報表內(nèi)容的簡潔，是通過報表描述符全面的、復(fù)雜的數(shù)據(jù)描述實(shí)現(xiàn)的。報表描述符必須先描述數(shù)據(jù)的大小與內(nèi)容。報表描述符的內(nèi)容與大小因設(shè)備的不同而 不同，在進(jìn)行報表傳輸之前，主機(jī)必須先請求設(shè)備的報表描述符，只有得到了報表描述符 才可正確解析報表的數(shù)據(jù)。報表描述符是報表描述項(xiàng)目（Item）的集合，每一個描述項(xiàng)目都有相對統(tǒng)一的數(shù)據(jù)結(jié) 構(gòu)，項(xiàng)目很多，通過編碼實(shí)現(xiàn)。項(xiàng)目報表描述符由描述 HID設(shè)備的數(shù)據(jù) 項(xiàng)目（Item）組成。項(xiàng)目的第一個字節(jié)（項(xiàng)目前綴）由三部分構(gòu)成：項(xiàng)目標(biāo)志（item Tag）:說明項(xiàng)目的功能，項(xiàng)目類型（item Type ）：說

18、明項(xiàng)目的數(shù)據(jù)類型，項(xiàng)目長度（item Size ）:說明項(xiàng)目的數(shù)據(jù)部分的長度。Data （可以是0、1、2、4個字節(jié)）bTagbTypebSize圖8-3 HID 報表短項(xiàng)目格式7 6 5 4 3 2 1 0HID的項(xiàng)目有短項(xiàng)目和長項(xiàng)目兩種，其中短項(xiàng)目的格式如下圖。位序字段短項(xiàng)目的數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)由bSize的值定義，bSize為0、1、2、3時Data部分的字節(jié)數(shù)分別為0、1、2、4個字節(jié)。（nn為數(shù)據(jù)長度）短項(xiàng)目的項(xiàng)目類型由bType定義，bType為0、1、2時分別為 Main、Global和Local類型。（見后面的表8-4 HID項(xiàng)目列表）長項(xiàng)目可以攜帶較多的數(shù)據(jù)，其格式如下圖。位序字段

19、字節(jié)數(shù)DatabLongItemTagbDataSize1 1 1 1 1 1 1 07 6 5 4 3 2 1 01255111圖8-4 HID 報表長項(xiàng)目格式項(xiàng)目中的第一個字節(jié)為上圖中的特定值 時表明該項(xiàng)目是一個長項(xiàng)目。長項(xiàng)目中的bDataSize 說明Data部分的字節(jié)數(shù)，bLongItemT ag在HID規(guī)范中沒有定義。下面是通過匯編實(shí)現(xiàn)的一個簡單的報表描述符，描述符的每一行是一個項(xiàng)目，該描述 符描述了一個從設(shè)備接收2個字節(jié)的輸入報表 和發(fā)送2個字節(jié)到設(shè)備的輸出報表。HID_Report_desc_table: db 06h, A0h, FFh db 09h, A5h db A1h,

20、01hUsage Page(Vendor defined) Usage(Vendor Defined) Collection(Application)定義設(shè)備功能 定義用法 開一個集合db 09H, A6hUsage(Vendor defined)定義用法輸入報表db 09h, A7hUsgae(Vendor defined)定義用法db 15h, 80hLogical Minimum定義輸入最小值=-128db 25h, 7FhLogical Maximum定義輸入最大值=+127db 75h, 08hReport Size定義報表數(shù)據(jù)項(xiàng)大小=8db 95h, 02hReport Count

21、定義報表數(shù)據(jù)項(xiàng)個數(shù)=2db 81h, 02hInput(Data,Variable,Absolute)輸入項(xiàng)目輸出報表db 09h, A9hUsgae(Vendor defined)定義用法db 15h, 80hLogical Minimum定義輸入最小值=-128db 25h, 7FhLogical Maximum定義輸入最大值=+27db 75h, 08hReport Size定義報表數(shù)據(jù)項(xiàng)大小=8db 95h, 02hReport Count定義報表數(shù)據(jù)向個數(shù)=2db 91h, 02hOutput(Data,Variable,Absolute)輸出項(xiàng)目db C0hEnd Collecti

