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USB2.0枚举流程（以鼠标为例）——从零开始学习USB2.0协议（四）

news 2025/10/25 9:24:03

1 总线枚举流程介绍

USB 2.0枚举的重要性在于它实现了即插即用功能，让主机自动识别、配置和管理设备，确保设备无需用户干预就能正常工作。

以下是 USB 2.0 枚举过程的概括步骤：

在这里插入图片描述
当一个设备连接到一个供电的端口时，将会有下列过程：

设备连接与电源稳定
- 设备连接到供电的USB端口，HUB检测到端口电压变化，通过其中断端点向主机报告连接事件。
- 主机发送Get_Port_Status请求给HUB以获取更多连接细节。
- HUB通过检测总线空闲时差分线的电压来判断设备速度（低速、全速或高速）。此检测在复位操作之前完成。
端口复位与设备速度确认
- 主机等待至少100ms，确保连接稳定和设备电源稳定。
- 主机发送Set_Port_Feature请求，要求HUB对设备端口进行复位。HUB将数据线（D+和D-）驱动为低电平，持续至少10ms。
- 复位期间，HUB不会影响其他端口。
- 对于高速设备，初始以全速运行。如果HUB支持高速，会进行高速检测（通过检查设备是否在复位过程中发出Chirp信号）。如果设备支持高速，则切换到高速模式；否则保持全速。
设备默认状态与通信建立
- 复位完成后，设备进入默认状态，使用默认地址0，端点0进行通信。此时设备可从总线获取最大100mA电流。
- 主机通过反复发送Get_Port_Status请求，确认复位完成。
初始设备描述符获取
- 主机向默认地址0发送Get_Descriptor请求，获取设备描述符。设备描述符中包含了端点0的最大包长度（位于第8字节）等重要信息。
- 首次控制传输完成后，主机会要求HUB再次对设备进行复位，使设备进入确定状态。
地址分配
- 主机发送Set_Address请求，为设备分配一个唯一的地址。设备使用新地址，进入地址状态。
详细设备信息获取
- 主机使用新地址再次发送Get_Descriptor请求，获取设备描述符（包括设备类型、VID、PID、配置个数等）。
- 主机获取配置描述符（通常为9字节），然后根据配置描述符中的配置集合总长度，获取完整的配置集合（包括配置描述符、接口描述符、端点描述符等）。
- 根据需要，主机可能还会获取字符串描述符。
驱动匹配与加载
- 主机解析描述符，根据设备信息选择合适的驱动程序。对于复合设备，通常需要匹配接口。
- 主机将设备添加到USB总线设备列表，USB总线遍历驱动列表，调用match函数进行匹配。匹配成功后，绑定驱动。
设备配置
- 设备驱动根据设备信息，发送Set_Configuration请求，选择设备的某个配置作为工作配置。
- 设备使能所选配置的接口，进入配置状态。

2 模拟鼠标的枚举实现

2.1 鼠标外设程序

程序是基于公司开发的USB IP接口，在FPGA开发板上实现了模拟鼠标的功能，通过：
1、向串口中发送指令字符
2、控制USB向windows主机发送命令，移动鼠标光标。

