Windows主机端与自定义USBHID设备通信详解讲解

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USB_HID协议中文版——USB接口HID设备

一、什么是USBHID协议

USB HID（Human Interface Device）协议是一种应用在USB接口上

的应用层通信协议，它不仅定义了用于特定应用的设备的接口规范，而且

可以帮助开发者更快捷、更准确地实现其产品化。

USB HID是USB接口应用层通信协议中最常用的一种协议，它通过主

机和设备之间的endpoints来建立简单的通信框架，从而实现设备连接和

输入输出控制。最初被设计用于用户界面（如鼠标、键盘等），但它的应

用领域已经不仅限于此，无论是电源管理控制、温度控制器、读卡器、按键、触摸板或其他交互式设备，都可以通过USB HID来实现。

二、USBHID协议框架

USBHID协议规范定义了主机与设备之间的通信机制，其使用形式类

似于USB驱动程序，主要有以下几个部分：

1、Device Definition：描述支持HID协议的设备的特性，包括设备

所具备的功能，如鼠标按键、键盘、触摸板等；

2、Descriptor：定义设备的接口，描述设备与用户界面之间的结构

关系；

3、Report Descriptor：描述报告的格式，定义HID设备的所有输入

和输出数据；

4、Input Report：指从键盘、鼠标、按钮等设备向主机发送的数据；

5、Output Report：指从主机向设备发送的数据，以从设备更改状态

或进行其他操作；

6、Feature Report：当输入输出数据不足以满足需求时。

windows hid原理

Windows HID（Human Interface Device）原理涉及操作系统与输入设备之间的交互。HID是一种通用的设备类别，包括键盘、鼠标、游戏手柄等。Windows操作系统通过HID协议与这些设备进行通信。

在Windows中，HID设备通过设备驱动程序与操作系统进行通信。当用户操作键盘或鼠标时，设备会生成相应的信号，通过USB 或蓝牙等接口传输到计算机。操作系统的HID驱动程序会接收这些信号，并将其转换成操作系统能够理解的输入数据。

HID设备发送的数据通常是一系列的报文，其中包含了设备类型、按键状态、鼠标移动信息等。Windows操作系统的HID驱动程序会解析这些报文，然后将其转换成对应的输入事件，比如键盘按键按下、鼠标移动等。

一旦操作系统接收到这些输入事件，它会将其传递给相应的应用程序或者系统组件进行处理。比如，键盘输入会传递给当前获得焦点的应用程序，鼠标移动则会影响鼠标指针在屏幕上的位置等。

总的来说，Windows HID原理涉及操作系统通过HID驱动程序与输入设备进行通信，将设备发送的数据转换成操作系统能够理解的输入事件，最终传递给应用程序或系统组件进行处理。这种交互过程保证了用户能够通过各种HID设备与计算机进行交互操作。

USBHID协议中文版__USB接口HID设备

USBHID协议中文版__USB接口HID设备##USBHID协议

USBHID协议(Universal Serial Bus Human Interface Device)是

USB设备的一种常用协议，它主要用于连接和控制人与计算机的交互设备，如键盘、鼠标、游戏手柄、虚拟摇杆、扫描仪和图形表格等设备。它主要

用于USB设备的连接和控制，以及电脑上支持的操作系统，如Windows、Mac OS、Linux。

USBHID协议使用HID类设备来提高人机交互的效率，有效地减少计

算机程序的数据处理时间。使用HID类设备的程序可以实时地进行输入，

计算机也可以实时地反馈反应。通过使用HID类设备，可以有效地提高用

户体验。

USBHID协议具有许多优点，如：支持所有兼容USB的操作系统，不

需要额外的驱动程序，可以支持各种类型的HID设备，延长设备的稳定性，减少传输延迟，减少接口占用，支持许多不同的传输速率，可以支持许多

不同的设备和设备类型，支持多种接口，支持大量的数据通信，以及减少

计算机程序数据处理时间等优点。

另外，USBHID协议也给使用这些设备带来了极大的便利，如：可以

将设备连接到计算机，让设备能够立即响应输入；可以使用设备时装载更

多的功能；可以在多个设备之间进行快速传输；可以有意识地管理电源；

可以支持多种设备，如跳线选择器。

Windows主机端与自定义USB HID设备通信详解

Windows主机端与自定义USB HID设备通信详解 (2009-06-12 23:19)