22、on關(guān)閉集合(2)項(xiàng)目的分類報表的項(xiàng)目有 Main、Global和Local三大類，每一類都有多個不同的項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)不同的描述。Main類項(xiàng)目用于定義報表描述符中的數(shù)據(jù)項(xiàng)。也可以組合其中的若干數(shù)據(jù)項(xiàng)成為一個集合。Main項(xiàng)目可以分為帶數(shù)據(jù)的Main項(xiàng)目和不帶數(shù)據(jù)的 Main項(xiàng)目。帶數(shù)據(jù)項(xiàng)的 Main用于生成報表中的數(shù)據(jù)項(xiàng)，包括Input、Output和Feature項(xiàng)目。不帶數(shù)據(jù)的 Main項(xiàng)目不生成報表中的數(shù)據(jù)項(xiàng)，包括 Collection和End Collection 項(xiàng)目。Global類項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)的描述，用來識別報表并且描述報表內(nèi)的數(shù)據(jù)，包括數(shù)據(jù)的 功能、最大與最小允許值以及數(shù)據(jù)項(xiàng)的大

23、小與數(shù)目等。改變由 Main類項(xiàng)目生成的項(xiàng)目狀 態(tài)表。Global類項(xiàng)目描述對后續(xù)的所有項(xiàng)目有效，除非遇到有新的Global類項(xiàng)目。Local類項(xiàng)目定義控制的特征， 這一類項(xiàng)目的作用域不超過下一個Main項(xiàng)目，所以在每一 Main項(xiàng)目之前可能有多個 Local項(xiàng)目。Local項(xiàng)目用于描述后面的 Input、Output和 Feature 項(xiàng)目。卜表列出的是全部的項(xiàng)目的前綴字和簡要功能說明。表8-4 HID項(xiàng)目列表項(xiàng)目 類型項(xiàng)目標(biāo)志(Tag )項(xiàng)目前綴，nn 為數(shù)據(jù)長度功能說明Main類項(xiàng)目(00)Input1000 00 nn定義輸入報表，主機(jī)利用該信息解析設(shè)備提供的數(shù) 據(jù)。主機(jī)向控制端口發(fā)送

24、 Get_Report實(shí)現(xiàn)輸入Output1001 00 nn創(chuàng)建輸出報表，通過向設(shè)備發(fā)送 Set_Report實(shí)現(xiàn)輸 出Feature1011 00 nn定義送往設(shè)備的設(shè)置信息Collection1010 00 nn定義2個以上數(shù)據(jù)(Input、Output和Feature )的 關(guān)系為集合，Collection開始一個集合，之后的EndCollection結(jié)束集合。Collection項(xiàng)目的數(shù)據(jù)部分說 明Collection的類型End Collection1100 00 nnGlobal 類項(xiàng)目(01)Usage Page0000 01 nn指定設(shè)備的功能(06h,A0h,FFh)另外由

25、于Usages目有32位數(shù)據(jù)值，Usage Page 項(xiàng)目用于為Usages目在報表描述符中占居存儲 空間。用丁存放后續(xù)的Usag領(lǐng)目的圖16位。Logical Minimum0001 01 nn定義變量或數(shù)組項(xiàng)目的邏輯最小值和最大值 (-128,+127)(15h, 80h) (25h, 7Fh)Logical Maximum0010 01 nnPhysical Minimum0011 01 nn定義變量或數(shù)組項(xiàng)目的物理最小值和最大值，分別 和 Logical Minimum、Logical Maximum 對應(yīng)Physical Maximum0100 01 nnUnit Exponent0

