USB接口HID设备详解：键盘描述符与Windows系统支持

本文主要介绍了USB接口中的人机接口设备（HID）的特性，以及一个101键USB键盘的描述符范例。HID设备包括键盘、鼠标等，通常在Windows系统中内置驱动，简化了设备与系统的交互。在设计USB设备时，选择HID类型能避免复杂的驱动程序编写。 ### 1. USB接口的HID设备概述 HID设备是直接与用户交互的USB设备，如键盘和鼠标，它们具有以下特点： - 数据交换通过报表（Report）结构进行，固件需支持HID报表格式。 - 数据量可小至8B，大至高速设备的1024B，可通过多笔事务传输。 - 设备可随时向主机发送信息，如键盘按键或鼠标移动，主机通过轮询获取最新数据。 - 传输速度受限，例如低速设备每10ms最多800B，全速设备每1ms最多64000B。 - 没有保证的传输速率，但最快速度下端点带宽能得到保证。 ### 2. USB设备描述符 #### 2.1 设备描述符 设备描述符提供了关于USB设备的基本信息，如版本号、设备类码、最大包尺寸、厂商ID、产品ID等。例如，101键USB键盘的设备描述符定义了其为HID设备，最大包尺寸为8字节，厂商ID和产品ID分别为FFFF和0001。 #### 2.2 配置描述符 配置描述符描述了设备的配置信息，包括配置的总长度、支持的接口数量、配置值、配置描述符说明字符串索引等。配置描述符指出该设备有一个配置，总长度为59字节，支持两个接口。 ### 3. HID设备的优势 - 低成本：HID设备在USB设备中成本相对较低。 - 驱动支持：Windows 98及后续版本内置HID设备驱动，方便与设备通信。 - 简化开发：设计为HID类型设备可以省去编写复杂USB驱动的步骤。 ### 4. HID设备的报告（Report） - 报告是HID设备数据交换的核心，包含了设备的状态和用户输入信息。 - 报告格式灵活，可以适应不同类型的HID设备。 - 报告通过控制传输和中断传输在主机和设备间发送和接收。 ### 5. 其他接口集成 HID设备可能同时包含其他USB接口，比如一个影像设备可能使用HID接口进行亮度和对比度控制，而使用传统影像接口传输显示数据。同样，USB扩音器可以结合实时传输来播放语音。 综上，HID设备是USB接口中的重要组成部分，提供了一种标准化的方式来处理人机交互，简化了设备与系统的连接，降低了开发复杂性。通过理解USB设备描述符和配置描述符，可以更好地设计和理解USB HID设备的工作原理。