分类：Windows

说明：

-以下结论都是基于Windows XP系统所得出的，不保证在其他系统的适用性。-在此讨论的是HID自定义设备，对于标准设备，譬如USB鼠标和键盘，由于操作系统对其独占，许多操作未必能正确执行。

1．所使用的典型Windows API

CreateFile

ReadFile

WriteFile

以下函数是DDK的内容：

HidD_SetFeature

HidD_GetFeature

HidD_SetOutputReport

HidD_GetInputReport

其中，CreateFile用于打开设备；ReadFile、HidD_GetFeature、

HidD_GetInputReport用于设备到主机方向的数据通信；WriteFile、

HidD_SetFeature、HidD_SetOutputReport用于主机到设备方向的数据通信。鉴于实际应用，后文主要讨论CreateFile，WriteFile，ReadFile，HidD_SetFeature四个函数，明白了这四个函数，其它的可以类推之。

2．几个常见错误

当使用以上API时，如果操作失败，调用GetLastError()会得到以下常见错误：

6：句柄无效

23：数据错误（循环冗余码检查）

87：参数错误

1784：用户提供的buffer无效

后文将会详细说明这些错误情况。

3．主机端设备枚举程序流程

4．函数使用说明

CreateFile(devDetail->DevicePath, //设备路径

USB的HID通信协议

USB的HID（Human Interface Device）通信协议是一种用于连接计算机和外部人机交互设备的通信协议。HID协议定义了计算机和设备之间的数据传输格式、数据解释和通信流程，以实现设备的控制和数据交换。下面将详细介绍USB的HID通信协议。

B的HID通信协议基本概念：

USB的HID通信协议是在USB（Universal Serial Bus）标准之上定义的一种通信协议。USB是一种高速串行总线标准，提供了与设备进行通信的硬件接口。而HID通信协议定义了在USB接口上进行人机交互设备通信的规则和格式。

2.HID通信协议的数据传输格式：

HID通信协议使用报文的方式进行数据传输。每个报文由一个报头和一个或多个数据包组成。报头包含了指示报文类型、报文长度等信息，数据包中存放实际的数据。通常情况下，报文的数据是按字节进行传输的，但对于特定类型的设备，也可以使用其他格式进行传输。

3.HID通信协议的数据解释：

HID通信协议定义了一种标准的数据解释方式，以便计算机能够正确地解释设备发送的数据。例如，在鼠标设备中，数据包中的前2个字节表示鼠标的横坐标和纵坐标的变化量。计算机根据这些数据来控制鼠标的移动。

4.HID通信协议的通信流程：

HID通信协议规定了在设备和计算机之间进行通信的具体流程。在通

信开始前，设备必须向计算机发送设备描述符以告知其设备的类型和功能。计算机收到设备描述符后，会根据描述符中的信息来设置相应的数据报文

格式和解释方式。设备在工作过程中，会根据HID协议规定的规则和格式

hid协议

HID协议

HID（Human Interface Device）协议是一种用于计算机与人机交互设备之间通信的协议。它定义了计算机如何与键盘、鼠标、游戏手柄等输入设备进行通信，以及如何接收和处理来自这些设备的输入信息。HID协议被广泛应用于各种操作系统和硬件平台中，为用户提供了良好的输入设备兼容性和可靠性。

HID协议的基本原理

HID协议使用了一种称为报告（Report）的数据结构进行通信。报告是一种特定格式的数据包，用于携带输入设备发送的信息。在HID协议中，输入设备被称为HID设备，输出设备被称为HID主机。HID主机通过发送请求来从HID设备获取报告，而HID设备则通过发送报告来向HID主机发送输入信息。