26、101 01 nn定義數(shù)值是基于10的指數(shù)Unit0110 01 nn單位Report Size0111 01 nn指定報表數(shù)據(jù)區(qū)域所包含的位數(shù)(=8)Report ID1000 01 nn報表ID ,該項(xiàng)目在報表中插入一個字節(jié)的報表IDReport Count1001 01 nn報表中數(shù)據(jù)域的數(shù)目(=2)Push1010 01 nn將Global項(xiàng)目狀態(tài)表送入堆棧Pop1011 01 nn從堆?；謴?fù)Global項(xiàng)目狀態(tài)表1100 01 nn1111 01 nn保留Local類項(xiàng)目(10)Usage0000 10 nn用法索引值，表示對項(xiàng)目或集合建議的用法，用于 當(dāng)一個項(xiàng)目描述多個控制，對每一

27、個變量和數(shù)組元 素都有建議的用法(09h,A7h )Usage Minimum0001 10 nn定義陣列或位圖中控制操作的第一個和最后一個用 法Usage Maximum0010 10 nnDesignator Index0011 10 nn確定用于控制的實(shí)體，指向物理描述符中的目標(biāo)Designator Minimum0100 10 nn定義陣列或位圖目標(biāo)的起始和終止索引值Designator Maximum0101 10 nnString Index0111 10 nn確定字符串描述符中的索引值String Minimum1000 10 nn定義用于陣列或位圖控制中字符串序列索引值的最 小

28、值和最大值String Maximum1001 10 nnDelimiter1010 10 nn定義一組Local項(xiàng)目的開始和結(jié)束，1 =開始，0=結(jié) 束1010 10 nn1111 10 nn保留在這些項(xiàng)目中，Usage Page用來指定設(shè)備的功能，而 Usage項(xiàng)目用來指定個別報表 的功能。Usage Page項(xiàng)目相當(dāng)于是 HID的子集合，Usage相當(dāng)于是Usage Page的子集 合。2.報表描述符的項(xiàng)目(1) Input、Outpot 和 Feature 項(xiàng)目這3個項(xiàng)目用來定義報表中的數(shù)據(jù)字段。Input項(xiàng)目可以應(yīng)用到任何控制、計數(shù)器讀數(shù)或其他設(shè)備傳給主機(jī)的信息。一個輸入報表包含一個

29、或多個Input項(xiàng)目，主機(jī)使用中斷輸入傳輸來請求輸入報表。Ouput項(xiàng)目用來定義主機(jī)傳送給設(shè)備的信息。一個輸出報表包含一個或多個Outpot項(xiàng)目。輸出報表包含控制狀態(tài)的數(shù)據(jù)。如果有中斷輸出管道，HID1.1兼容主機(jī)使用中斷輸出傳輸來傳送輸出報表，否則使用Set_Report控制請求。Feature項(xiàng)目應(yīng)用到主機(jī)傳送給設(shè)備的信息，或是主機(jī)從設(shè)備讀取Feature項(xiàng)目。一個特征報表包含一個或多個Feature項(xiàng)目，F(xiàn)eature項(xiàng)目通常是包合影響設(shè)備與其組件整體行為的配置。特征報表通常是控制可以使用實(shí)際的控制面板調(diào)整的設(shè)置，例如主機(jī)可以 使用虛擬控制面板來讓用戶選擇控制特征。主機(jī)使用Set_Rep

30、ort與Get_Report請求來傳送與接收特征報表。在每一個Input、Output和Feature項(xiàng)目的前綴字之后是 32位描述數(shù)據(jù)，目前最多定 義了 9個位，余的位則是保留。位 08的定義中只有位 7不能應(yīng)用于Input項(xiàng)目，除此之 外其他的位定義都適應(yīng)于 Input、Output和Feature項(xiàng)目。表8-5 Input、Output和Feature 項(xiàng)目的數(shù)據(jù)項(xiàng)說明數(shù)據(jù)字段含義說明位值名稱00Data數(shù)據(jù)：表示項(xiàng)目的內(nèi)容是可更改的（讀 /寫）。1Constant常數(shù)：表示項(xiàng)目的內(nèi)容是不可更改的（只讀） 。10Array數(shù)組：報告全部控制的狀態(tài)。 如在鍵盤報表中每一個鍵在報表中 占一位

