第8章 USB 接口 HID 设备
HID（Human Interface Device，人机接口设备）是 USB 设备中常用的设备类型，是
直接与人交互的 USB 设备，例如键盘、鼠标与游戏杆等。在 USB 设备中，HID 设备的成
本较低。另外，HID 设备并不一定要有人机交互功能，只要符合 HID 类别规范的设备都是
HID 设备。
Wndows 操作系统最先支持的 HID 设备。在 windows 98 以及后来的版本中内置有
HID 设备的驱动程序，应用程序可以直接使用这些驱动程序来与设备通信。
在设计一个 USB 接口的计算机外部设备时，如果 HID 类型的设备可以满足需要，可以
将其设计为 HID 类型设备，这样可以省去比较复杂的 USB 驱动程序的编写，直接利用
Windows 操作系统对标准的 HID 类型 USB 设备的支持。
8.1 HID 设备简介
8.1.1 HID 设备的特点
交换的数据储存在称为报表（Report）的结构内，设备的固件必须支持 HlD 报表的
格式。主机通过控制和中断传输中的传送和请求报表来传送和接收数据。报表的格
式非常灵活。
每一笔事务可以携带小量或中量的数据。低速设备每一笔事务最大是 8B，全速设
备每一笔事务最大是 64B，高速设备每一笔事务最大是 1024B。一个报表可以使用
多笔事务。
设备可以在未预期的时间传送信息给主机，例如键盘的按键或是鼠标的移动。所以
主机会定时轮询设备，以取得最新的数据。
HID 设备的最大传输速度有限制。主机可以保证低速的中断端点每 10ms 内最多 1
笔事务，每一秒最多是 800B。保证全速端点每 lms 一笔事务，每一秒最多是
64000B。保证高速端点每 125 us 三笔事务，每一秒最多是 24.576MB。
HID 设备没有保证的传输速率。如果设备是设置在 10ms 的时距，事务之间的时间
可能等于或小于 10ms。除非设备是设置在全速时在每个帧传输数据，或是在高速
时在每个微帧传输数据。这是最快的轮询速率，所以端点可以保证有正确的带宽可
供使用。
HID 设备除了传送数据给主机外，它也会从主机接收数据。只要能够符合 HlD 类别规
范的设备都可以是 HID 设备。
设备除了 HlD 接口之外，它可能同时还包含有其他的 USB 接口。例如影像显示设备
可能使用 HID 接口来做亮度、对比度的软件控制，而使用传统的影像接口来传送要显示的
数据。USB 扩音器可以使用实时传输来播放语音，同时使用 HID 接口来控制音量、低音等。
HID 类别设备的规范文件主要是以下两份：
Device Class Definition for Human interface Devices
HID Usage Tables
其中前者是 HID 的基本规范文件，后者可以是前者的附件，为开发人员提供实际的控
制类型的描述。文件是用来定义让主机了解以及使用 HID 数据的数值。这两份文件是由
USB Device Working Group 制定的，可以在网址 http://www.usb.org/developers/hidpage/
#Class _Definition 下载。