2.1.1 任务分析

基于对前面对USB2.0协议的理解，可以来做一个鼠标的demo，下面可以来简单规划下整个任务。

目标

模拟鼠标上下左右移动和左右键，用向uart输入wsad字符来代替光标移动，输入c和空格代替左右按键。

实现

为了实现主要在于：
1、构建描述符，解析主机设备请求，按照流程完成枚举
2、hid鼠标事件上报

2.1.2 描述符构建

鼠标本身属于HID设备的子类，和大多数的USB设备一样，HID设备也有USB设备的一些标准描述符，如设备描述符、配置描述符、接口描述符、端点找述符。

但HID设备也有一些特殊描述符，如HID描述符、报告描述符和物理描述符。
这里简单说明下，后面可能会针对HID设备进行详细介绍。
在这里插入图片描述
说明：

HID设备的设备类型不是在设备类型中定义，而是在接口描述符中定义。设备描述符中的bDeviceClass和bDeviceSubClass字段不用于标识属于HID类的设备。而是在接口描述符中使用bInterfaceClass和bInterfaceSubClass字段。
接口描述符中的bInterfaceSubClass仅用于区分是否支持boot启动，bInterfaceProtocol也只在bInterfaceSubClass有效时用于区分boot起动的设备类型。
HID设备在非boot模式下，设备的类型是由报告描述符来定义的。一个报告描述符可以包含多个应用（调备）类型。
物理描述符physical descriptor是可选的
报告描述符report descriptor是必须的
报告描述符的个数和各个报告描述符的长度在HID描述符中定义。
报告描述符的获取是通过发向接口的标准请求实现的。

就上面的描述来看，要实现对USB2.0鼠标的注册，就要完成设备、配置、接口、HID、报告等描述符的。
我们可以根据HID对描述符的要求来构建下。

设备描述符

const unsigned char DevDes[18]=
{0x12, /* bLength */0x01, /* bDescriptorType : device_descriptor */0x10,0x01, /* bcdUSB usb2.0 = 0x0200 usb1.1 = 0x0110 usb3.11 = 0x0311 */0x00, /* bDeviceClass */0x00, /* bDeviceSubClass */0x00, /* bDeviceProtocol */0x40, /* bMaxPacketSize */0x66,0x66, /* idVendor : 2 Bytes */0x88,0x88, /* idProduct : 2 Bytes */0x01,0x00, /* bcdDevice rel. 1.00 */0x01, /* Index of manufacturer string */0x02, /* Index of product string */0x00, /* Index of serial number string */0x01  /* bNumConfigurations */
};

配置描述符

这里将配置描述符、接口描述符、类特殊描述符、端点描述符一同放到配置描述符。

是因为正常的主机获取配置描述符过程：
1、第一次先获取9字节长度的配置描述符，然后根据配置描述符中配置集合的长度，再次获取配置描述符集合（不同主机程序可能有些差异）。
2、第二次获取的时候，设备会将配置描述符、接口描述符、类特殊描述符、端点描述符等一并返回。
后面抓包会看到该流程。

const unsigned char ConDes[9 + 9 + 9 + 7]=
{// Configuation Descriptor0x09, // bLength0x02, // bDescpriptorTypesizeof(ConDes) & 0xFF,(sizeof(ConDes)) >> 8 & 0xFF, // wTotalLength0x01, // bNumInterfaces0x01, // bConfigurationValue0x00, // iConfiguration0x80, // bmAttributes0x32, // bMaxPower : 100mA// Interface Descriptor0x09, // bLength0x04, // bDescriptorType0x00, // bInterfaceNumber0x00, // bAlternateSetting0x01, // bNumEndpoints(not include Ep0)0x03, // bInterfaceClass (Hid)0x01, // bInterfaceSubClass0x02, // bInterfaceProtocol : mouse0x00, // iInterface// HID descriptor0x09, // bLength0x21, // bDescriptorType0x11,0x01, // bcdHID : 0x01110x00, // bContryCode0x01, // bNumDescriptor0x22, // bDescriptorTypesizeof(ReportDescriptor) & 0xFF,(sizeof(ReportDescriptor) >> 8) & 0xFF, // wDescriptorLength// Endpoint Descriptor0x07, // bLength0x05, // bDescriptorType0x81, // Ep1 : In0x03, // bmAttributes : Interrupt0x04,0x00, // wMaxPackeSize : 0x00040xA  // bInterval : 10ms
};