31、，報表傳輸全部鍵的狀態(tài)，可以同時按下任意多個鍵。1Variable變量：報告作用中的控制。如在鍵盤報表中只報告按下的鍵的編 號，可以同時按下的鍵的數(shù)目等于報表的計數(shù)（Global類項(xiàng)目Report Count ）20Absolute絕對：表示數(shù)值以一個固定值為基準(zhǔn)。游戲桿通常是報告絕對數(shù) 據(jù)（游戲桿目前的位置）。1Relative相對：表示數(shù)據(jù)的改變以上一個讀數(shù)為基準(zhǔn)。鼠標(biāo)通常是報告相對數(shù)據(jù)（鼠標(biāo)的移動位置）。30No Wrap如果設(shè)置為1表示回轉(zhuǎn)，當(dāng)數(shù)值超過最小值到最大值的范圍時將 回轉(zhuǎn)，如果最小值是 0而最大值是10,超過最大值的下一個數(shù) 值是0。1Wrap40Linear線形：表示測量的

32、數(shù)據(jù)與報表的數(shù)據(jù)有線性的關(guān)系。1Non-Linear非線性：表示測量的數(shù)據(jù)與報表的數(shù)據(jù)沒有線性的關(guān)系。50Preferred優(yōu)選狀態(tài)：表示控制在沒有用戶交互時會回到一個特定的狀態(tài)。 如按鈕就有優(yōu)選狀態(tài)，在無操作時保持未按下的狀態(tài)。1Non-Preferred非優(yōu)選狀態(tài)：它維持在上一個用戶選擇的狀態(tài)。如交替的開關(guān)就 沒有優(yōu)選狀態(tài)。60No Null Position無空狀態(tài)位置：表示控制永遠(yuǎn)在傳送有效的數(shù)據(jù)。1Null State空狀態(tài)：表示控制支持一個沒有傳送有效數(shù)據(jù)的狀態(tài)。如操縱桿可能具有一個多方向的按鈕開關(guān)， 在沒有按下時在空狀態(tài)， 這時 控制將傳送一個在 Logical Minimum

33、與Logical Maximum 范圍 之外的數(shù)值來表示它在空狀態(tài)。70Non-Volatile不可變的：表示設(shè)備只有在主機(jī)請求時才改變數(shù)值。當(dāng)主機(jī)傳送一個報表并且不要改變不可變項(xiàng)目時，如果該項(xiàng)目是定義成相對（Relative ）的，數(shù)值0表示不改變數(shù)據(jù)，如果不可變項(xiàng)目是定 義成絕對（Absolute ）的，超出范圍外的數(shù)值則表示不改變數(shù)據(jù)。1Volatile可變的：表示設(shè)備可以自己改變數(shù)值，并不是必須主機(jī)傳送報表要求給設(shè)備來改變數(shù)值。例如設(shè)備控制面板可以由主機(jī)軟件傳送 一個報表給設(shè)備，也可以由用戶自己按設(shè)備上的實(shí)際按鈕。80Bit Field位字段：表示每一個位或是一個字節(jié)內(nèi)的一組位可以代表

34、一份數(shù) 據(jù)。1Buffered Bytes緩沖字節(jié)：表示信息包含一個或多個字節(jié)，緩沖字節(jié)的報表大小必須是8。931 位保留注：該位不能應(yīng)用到數(shù)組。：只應(yīng)用于 Output和Feature項(xiàng)目，對于Input項(xiàng)目該位保留。(2) Collection 和 End Collection 項(xiàng)目所有的報表類型都可以使用Collection與End Collection項(xiàng)目來將相關(guān)的 Main類型項(xiàng)目組成群組。這兩個項(xiàng)目分別用于打開和關(guān)閉集合。所有在Collection與End Collection項(xiàng)目之間的 Main類型項(xiàng)目都是 Collection的一部分。Collection 有3種類型：Appl

35、ication、Physical與Logical ,其項(xiàng)目的數(shù)據(jù)項(xiàng)的值分別 為1、0和2。廠商也可以自己定義Collection類型，數(shù)據(jù)項(xiàng)的值為80hFFh保留給廠商定義。End Collection 項(xiàng)目無數(shù)據(jù)項(xiàng)。Application Collection包含有共同用途的項(xiàng)目或執(zhí)行單一功能的項(xiàng)目。例如鍵盤的開 機(jī)描述符將鍵盤的按鍵與LED指示燈數(shù)據(jù)集合成一個Application Collection 。所有的報表必須在一個 Application Collection 內(nèi)。Physical Collection包含在一個單一幾何點(diǎn)上的數(shù)據(jù)項(xiàng)目，可以將每個位置的數(shù)據(jù)集 合成一個 Phys

