USB的HID通信协议模版.docx

USB的HID（Human Interface Device）通信协议是用于设备与主机间交互的一种标准，常见于键盘、鼠标等输入设备。理解HID通信协议的关键在于掌握USB的基础传输机制，包括事务处理、信息包结构以及包类型。 USB事务处理是主机与设备间数据交换的基本单元，由一系列格式固定的包构成。USB包由五个部分组成：同步字段（SYNC）、包标识符（PID）、数据字段、循环冗余校验（CRC）和包结尾（EOP）。SYNC字段由8位组成，固定为00000001，用于同步设备和总线的传输速率。PID字段紧随其后，它的一字节信息包含4位的包类型和4位的校验位，用于识别数据包的类型，如令牌包、数据包和握手包。包的类型包括但不限于令牌包（用于定义传输类型）、数据包（携带实际信息）和握手包（确认接收状态）。 数据字段的内容和长度取决于PID和传输类型，可能包含设备地址、端点号、帧序列号以及数据等信息。设备地址由7位决定，最多可寻址127个设备；端点号由4位决定，最多可寻址32个端点，区分输入和输出。帧序列号在SOF令牌包中出现，由主机生成并自动递增，最大值为0x7FF，达到最大后从0开始循环。 CRC字段用于错误检测，重要数据包使用CRC16，其他类型使用CRC5。EOP字段标志着包的结束，由发送方在包尾发出，主机通过EOP判断数据包的结束。 USB通信中的三种主要包类型是： 1. 令牌包：仅由主机发出，定义数据传输类型，如SETUP、IN和OUT。SETUP用于开始控制传输，IN用于设备向主机发送数据，OUT用于主机向设备发送数据。 2. 数据包：根据令牌包定义的传输类型，携带实际传输的数据，大小根据传输类型和协议规定。 3. 握手包：用于确认数据接收是否成功，包括ACK（接收成功）、NAK（请求重传）、STALL（拒绝传输）等。 HID通信协议基于这些基本的USB传输机制，定义了特定的报告结构和交互方式，使得设备能够向主机提供用户输入数据或其他设备状态信息，同时接收主机的命令和配置信息。HID设备通常使用HID类驱动程序，无需为每种设备编写单独的驱动，简化了设备的开发和兼容性问题。