HID协议中定义了两种类型的报告：输入报告和输出报告。输入报告用于向HID主机发送输入数据，比如按键信息、鼠标移动等。而输出报告用于向HID设备发送控制命令，比如控制LED灯的亮度、设置鼠标灵敏度等。

HID协议的具体实现

HID协议的具体实现方式因不同的操作系统和硬件平台而异。以下以Windows 操作系统为例，介绍HID协议的具体实现过程。

在Windows操作系统中，HID协议的实现主要涉及到以下几个方面：

1.设备识别：当插入一个HID设备时，Windows会自动识别设备并加

载相应的驱动程序。驱动程序是用来将HID设备的输入信息转换为操作系统能够理解的格式。

2.报告描述：HID设备需要提供一个报告描述符，用于描述设备支持的

报告类型和报告格式。报告描述符通常以二进制格式存储在设备的固件中，并在设备插入时由操作系统读取。

USBHID设备报告描述符详解

USBHID设备报告描述符是一种描述USBHID设备报告的结构，用于定义设备报告的输入输出特性，允许设备与控制器的主机通信。通常，报告描述符是一段二进制数据，其中包含由设备提供的输入和输出报告，以及描述报告的数据结构要求信息。它是一种混合结构，由多个子块组成，每个子块又由一个或多个报告描述符中的域组成。

报告描述符的结构如下：

报告描述符

-bLengt

-bDescriptorTyp

-wDescriptorLengt

-数据

-输入报

-输出/特殊报

-特殊报

头部：报告描述符的头部包括三个字段：报告描述符的字节长度(bLength)，报告描述符类型(bDescriptorType)和报告描述符的总长度(wDescriptorLength)。