36、ical Collection 。在設(shè)備報告多個傳感器的位置的時候，使用PhysicalCollection指明不同的數(shù)據(jù)來自不同的傳感器。Logical Collection 形成一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，包含由 Collection所連結(jié)的不同類型的項(xiàng)目。 例如數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的內(nèi)容以及緩沖區(qū)內(nèi)字節(jié)數(shù)目的計數(shù)。(3) Usage Page 和 Usage 項(xiàng)目Usage page項(xiàng)目的數(shù)據(jù)部分為12個字節(jié)，目前的定義全部都是一個字節(jié)。UsagePage定義了常用的設(shè)備功能，關(guān)于 Usage Page (以及其他項(xiàng)目)的具體定義內(nèi)容，可 以查閱 HID Usage tables (http:/www.usb.

37、Org/developers/hidpage/#Class_Definition ), 下表是來自 HID Usage tables 的Usage Page 定義。表8-6 Usage Page 定義Page IDPage Name00Undefined01Generic Desktop Controls02Simulation Controls03VR Controls04Sport Controls05Game Controls06Generic Device Controls07Keyboard/Keypad08LEDs09Button0AOrdinal0BTelephony0CCons

38、umer0DDigitizer0EReserved0FPID Page10Unicode11-13Reserved14Alphanumeric Display15-3fReserved40Medical Instruments41-7FReserved80-83Monitor pages84-87Power pages88-8BReserved8CBar Code Scanner page8DScale page8EMagnetic Stripe Reading (MSR) Devices8FReserved Point of Sale pages90Camera Control Page91

39、Arcade Page92-FEFFReservedFF00-FFFFVendor-defined關(guān)于Usage Page的每一個有效定義項(xiàng)，都有一個相應(yīng)的下一級定義，如 Usage Page 的數(shù)據(jù)項(xiàng)數(shù)值為1,則設(shè)備定義為Generic Desktop Controls ,關(guān)于該類設(shè)備的具體功能可 以在HID Usage Tables中查到具體的定義。下表是 HID Usage Tables中對Generic Desktop Controls設(shè)備的功能定義。表 8-7 Generic Desktop Controls 用法定義Usage IDUsage NameUsage Type參1間HI

40、D Usage Tables中的 相關(guān)章節(jié)00Undefined01PointerCP4.102MouseCA03Reserved04JoystickCA4.105Game PadCA06KeyboardCA07KeypadCA08Multi-axis ControllerCA09Tablet PC System ControlsCA0A-2FReserved30XDV4.231YDV32ZDV33RxDV34RyDV35RzDV36SliderDV4.337DialDV38WheelDV39Hat switchDV3ACounted BufferCL4.63BByte CountDV3cMo

41、tion WakeupOSC4.33D1 StartOOC3ESelectOOC3FReserved40VxDV4.3.141VyDV42VzDV43VbrxDV44VbryDV45VbrzDV46VnoDV47Feature NotificationDV,DF4.848Resolution MultiplierDV49-7FReserved80System ControlCA4.581System Power DownOSC82System SleepOSC4.5.183System Wake UpOSC84System Context MenuOSC4.585System Main Men

42、uOSC86System App MenuOSC87P System Menu HelpOSC88System Menu ExitOSC89System Menu SelectOSC8ASystem Menu RightRTC8BSystem Menu LeftRTC8CSystem Menu UpRTC8DSystem Menu DownRTC8ESystem Cold RestartOSC4.5.18FSystem Warm Restart OSC90D-pad UpOOC4.791D-pad DownOOC92D-pad RightOOC93D-pad LeftOOC94-9FReser