字符描述符

/* langDes */
const unsigned char LangDes[]=
{0x04, // bLength0x03,	// bDescriptorType0x09,0x04 // wLANGID(0x0409:english)
};/* Manuf */
const unsigned char Manuf_Des[]=
{0x12,0x03,0x68, 0x00, //hezaizai0x65, 0x00,0x7A, 0x00,0x61, 0x00,0x69, 0x00,0x7A, 0x00,0x61, 0x00,0x69, 0x00,
};
/* product Des */
const unsigned char Prod_Des[]=
{0x32,0x03,0x44, 0x00, // Demo USB2.0 optical Mouse0x65, 0x00,0x6D, 0x00,0x6F, 0x00,0x20, 0x00,0x55, 0x00,0x53, 0x00,0x42, 0x00,0x32, 0x00,0x2E, 0x00,0x30, 0x00,0x20, 0x00,0x6F, 0x00,0x70, 0x00,0x74, 0x00,0x69, 0x00,0x63, 0x00,0x61, 0x00,0x6C, 0x00,0x20, 0x00,0x4D, 0x00,0x6F, 0x00,0x75, 0x00,0x73, 0x00,0x65, 0x00,
};
/* product ser */
const unsigned char SerDes[18] =
{0x12,0x03,0x32, 0x00, // 202510240x30, 0x00,0x32, 0x00,0x35, 0x00,0x31, 0x00,0x30, 0x00,0x32, 0x00,0x34, 0x00,
};

2.1.3 设备请求解析

设备请求格式封装

按照设备请求格式，代码封装如下：

typedef	union _REQUEST_PACK {unsigned char buffer[8];struct {unsigned char bmReuestType;unsigned char bRequest;uint16_t wValue;uint16_t wIndx;uint16_t wLength;} r;
} mREQUEST_PACKET, *mpREQUEST_PACKET;

2、根据设备请求格式解析

void handle_usb_request(mREQUEST_PACKET USB_request)
{setUpStage = 1;if (USB_request.r.bmReuestType & 0x80) {printf("dir: GET\n");} else {printf("dir: SET\n");}switch ((request.r.bmReuestType >> 5) & 0x3) {case 0:printf("std request->");handle_std_request(USB_request); //handle standard requestbreak;case 1:printf("class request->");break;case 2:printf("manufacture request->");break;case 3:printf("reserve req!\r\n");break;}
}// only handle GET_DESCRIPTOR and SET_ADDRESS req
void handle_std_request(mREQUEST_PACKET USB_request)
{switch (USB_request.r.bRequest) {case GET_STATUS:printf("GET_STATUS->");break;case CLEAR_FEATURE:printf("CLEAR_FEATURE->");break;case SET_FEATURE:printf("SET_FEATURE->");break;case SET_ADDRESS:printf("SET_ADDRESS:\r\n");USB_SetDevAddress(USB_request.r.wValue);break;case GET_DESCRIPTOR:printf("GET_DESCRIPTOR->");handle_get_desc_request(USB_request);break;case SET_DESCRIPTOR:printf("SET_DESCRIPTOR->");break;case GET_CONFIGURATION:printf("GET_CONFIGURATION->");break;case SET_CONFIGURATION:printf("SET_CONFIGURATION->");break;case GET_INTERFACE:printf("GET_INTERFACE->");break;case SET_INTERFACE:printf("SET_INTERFACE->");break;case SYNCH_FRAME:printf("SYNCH_FRAME->");break;}
}

根据设备请求类型处理描述符

void handle_get_desc_request(mREQUEST_PACKET USB_request)
{int len;unsigned char req_type = USB_request.r.wValue >> 8;unsigned char req_index = USB_request.r.wValue & 0xF;switch (req_type) {case 1:printf("device desc id(%d)\n",req_index);VarSetupDescr = DevDes;mVarSetupLength = MIN(sizeof(DevDes), SetupMaxLength);break;case 2:printf("cfg desc id(%d)\n",req_index);VarSetupDescr = ConDes;mVarSetupLength = MIN(sizeof(ConDes), SetupMaxLength);break;case 3:printf("string desc：");if ((USB_request.r.wValue & 0xff) == 0) {printf("LangDes\n");VarSetupDescr = LangDes;mVarSetupLength = MIN(sizeof(LangDes), SetupMaxLength);} else if ((USB_request.r.wValue & 0xff) == 1) {printf("Manuf_Des id(%d)\n",req_index);VarSetupDescr = Manuf_Des;mVarSetupLength = MIN(sizeof(Manuf_Des), SetupMaxLength);} else if ((USB_request.r.wValue & 0xff) == 2) {printf("Prod_Des id(%d)\n",req_index);VarSetupDescr = Prod_Des;mVarSetupLength = MIN(sizeof(Prod_Des), SetupMaxLength);} else if ((USB_request.r.wValue & 0xff) == 3) {printf("SerDes id(%d)\n",req_index);VarSetupDescr = SerDes;mVarSetupLength = MIN(sizeof(SerDes), SetupMaxLength);} else {printf("other\n");}break;case 4:printf("interface desc id(%d)\n",req_index);break;case 5:printf("endpoint desc id(%d)\n",req_index);break;case 6:printf("qualifier desc id(%d)\n",req_index);VarSetupDescr = DeviceQualifierDesc;mVarSetupLength = MIN(sizeof(DeviceQualifierDesc), SetupMaxLength);break;case 0x22:printf("hid desc\n");VarSetupDescr = ReportDescriptor;mVarSetupLength = MIN(sizeof(ReportDescriptor), SetupMaxLength);break;default:printf("other desc\n");}UsbEp0Up();
}

