闲暇就玩USB之： USB鼠标和键盘

来源：互联网发布：古方生发液骗局知乎编辑：程序博客网时间：2024/06/09 23:05

其实这个问题很多人都玩过了，而且HID Spec上有标准例子，但是USB鼠标和键盘的确很有意思，而且俺还尝试了一点和别人不一样的东西，在此以记之。

HID SPEC上讲的键盘和鼠标都是支持boot的，就是可以被Bios支持的，比如在开机的时候设置Bios的时候就可以用。因此那个Report Descriptor真的是相当的复杂啊，都63个字节了，就差一个字节就超过俺的EP0的Max Pack Size。其实介绍Report Descriptor的最好网络文章是《USB/HID设备报告描述符详解》，看用词像个台湾同胞写的，可以在下列地址阅读：

http://blog.chinaunix.net/u2/63560/showart.php?id=1900045

其实这个似乎都还是比较复杂，我做了一个不支持boot的键盘的Report Descriptor，只支持一个字节的输入，其实一个字节也是可以输入101个键的，HID Spec里面的Descriptor其实是支持6个键同时输入的，所以用了6个字节。下面俺的简陋型HID Descriptor就是这个样子的：

char HidBoardReportDescriptor[23] = {
    0x05, 0x01,                    // USAGE_PAGE (Generic Desktop)
    0x09, 0x06,                    // USAGE (Keyboard)
    0xa1, 0x01,                    // COLLECTION (Application)
    0x05, 0x07,                    //   USAGE_PAGE (Keyboard)
    0x19, 0x1E,                    //   USAGE_MINIMUM (Keyboard ! and 1)
    0x29, 0x25,                    //   USAGE_MAXIMUM (Keyboard * and 8)
    0x15, 0x00,                    //   LOGICAL_MINIMUM (0)
    0x25, 0xff,                    //   LOGICAL_MAXIMUM (255)
    0x75, 0x08,                    //   REPORT_SIZE (8)
    0x95, 0x01,                    //   REPORT_COUNT (1)
    0x81, 0x00,                    //   INPUT (Data,Ary,Abs)
    0xc0                           // END_COLLECTION
};

Descriptor中的几个术语大概是这个意思，俺的通俗理解：

Usage Page：相当于用法类别，或者功能类别，用我的地址做比较，相当于“北京市海淀区”的“北京市”

Usage：相当于具体的用法，比如“海淀区”，一个完整的用法需要Usage Page和Usage配合才能完整表达，用地址类比一下。。。好像不能用“北京市海淀区”，海淀区中国只听说过这一个！比如说“石门坎”吧，云贵川有几百个地方叫“石门坎”，因此必须说明“四川省宁南县华弹镇石门坎”才有意义，兄弟，扯得有点远了！

由于Usage Page是全局的，因此只声明一次就行了，除非下面要什么新的Usage Page。而Usage是要一个一个的声明的。但是101个键要写101次太麻烦，因此使用USAGE_MINIMUM 和USAGE_MAXIMUM来定义一个范围，比如我上面的蓝色的两行就把1-8八个键都描述了。

LOGICAL_MINIMUM 和 LOGICAL_MAXIMUM 对应的是输入数据的范围，超出这个范围不予处理。这个Lgical值的0表示没输入，1和上面的USAGE_MINIMUM是对应，也就是输入1对应计算机的1，如果把USAGE_MINUM和USAGE_MAXIM改成如下：

0x19, 0x04, // USAGE_MINIMUM (Keyboard a and A)
0x29, 0x0B, // USAGE_MAXIMUM (Keyboard h and H)
那样输入1对应的就是计算机端的'A'了。

即原来的对应是1-->0x1E("1"键或"!"键),修改后为1-->0x04("a" or "A"),关于每个USAGE对应的按键，在HID标准中有描述，这样就把逻辑值和最后的键对应起来了。

REPORT_SIZE:表面的输入的位宽度，俺的是8位， REPORT_COUNT是这样的数有几个，俺的只有一个。后面的INPUT表示有一个输入。

COLLECTION在俺看来就是个大括号。

这样一个键盘的简单Descriptor就OK了。鼠标的就采用Boot就可以了。

HID的Report Descriptor是可以支持多个设备的，比如同时支持一个鼠标和键盘，这时就需要Report ID来参与了，这样在上传数据的时候就需要多一个字节表示Report ID来标识是哪个设备的数据，Report ID位于发送数据的第一个字节。切记，Report ID不能为0，因为系统默认已经用过了。（有人说这种复合设备在Configuration里Subclass不能为Boot，但是好像没关系的）