43、vedA0System DockOSC4.5.1A1System UndockOSCA2System SetupOSCA3System BreakOSC4.9A4System Debugger BreakOSCA5Application BreakOSCA6Application Debugger BreakOSCA7System Speaker MuteOSC4.5.1A8System HibernateOSCA9-AFReservedB0System Display InvertOSC4.10B1System Display InternalOSCB2System Display Exte

44、rnalOSCB3System Display BothOSCB4System Display DualOSCB5System Display Toggle Int/ExtOSCB6System Display SwapPrimary/SecondaryOSCB7System Display LCD AutoscaleOSCB8-FFFFReserved用法(Usage )定義了各種各樣設(shè)備特性，對于 Usage Page 的每一項(xiàng)都定義了常用 的各種用法。用法說明了 3種信息，即控制、集合和數(shù)據(jù)?？刂普f明設(shè)備的狀態(tài)，如on/off、Enable/Disable等。集合說明控制和數(shù)據(jù)的組合關(guān)系

45、。上表中的用法類型(Usage Type )描述了應(yīng)用程序如何處理由Main類型項(xiàng)目生成的數(shù)據(jù)，具體的定義和詳細(xì)說明請參閱HID Usage Tables 。(4) Report ID 項(xiàng)目Report ID放在信息包中報表數(shù)據(jù)之前，設(shè)備可以支持多個相同類型的報表，每一個 報表包含不同的數(shù)據(jù)與其特有的ID。在報表描述符中，Report ID項(xiàng)目作用于其后續(xù)所有的項(xiàng)目，直到遇到下一個 Report ID為止。如果報表描述符中沒有Report ID項(xiàng)目，默認(rèn)的ID值是0,描述符不能定義一個為0的Report ID ,輸入報表、輸出報表與特征報表可以分享同一個Report ID 。在Set_Repo

46、rt和Get_Report請求傳輸中，主機(jī)在設(shè)置事務(wù)的 wValue字段的低字節(jié) 中指定一個 Report ID。在中斷傳輸中如果接口支持一個以上的Report ID , Report ID 必須是傳送報表中的第一個字節(jié)。如果接口只支持?jǐn)?shù)值為0的默認(rèn)Report ID ,此Report ID不應(yīng)該在中斷傳輸中隨著報表一起傳送。 Logical Minimum 和 Logical Maximum 項(xiàng)目Logical Minimum 與 Logical Maximum 項(xiàng)目定義報表的變量 (Variable )或陣列 A Array ) 數(shù)據(jù)的限制范圍，此限制范圍以邏輯單位來表示。例如設(shè)備報表的一

47、個電流值讀數(shù)是 500mA ,而一個單位是 2mA ,則 Logical Maximum 值等于 250。負(fù)數(shù)值以2的補(bǔ)碼來表示。 如果Logical Minimum 與Logical Maximum 都是正數(shù)，就 不需要有正負(fù)號位。不管Logical Minimum與Logical Maximum是以有正負(fù)號或是無正負(fù)號的數(shù)值來表示，設(shè)備都可以正確地傳輸數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)的接收者必須知道數(shù)據(jù)是否可以是 負(fù)值。(5) Physical Minimum 和 Physical Maximum 項(xiàng)目Physical Minimum 和Physical Maximum 項(xiàng)目定義數(shù)值的限制范圍，該限制范圍使用

48、Unit項(xiàng)目定義的單位來表示。上例中設(shè)備報表的一個電流值讀數(shù)是500mA ,單位是2mA ,Logical Maximum 值等于 250 ,而 Physical Maximum 值是 500。Logical Minimum與Logical Maximum 值說明了設(shè)備返回數(shù)值的邊界，可以根據(jù) Physical Minimum 和Physical Maximum 值對數(shù)據(jù)進(jìn)行偏移和比例變換。(6) Unit Exponent 項(xiàng)目Unit Exponent項(xiàng)目定義了在使用邏輯范圍和實(shí)際范圍將設(shè)備的返回數(shù)值轉(zhuǎn)換成實(shí)際 數(shù)值時，使用10的多少次方對數(shù)值進(jìn)行定標(biāo)。Unit Exponent的值的編碼