uart 模拟鼠标行为

void USART0_IRQHandler(void)
{uint8_t USART0_receive_ch;if (USART_GetITStatus(USART0, USART_STATUS_RXIP) == SET) {USART0_receive_ch = USART_ReceiveData(USART0);// 鼠标移动指令if (USART0_receive_ch == 'a') {buf_mouse[1] = -10;  // X位移：左移buf_mouse[2] = 0;    // Y位移：不变printf("left\n");need_release = 0;   // 移动事件不需要释放，所以清除need_release（防止点击事件未完成）} else if (USART0_receive_ch == 'd') {buf_mouse[1] = 10;   // X位移：右移buf_mouse[2] = 0;    // Y位移：不变printf("right\n");need_release = 0;} else if (USART0_receive_ch == 'w') {buf_mouse[1] = 0;    // X位移：不变buf_mouse[2] = -10;  // Y位移：上移printf("up\n");need_release = 0;} else if (USART0_receive_ch == 's') {buf_mouse[1] = 0;    // X位移：不变buf_mouse[2] = 10;   // Y位移：下移printf("down\n");need_release = 0;}// 鼠标按键指令else if (USART0_receive_ch == 'c') {// 左键点击：设置按钮状态bit0为1buf_mouse[0] = 0x01;  // 按钮状态：左键按下buf_mouse[1] = 0;     // X位移：不变buf_mouse[2] = 0;     // Y位移：不变printf("left click\n");need_release = 1;    // 标记需要发送释放报告} else if (USART0_receive_ch == ' ') {// 右键点击：设置按钮状态bit1为1buf_mouse[0] = 0x02;  // 按钮状态：右键按下buf_mouse[1] = 0;     // X位移：不变buf_mouse[2] = 0;     // Y位移：不变printf("right click\n");need_release = 1;} else if (USART0_receive_ch == 'x') {// 中键点击：设置按钮状态bit2为1buf_mouse[0] = 0x04;  // 按钮状态：中键按下buf_mouse[1] = 0;     // X位移：不变buf_mouse[2] = 0;     // Y位移：不变printf("middle click\n");need_release = 1;} else if (USART0_receive_ch == 'r') {// 释放所有按键buf_mouse[0] = 0x00;  // 按钮状态：所有键释放buf_mouse[1] = 0;     // X位移：不变buf_mouse[2] = 0;     // Y位移：不变printf("release all buttons\n");need_release = 0;     // 不需要再释放}mouse_data_ready = 1;}
}