比如假设鼠标的Report ID是2，则发送的数据应该如下：

0x02,00,05,00, 00

后面的红色部分是原来不采用Report ID时发送的数据。下面是一个采用HID SPEC的键盘和鼠标Descriptor做的支持两个设备的Descriptor。一旦枚举成功，恭喜你，你会在设备管理器看到多出了一个鼠标和一个键盘.

const char HidBoardReportDescriptor[] = {
// Descriptors for Keyboard
0x05, 0x01,                    /* USAGE_PAGE (Generic Desktop) */
0x09, 0x06,                    /* USAGE (Keyboard) */
0xa1, 0x01,                    /* COLLECTION (Application) */
0x85, 0x03,                    /*   Report ID (3) */
0x05, 0x07,                    /*   USAGE_PAGE (Keyboard) */
0x19, 0xe0,                    //   USAGE_MINIMUM (Keyboard LeftControl)
0x29, 0xe7,                    //   USAGE_MAXIMUM (Keyboard Right GUI)
0x15, 0x00,                    //   LOGICAL_MINIMUM (0)
0x25, 0x01,                    //   LOGICAL_MAXIMUM (1)
0x75, 0x01,                    //   REPORT_SIZE (1)
0x95, 0x08,                    //   REPORT_COUNT (8)
0x81, 0x02,                    //   INPUT (Data,Var,Abs)
0x95, 0x01,                    //   REPORT_COUNT (1)
0x75, 0x08,                    //   REPORT_SIZE (8)
0x81, 0x03,                    //   INPUT (Cnst,Var,Abs)
0x95, 0x05,                    //   REPORT_COUNT (5)
0x75, 0x01,                    //   REPORT_SIZE (1)
0x05, 0x08,                    //   USAGE_PAGE (LEDs)
0x19, 0x01,                    //   USAGE_MINIMUM (Num Lock)
0x29, 0x05,                    //   USAGE_MAXIMUM (Kana)
0x91, 0x02,                    //   OUTPUT (Data,Var,Abs)
0x95, 0x01,                    //   REPORT_COUNT (1)
0x75, 0x03,                    //   REPORT_SIZE (3)
0x91, 0x03,                    //   OUTPUT (Cnst,Var,Abs)
0x95, 0x06,                    //   REPORT_COUNT (6)
0x75, 0x08,                    //   REPORT_SIZE (8)
0x15, 0x00,                    //   LOGICAL_MINIMUM (0)
0x25, 0xFF,                    //   LOGICAL_MAXIMUM (255)
0x05, 0x07,                    //   USAGE_PAGE (Keyboard)
0x19, 0x00,                    //   USAGE_MINIMUM (Reserved (no event indicated))
0x29, 0x65,                    //   USAGE_MAXIMUM (Keyboard Application)
0x81, 0x00,                    //   INPUT (Data,Ary,Abs)
0xc0,                           // END_COLLECTION

// Descriptors for Mouse
0x05, 0x01,                    /* Usage Page (Generic Desktop) */
0x09, 0x02,                    /* Usage (Mouse)                 */
0xA1, 0x01,                    /* Collection (Application)      */
0x09, 0x01,                    /*   Usage (Pointer)               */
0xA1, 0x00,                    /*   Collection (Physical)         */
0x85, 0x02,                    /*     Report ID (2) */
0x05, 0x09,                    /*     Usage Page (Buttons)          */
0x19, 0x01,                    /*     Usage Minimum (01)            */
0x29, 0x03,                    /*     Usage Maximum (03)            */
0x15, 0x00,                    /*     Logical Minimum (0)           */
0x25, 0x01,                    /*     Logical Maximum (1)           */
0x75, 0x01,                    /*     Report Size (1)               */
0x95, 0x03,                    /*     Report Count (3)              */
0x81, 0x02,                    /*     Input (Data, Variable, Absolute)*/
0x75, 0x05,                    /*     Report Size (5)                 */
0x95, 0x01,                    /*     Report Count (1)                */
0x81, 0x01,                    /*     Input (Constant)    ;5 bit padding */
0x05, 0x01,                    /*     Usage Page (Generic Desktop)       */
0x09, 0x30,                    /*     Usage (X)                          */
0x09, 0x31,                    /*     Usage (Y)                       */
0x09, 0x38,                    /*     Usage (Wheel)                   */
0x15, 0x81,                    /*     Logical Minimum (-127)          */
0x25, 0x7F,                    /*     Logical Maximum (127)           */
0x75, 0x08,                    /*     Report Size (8)                 */
0x95, 0x03,                    /*     Report Count (3)                */
0x81, 0x06,                    /*     Input (Data, Variable, Relative)*/
0xC0,                          /*   End Collection                  */
0xC0                           /* End Collection                  */

};