理解USB协议：通往HID之前的必经之路

"本文主要介绍了USB协议中的HID(人机交互设备)协议以及USB设备描述符的概念，强调了在使用HID之前了解USB协议的重要性。USB设备描述符是描述USB设备属性的数据结构，用于向主机传递设备的功能、类别、带宽需求等关键信息。USB协议包括五种标准描述符：设备描述符、配置描述符、字符串描述符、接口描述符和端点描述符，它们按照层级关系组织，设备描述符是最顶层，依次向下是配置、接口和端点描述符。在获取这些描述符时，通常按照从设备到配置再到接口和端点的顺序进行。" USB协议是通用串行总线（Universal Serial Bus）的一种通信协议，广泛应用于各种电子设备的连接和数据交换。HID（Human Interface Device）协议是USB协议的一个子集，专门用于人机交互设备，如键盘、鼠标等，其最大特点是设备连接到计算机时无需额外安装驱动程序，因为操作系统通常内置了对HID设备的支持。 USB设备描述符是设备与主机通信的基础，它包含了一系列关于设备的信息，如USB版本号、设备类、子类、协议、最大包大小、厂商和产品ID等。设备类代码决定了设备的类型，如HID设备通常属于0x01-0xfe的标准设备类，而子类和协议代码则进一步定义了设备的具体功能。例如，对于HID设备，设备子类和协议代码通常为0，表示遵循HID协议。 USB协议的五种标准描述符如下： 1. **设备描述符**（Device Descriptor）：这是每个USB设备必须具有的，包含了设备的基本信息，如设备版本、设备类、厂商ID和产品ID等。 2. **配置描述符**（Configuration Descriptor）：设备可以有多个配置，每个配置描述符描述了设备在不同工作模式下的设置，包括使用的接口和端点。 3. **字符串描述符**（String Descriptor）：提供设备制造商、产品名称和设备序列号等字符串信息，方便用户识别设备。 4. **接口描述符**（Interface Descriptor）：描述设备的接口，一个设备可以有多个接口，每个接口对应不同的功能或服务。 5. **端点描述符**（Endpoint Descriptor）：描述设备上的端点，端点是USB数据传输的实体，每个端点描述符定义了一个端点的特性，如传输类型、最大包大小等。 在USB通信过程中，主机首先请求设备描述符，然后根据设备描述符中的信息获取配置描述符。配置描述符中包含了接口和端点的数量，主机接着请求接口描述符和端点描述符，以完全了解设备的结构和功能。这一过程是USB设备初始化的关键步骤，只有获取并理解了所有必要的描述符，主机才能正确地控制和通信USB设备，使其正常工作。