2.1.4 最终注册情况

打开windows设备管理器，可以看到注册成功的鼠标设备

2、window 端通过USB Device Tree查看注册信息如下

        +++++++++++++++++ Device Information ++++++++++++++++++
Device Description       : HID-compliant mouse
Device Path 1            : \\?\HID#VID_6666&PID_8888#7&ee10cea&0&0000#{4d1e55b2-f16f-11cf-88cb-001111000030} (GUID_DEVINTERFACE_HID)
Device Path 2            : \\?\HID#VID_6666&PID_8888#7&ee10cea&0&0000#{378de44c-56ef-11d1-bc8c-00a0c91405dd} (GUID_DEVINTERFACE_MOUSE)
Kernel Name              : \Device\0000015b
Device ID                : HID\VID_6666&PID_8888\7&EE10CEA&0&0000
Hardware IDs             : HID\VID_6666&PID_8888&REV_0001 HID\VID_6666&PID_8888 HID\VID_6666&UP:0001_U:0002 HID_DEVICE_SYSTEM_MOUSE HID_DEVICE_UP:0001_U:0002 HID_DEVICE
Driver KeyName           : {4d36e96f-e325-11ce-bfc1-08002be10318}\0002 (GUID_DEVCLASS_MOUSE)
Driver                   : \SystemRoot\System32\drivers\mouhid.sys (Version: 10.0.19041.1  Date: 2019-12-07  Company: Microsoft Corporation)
Driver Inf               : C:\Windows\inf\msmouse.inf
Legacy BusType           : PNPBus
Class                    : Mouse
Class GUID               : {4d36e96f-e325-11ce-bfc1-08002be10318} (GUID_DEVCLASS_MOUSE)
Service                  : mouhid
Enumerator               : HID
Location Info            : -
Address                  : 1
Manufacturer Info        : Microsoft
Capabilities             : 0xA0 (SilentInstall, SurpriseRemovalOK)
Status                   : 0x0180200A (DN_DRIVER_LOADED, DN_STARTED, DN_DISABLEABLE, DN_NT_ENUMERATOR, DN_NT_DRIVER)
First Install Date       : 2025-09-17 11:18:39
Last Arrival Date        : 2025-10-09 17:53:44
EnhancedPowerMgmtEnabled : 0
Power State              : D0 (supported: D0, D3, wake from D0)
+++++++++++++ Mouse Information ++++++++++++++
Input Data Queue Length  : 2
Mouse Identifier         : 256
Number of Buttons        : 3
Sample Rate              : 0
++++++++++++++ HID Information +++++++++++++++
Manufacturer             : hezaizai
Product                  : Demo USB2.0 optical Mouse
UsagePage                : 0x01 (Generic Desktop Controls)
Usage                    : 0x02 (Mouse)

Note:
USB Device Tree下载地址： https://www.uwe-sieber.de/files/UsbTreeView_Win32.zip

3、视频效果演示

uart-mouse test

3 枚举流程详细说明

当前市面上已有多种便捷的USB抓包分析工具，同时也可使用Wireshark等软件工具进行USB报文捕获与分析，用于排查连接过程中的问题。

除上述方法外，我们还可通过示波器或逻辑分析仪对USB通信进行底层信号采集与分析。本项目将采用逻辑分析仪对模拟鼠标设备的完整枚举流程进行抓包，并深入解析报文内容。

需要说明的是，实际枚举过程可能与其他技术文档描述存在差异，这主要源于主机端枚举策略的动态调整。为深入验证设备兼容性，后续计划还将开发定制化主机端测试程序，并移植常用USB协议栈以完善功能。

通过这种硬件级的报文分析方式，能够更深入地理解USB通信机制，为后续设备开发与问题排查提供有力支持。

另外，逻辑分析仪截图，前面章节比较详细，后面有一些删减（因为很多都差不多）。

3.0 总线复位

在这里插入图片描述

device上电后，拉高dp（d+）总线（高速/全速上拉接在dp，低速接在dm）
hub检测到电压变化并将信息反馈给host
host之后会发送一个Get_Port_Status
hub会将设备速度类型回复给host
在device拉高100ms稳定后，host会发出Set_Port_Feature请求让hub 复位其管理的端口
hub通过驱动数据线到复位状态(D+和 D-全为低电平)，并持续至少 10ms。当然，hub 不会把这样的复位信号发送给其他已有设备连接的端口，所以其他连在该 hub 上的设备看不到复位信号