bLength：报告描述符的字节长度，是报告描述符数据的字节数。

bDescriptorType：报告描述符类型，用于指示报告描述符的类型，必须为0x22

wDescriptorLength：报告描述符的总长度，用于指示报告描述符的总字节数。

数据段：数据段包括输入报告、输出/特殊报告和特殊报告。

输入报告：输入报告用于获取主机发送到设备的数据，一般由设备按定义的格式读取。

输出报告：输出报告用于将设备发送到主机的数据。

hid_精品文档

hid

HID(Human Interface Device)文档

1. 简介

HID，即人机界面设备，是一种用于与计算机交互的输入和输出

设备。它是通过人体操作来控制计算机系统的工具或装置，如键盘、鼠标、游戏手柄等。HID作为一种标准化协议，定义了这些设备与

计算机之间的通信规则和数据格式。本文档将介绍HID的定义、应用领域、协议规范以及常见的HID设备。

2. HID的定义

HID是一种用于数据交互的设备协议，最初由微软和英特尔联合

开发并于1996年发布。该协议旨在统一计算机系统与各种输入输

出设备之间的通信方式，为用户提供更好的操作体验。HID设备通

过USB、蓝牙等接口与计算机连接，实现数据传输与交互。

3. HID的应用领域

HID协议广泛应用于各种交互设备中，包括但不限于以下领域：

- 计算机输入设备：包括键盘、鼠标、触摸板等；

- 游戏控制器：如手柄、方向盘、飞行杆等；

- 数字音频设备：如音量调节器、音频接口等；

- 医疗器械：如心率监测仪、血压计等；

- 工业自动化设备：如机器人控制器、传感器等。

4. HID协议规范

HID协议定义了HID设备与计算机之间的通信方式，主要包括以下几个方面：

- 报告描述：HID设备通过向计算机发送报告来传输数据。报告

描述定义了报告的结构和数据格式，以及报告与功能之间的映射关系。

- 设备描述：HID设备通过设备描述符向计算机发送信息，包括

设备类型、功能等。计算机根据设备描述来正确识别和操作HID设备。

- 识别码：每个HID设备都有一个唯一的识别码，用于在系统中

标识设备。计算机根据设备的识别码来识别和管理HID设备。

USB接口HID设备说明书

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。

8.1HID设备简介

8.1.1HID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。

如何编写应用程序与USBHID设备通讯

编写应用程序与USBHID设备通讯的过程可以分为以下几个步骤：设

备初始化、数据读取与写入以及释放资源。下面将详细介绍如何完成每个

步骤。

1.设备初始化：

首先，需要获取系统中的所有HID设备信息，并找到目标设备的相关

信息，如厂商ID、产品ID等。可以使用操作系统提供的API函数来实现

这一步骤，例如，Windows系统可以使用SetupAPI、DeviceIoControl等

函数来获取设备信息。

2.打开设备：

找到目标设备后，需要使用操作系统提供的API函数打开设备。在Windows系统下，使用CreateFile函数打开设备句柄。在Linux系统下，可以通过打开特定的文件来获取设备句柄。

3.读取数据：

打开设备后，可以使用ReadFile函数从设备中读取数据。需要设置

好读取的缓冲区大小和读取的超时时间等相关参数。读取的数据通常以报

文形式传输，需要根据设备的通信协议进行解析和处理。

4.写入数据：

使用WriteFile函数将数据写入设备。写入的数据也通常以报文形式

进行传输，需要按照设备的通信协议来填充报文的内容。

5.释放资源：

通信完成后，需要关闭设备句柄并释放相关资源。在Windows系统下，使用CloseHandle函数关闭设备句柄；在Linux系统下，使用close函数

关闭设备文件描述符。

总结起来，编写应用程序与USBHID设备通讯的过程包括设备初始化、打开设备、读取数据、写入数据以及释放资源等步骤。具体实现过程需要

根据操作系统和编程语言的不同而有所调整，但总体思路相似。通过调用

如何编写应用程序与USB HID 设备通讯(读写USB HID设备)

如何编写应用程序与USB HID 设备通讯（读写USB HID设备）说明：本实例所使用的上位机程序开发工具为Visual C++6.0。

一、修改下位机固件程序

我们如果想实现一个USB的HID类设备，不需要在Windows下开发自己的驱动程序。HID 不一定要是标准的外设类型，唯一的要求是交换的数据存储在报文的结构内，设备固件必须支持报文的格式。任何工作在该限制之内的设备都可以成为一个HID，例如温度计、电压计、读卡机等。

报文的格式是由报告描述符决定的，所以只要修改描述符就能实现我们需要的报文格式。下面我们来实现一个简单的报文格式：上位机发送固定64字节数据给设备，这个数据可以是命令，也可是数据，具体含义并不是由报告描述符来决定的，是由开发人员事先约定好的。设备返回的数据也是64个字节，同样这个数据流的每个字节（甚至每个位）的具体含义由开发人员事先约定好。

1、修改报告描述符

A、在Descriptor.C中找到以MouseReportDescriptor函数，将其内容修改如下：

1.code char MouseReportDescriptor[29] = {

2. 0x06,0x00,0xFF, //USAGE_PAGE (Vendor Defined Page 1)

3. 0x09,0x01, //USAGE (Vendor Usage 1)

4. 0xA1,0x01, //COLLECTION (Application)

6. 0x19,0x01, //(Vendor Usage 1)