49、為4位補(bǔ)碼，代表10的指數(shù)范圍是-8+7 。表 8-8Unit Exponent 數(shù)值表代碼00h01h02h03h04h05h06h07h08h09h0Ah0Bh0Ch0Dh0Eh0FH數(shù)值01234567-8-7-6-5-4-3-2-1根據(jù)以上5個項(xiàng)目的值可以換算出報表傳送數(shù)據(jù)(邏輯數(shù)據(jù))與物理數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換關(guān)系。物理數(shù)據(jù)值 =邏輯數(shù)據(jù)值+分辨率分辨率 = (LogicalMaximum - LogicalMinimum ) +(PhysicalMaximum - PhysicalMinimum ) x l0UnitExponent )Unit項(xiàng)目Unit項(xiàng)目指定報表數(shù)據(jù)在使用Physical

50、與Unit Exponent項(xiàng)目轉(zhuǎn)換后使用什么度量單位，以及單位的哥指數(shù)值。Unit的數(shù)值部分可以長達(dá) 4字節(jié)，按照4位為一段分段，可以分為8個半字節(jié)段，由高到低分別為半字節(jié)7、半字節(jié)6、半字節(jié)0。每一個半字節(jié)對應(yīng)不同的基本單位，其數(shù)值表示單位的指數(shù)值，采用4位2的補(bǔ)碼表示，取值范圍是-8+7之間。從半字節(jié)06由下表給出了具體的定義，其中半字節(jié)。表示測量系統(tǒng)，半字節(jié)7保留。例如在半字節(jié)0數(shù)值為1 （表示采用線性公制測量系統(tǒng)）的條件下，半字節(jié)1表示長度（單位為厘米），如果其數(shù)值為1表示厘米，數(shù)值為 2表示（厘米）2,成為面積單位。半字節(jié) 3表示時間（單位為秒），如果其數(shù)值為-2,表示（秒）-2。

51、表8-9 Unit單位的定義半字節(jié) 序號測量 項(xiàng)目數(shù)值含義012340測量系統(tǒng)無線性、公制角度、公制線性、英制角度、英制1長度厘米半徑英寸度2質(zhì)量克石拉（slug ）3時間秒4溫度開式度（Kelvin ）華式度5電流安培6亮度燭光7保留雖然表中只是定義了有限的基本單位，但可以通過這些基本單位的組合派生出大多數(shù) 其它的常用單位。例如報表使用一個字節(jié)傳送一個從-20到110華氏度溫度值，可以定義以下報表描述項(xiàng)目：Logical Minimum = -128Logical Maximum = 127Physical Minimum = -20Physical Maximum = 110Unit Ex

52、ponent = 0Unit = 30003hUnit的半字節(jié)0=3選擇英制線性測量系統(tǒng)，半字節(jié) 4=3選擇華氏溫度單位。130 （110+20 ）華氏度的數(shù)值范圍線性分布到了256和有效數(shù)值區(qū)域，每一位相當(dāng)于0.51華氏度，這樣就提高了分辨率。8 8） Report Size 和 Report Count 項(xiàng)目Report Size 項(xiàng)目指定Input、Output與Feature項(xiàng)目字段的大小，以位為單位。Report Count 項(xiàng)目指定Input、Output與Feature項(xiàng)目包含的字段數(shù)目。例如兩個8位的字段，Report Size等于8,而Report Count等于2。8個1位的字段， Report Size 等于 1,而 Report Count 等于 8。Input > Output與Feature項(xiàng)目報表可以有多個項(xiàng)目，每一個項(xiàng)目可以有自己的ReportSize 和 Report Count 項(xiàng)目。9 9） Push 和 Pop 項(xiàng)目Push項(xiàng)目將一個 Global項(xiàng)目狀態(tài)表格的副本壓入CPU的堆棧內(nèi)。GIobal項(xiàng)目狀態(tài)表格包含所有之前定義的Gobal項(xiàng)目的目前設(shè)置。Pop項(xiàng)目恢復(fù)之前壓入堆棧的Global項(xiàng)目狀態(tài)的儲存狀態(tài)。10 0) Usag