另外USB热插拔的实现机制也正是基于此。

3.1 Get DevDesc控制传输

3.1.1 SETUP事务

在这里插入图片描述

host->device SETUP令牌包
host->device Data0数据包
80 06 00 01 00 00 40 00（小端格式）

0x80,        // bmRequestType: Dir: D2H, Type: Standard, Recipient: Device
0x06,        // bRequest (Get Descriptor)
0x00,        // wValue[0:7]  Desc Index: 0
0x01,        // wValue[8:15] Desc Type: (Device)
0x00, 0x00,  // wIndex Language ID: 0x00
0x40, 0x00,  // wLength = 64

该报文表示，主机请求设备返回一个描述符（0x06），描述符类型为设备描述符（0x01），长度为64字节（0x40）

device->host ACK握手包

3.1.2 IN事务

在这里插入图片描述

host->device IN令牌包
device->host Data1数据包

0x12,        // bLength
0x01,        // bDescriptorType (Device)
0x10, 0x01,  // bcdUSB 1.10
0x00,        // bDeviceClass (Use class information in the Interface Descriptors)
0x00,        // bDeviceSubClass 
0x00,        // bDeviceProtocol 
0x40,        // bMaxPacketSize0 64
0x66, 0x66,  // idVendor 0x6666
0x88, 0x88,  // idProduct 0x8888
0x01, 0x00,  // bcdDevice 0.01
0x01,        // iManufacturer (String Index)
0x02,        // iProduct (String Index)
0x00,        // iSerialNumber (String Index)
0x01,        // bNumConfigurations 1

host->device ACK握手包

3.1.3 OUT事务

在这里插入图片描述

host->device OUT令牌包
host->device Data1数据包
device->host ACK握手包

3.1.4 总结

这里会发现在host获取device描述符的过程分为三个阶段：

建立阶段
主机发送一个8字节的请求包（Setup Packet）。这个包包含了请求类型（GET_DESCRIPTOR）、请求值、索引以及最重要的 wLength（40）
数据阶段
根据请求，设备向主机回复数据（18字节描述符）
状态阶段
主机发送一个空数据包，表示数据传输完成

建立阶段一定是DATA0 数据包，之后如果有数据阶段，将进行翻转，变成 DATA1，并且在每次正确数据传输后都会进行一次翻转，这个机制用于保证数据被正确接收，而不是发送方发送的重复数据包（如果对方没有正确接收数据，DATAx不会翻转）。
在状态阶段，一律使用 DATA 1进行回复，状态阶段的数据包中的数据为空，也就是说不携带任何数据。

当完成了以上几个阶段，一次控制传输才算完成。

3.2 总线复位

当完成第一次的控制传输后，系统会要求 hub 对设备进行再一次的复位操作。再次复位的目的是使设备进入一个确定的状态。
在这里插入图片描述

3.3 Set_Address控制传输

3.3.1 SETUP事务

在这里插入图片描述

host->device SETUP令牌包
host->device Data0数据包

0x00,        // bmRequestType: Dir: H2D, Type: Standard, Recipient: Device
0x05,        // bRequest (Set Address)
0x02, 0x00,  // wValue Device Addr: 2
0x00, 0x00,  // wIndex = 0x00
0x00, 0x00,  // wLength = 0

device->host ACK握手包

3.3.2 IN事务

在这里插入图片描述

host->device IN令牌包
device->host Data1数据包
host->device ACK握手包

Set_Address控制传输的信息通过SETUP令牌包以及传输完了，就不用额外的数据传输，只有建立阶段和状态阶段，而不需要数据阶段了。

device会将收到的addr配置到对应的寄存器，后续host也会将通过该addr来和device进行数据交互

3.4 Get DevDesc控制传输

再次获取device的描述信息，收发包同3.1一样。

不同的是这次发出读取18bytes数据SETUP令牌包（第一次请求读取64bytes的描述信息）

3.5 Get CfgDesc控制传输

这里是第一次获取device的配置信息，主要是获取配置描述符长度，后续会再发一次，获取完整配置描述符信息。

我用的windows主机第一次请求长度是256bytes，其他主机也有9bytes；但这里不关键，不影响配置描述符长度的获取，也不影响后续配置描述符的获取。

3.5.1 SETUP事务

在这里插入图片描述

host->device SETUP令牌包
可以看到此时的Addr = 2
host->device Data0数据包
0x80, // bmRequestType: Dir: D2H, Type: Standard, Recipient: Device
0x06, // bRequest (Get Descriptor)
0x00, // wValue[0:7] Desc Index: 0
0x02, // wValue[8:15] Desc Type: (Configuration)
0x00, 0x00, // wIndex Language ID: 0x00
0xFF, 0x00, // wLength = 255
device->host ACK握手包