USBHID协议

USB HID（Human Interface Device）是一种USB设备类别，用于连

接和通信与人机交互相关的输入和输出设备。HID协议定义了HID设备和

主机之间的通信规范，确保设备能够正确地与计算机进行交互。以下是对USB HID协议的详细说明，以及其在实际应用中的一些重要方面。

USBHID协议具有简单、通用和可扩展的特点。它适用于各种输入和

输出设备，如键盘、鼠标、游戏手柄、触摸屏、数字笔等。通过HID协议，这些设备可以将用户的输入信息传输给计算机，并接收来自计算机的控制

信号和反馈信息。

HID协议使用报告（Report）的概念来进行数据交换。报告是一组有

序的数据项，用于描述设备的状态和事件。设备根据特定的报告描述（Report Descriptor）来构建和解析报告。报告描述包含报告的结构、

大小、类型和含义等信息。

HID设备通过发送报告给主机，以将用户输入传输到计算机。主机在

接收到报告后，可以根据报告的内容来进行相应的处理，例如模拟按键、

鼠标移动，或者执行其他自定义操作。主机也可以向设备发送报告，以控

制设备的行为，例如改变设备的灯光状态、调节设备的参数等。

HID协议支持两种类型的报告：输入报告和输出报告。输入报告描述

了设备的状态和事件，例如按键按下、鼠标移动等。设备通过发送输入报

告来向主机提供这些信息。输出报告用于设备接收主机的控制信号，例如

要求设备执行其中一种操作、改变设备状态等。

HID协议还支持特殊的传输方式，如中断传输和控制传输。中断传输

用于快速地、实时地传输报告。设备可以配置为定期地发送报告，以实现

usb hid原理

USB HID原理

USB HID（Human Interface Device）是一种用于计算机与外部设备之间交互的通信协议。它定义了计算机与各种输入设备（如键盘、鼠标、游戏控制器等）之间的通信方式，使得这些设备可以直接与计算机进行数据交换。

USB HID的工作原理是通过在设备和主机之间建立一种标准化的通信协议，实现设备与计算机的数据传输。在USB HID协议中，设备被定义为一个或多个功能，每个功能包含一个或多个控制点。这些控制点可以是输入（Input）、输出（Output）或特性（Feature）。

在USB HID的通信过程中，设备通过发送报告（Report）与计算机进行数据交换。报告是设备与主机之间传输数据的基本单位，它可以包含多个字段，每个字段都有自己的含义和长度。设备会定期向计算机发送报告，或者在某些事件触发时主动发送报告，计算机则根据报告中的数据进行相应的处理。

USB HID的通信流程如下：首先，计算机会向设备发送一个获取报告的请求，设备收到请求后会根据自身的功能和状态来生成一个报告，并将报告发送回计算机。然后，计算机会根据报告中的数据进行相应的处理，例如更新屏幕上的图像、执行特定的操作等。设备还可以根据需要发送其他类型的报告，例如输出报告用于控制设备

的状态。

USB HID的优势在于其简单、通用和易于使用。通过使用USB HID 协议，不同类型的输入设备可以通过同一种协议与计算机进行通信，而无需为每种设备都设计独立的驱动程序。这使得设备的开发和兼容性更加方便，同时也减少了对计算机系统资源的占用。

usb hid协议

USB HID协议。

USB HID（Human Interface Device）协议是一种用于连接计算机和外部设备的

通信协议，它使得外部设备（如键盘、鼠标、游戏手柄等）可以与计算机进行数据交换。USB HID协议的设计初衷是为了简化外部设备与计算机之间的通信，使得

用户可以方便地使用各种外设设备，而无需安装繁琐的驱动程序。

在USB HID协议中，每个外部设备都有一个唯一的设备地址，通过这个地址，计算机可以识别并与设备进行通信。同时，USB HID协议还规定了一系列的数据

传输格式和通信规范，确保外部设备与计算机之间的数据交换能够顺利进行。

USB HID协议的数据传输主要分为输入和输出两种方式。在输入数据传输中，外部设备将用户的操作信息（如按键、鼠标移动等）发送给计算机，而在输出数据传输中，计算机则向外部设备发送指令或数据。通过这种方式，外部设备可以与计算机进行双向的数据交换，实现各种功能和操作。

除了数据传输格式和通信规范，USB HID协议还规定了设备描述符和报告描述符等内容。设备描述符用于描述外部设备的基本信息，如设备类型、厂商信息、设备版本等，而报告描述符则用于描述外部设备的数据格式和通信协议，确保计算机可以正确地解析和处理外部设备发送的数据。

在实际应用中，USB HID协议被广泛应用于各种外部设备，如键盘、鼠标、游戏手柄、摄像头等。通过USB HID协议，这些外部设备可以方便地与计算机进行

通信，为用户提供更加便捷和高效的操作体验。

总的来说，USB HID协议作为一种通用的外部设备通信协议，为用户提供了便捷的外设设备使用体验，同时也为外部设备的设计和开发提供了统一的标准和规范。通过遵循USB HID协议，外部设备可以更好地与计算机进行交互，为用户带来更

USB_HID_设备类协议入门

一、应用场合

USB HID类是比较大的一个类，HID类设备属于人机交互操作的设备。用于控制计算机操作的一些方面，如USB鼠标，USB键盘，USB游戏操纵杆，USB触摸板，USB轨迹球、电话拨号设备、VCR遥控等等设备。另外，使用HID设备的一个好处就是，操作系统自带了HID类的驱动程序，而用户无需去开发很麻烦的驱动程序，只要直接使用API调用即可完成通信。所以很多简单的USB设备，喜欢枚举成HID设备，这样就可以不用安装驱动而直接使用。

二、USB HID类可采用的通信管道

所有的HID设备通过USB的控制管道（默认管道，即端点0）和中断管道与主机通信。

控制管道主要用于以下3个方面：

∙接收/响应USB主机的控制请示及相关的类数据

∙在USB主机查询时传输数据（如响应Get_Report请求等）

∙接收USB主机的数据

中断管道主要用于以下两个方面：

∙USB主机接收USB设备的异步传输数据

∙USB主机发送有实时性要求的数据给USB设备

从USB主机到USB设备的中断输出数据传输是可选的，当不支持中断输出数据传输时，USB主机通过控制管道将数据传输给USB设备。

三、与USB HID设备有关的描述符

HID设备的描述符除了5个USB的标准描述符（设备描述符、配置描述符、接口描述符、端点描述符、字符串描述符，见百合电子工作室的另一篇文章：USB开发基础－－USB命令（请求）和USB描述符）外，还包括3个HID设备类特定描述符：HID描述符、报告描述符、实体描述符。

除了HID的三个特定描述符组成对HID设备的解释外，5个标准描述符中与HID设备有关的部分有：

USBHID设备类协议入门

USB HID（Human Interface Device）设备类协议是一种用于连接人

机界面设备（如键盘、鼠标、游戏控制器）到计算机的通信协议。该协议

定义了设备和主机之间的数据传输格式、命令和响应等规则，使得不同厂

商的HID设备可以在不同操作系统上正常工作。

1.键盘设备：USBHID键盘设备协议定义了键盘数据的传输格式。键

盘通过发送按键代码和状态信息告知主机用户的输入。主机则通过向键盘

发送命令来控制LED指示灯的状态。

2.鼠标设备：USBHID鼠标设备协议定义了鼠标数据的传输格式。鼠

标传输的数据包括鼠标移动、按键和滚轮信息等。主机通过解析这些数据

来控制光标的移动和与鼠标相关的操作。

3.游戏控制器：USBHID游戏控制器设备协议支持各种类型的游戏控

制器，如游戏手柄、方向盘和航空杆等。该协议规定了游戏控制器的按键、摇杆和轴等输入数据的格式和传输方式。

4.触摸屏设备：USBHID触摸屏设备协议定义了触摸屏的输入数据格式。触摸屏通过发送坐标和触摸状态信息来告知主机用户的触摸操作。

在USB HID设备类协议中，设备和主机之间的通信基于报告描述器（Report Descriptor）。报告描述器定义了设备的输入和输出报告格式。设备将报告描述器发送到主机，以便主机能够正确解析设备发送的数据。

总结来说，USBHID设备类协议是用于连接各种人机界面设备到计算

机的协议。它定义了设备和主机之间的通信规则和数据格式，以确保不同

类型的设备在不同的操作系统上能够正常工作。通过了解和遵守USBHID