3.5.2 IN事务

在这里插入图片描述

host->device IN令牌包
device->host Data1数据包

0x09,        // bLength: 描述符长度=9字节
0x02,        // bDescriptorType: 配置描述符类型(0x02)
0x22, 0x00,  // wTotalLength: 配置信息总长度=34字节(0x0022)
0x01,        // bNumInterfaces: 接口数量=1
0x01,        // bConfigurationValue: 配置值=1(用于SET_CONFIGURATION)
0x00,        // iConfiguration: 配置字符串索引=0(无字符串)
0x80,        // bmAttributes: 属性//   - 位7: 1=总线供电//   - 位6: 0=不支持远程唤醒//   - 位5-0: 保留
0x32,        // bMaxPower: 最大功耗=100mA(0x32=50, 单位2mA→100mA)0x09,        // bLength: 描述符长度=9字节
0x04,        // bDescriptorType: 接口描述符类型(0x04)
0x00,        // bInterfaceNumber: 接口编号=0
0x00,        // bAlternateSetting: 备用设置=0
0x01,        // bNumEndpoints: 端点数量=1(除了默认控制端点0)
0x03,        // bInterfaceClass: 接口类=0x03(HID类)
0x01,        // bInterfaceSubClass: 接口子类=0x01(启动接口)
0x02,        // bInterfaceProtocol: 接口协议=0x02(鼠标)
0x00,        // iInterface: 接口字符串索引=0(无字符串)0x09,        // bLength: 描述符长度=9字节
0x21,        // bDescriptorType: HID描述符类型(0x21)
0x11, 0x01,  // bcdHID: HID规范版本=1.11
0x00,        // bCountryCode: 国家代码=0(不支持本地化)
0x01,        // bNumDescriptors: 下级描述符数量=1
0x22,        // bDescriptorType[0]: 报告描述符类型(0x22)
0x34, 0x00,  // wDescriptorLength[0]: 报告描述符长度=52字节(0x0034)0x07,        // bLength: 描述符长度=7字节
0x05,        // bDescriptorType: 端点描述符类型(0x05)
0x81,        // bEndpointAddress: 端点地址//   - 位7: 1=IN方向(设备到主机)//   - 位3-0: 0001=端点1
0x03,        // bmAttributes: 端点属性//   - 位1-0: 11=中断传输
0x04, 0x00,  // wMaxPacketSize: 最大包大小=4字节
0x0A,        // bInterval: 轮询间隔=10ms

host->devece ACK握手包

3.5.3 OUT事务

host->device OUT令牌包
host->device Data1数据包
device->host ACK握手包

本次的控制传输同样分为建立阶段，数据阶段和状态阶段

3.6 Get StrDesc控制传输

在host获取字符描述符前，一般会先获取下字符支持的语言，方便主机根据字符编码来解析显示。
这里获取的是厂商信息。

3.6.1 SETUP事务

在这里插入图片描述

0x80,        // bmRequestType: Dir: D2H, Type: Standard, Recipient: Device
0x06,        // bRequest (Get Descriptor)
0x00,        // wValue[0:7]  Desc Index: 0
0x03,        // wValue[8:15] Desc Type: (String)
0x00, 0x00,  // wIndex Language ID: 0x00
0xFF, 0x00,  // wLength = 255

3.6.2 IN事务

在这里插入图片描述

0x04          //字符长度
0x03          //字符串描述符
0x09,0x04  //支持语言为英语

3.6.3 OUT事务

3.6.4 SETUP事务

在这里插入图片描述

0x80,        // bmRequestType: Dir: D2H, Type: Standard, Recipient: Device
0x06,        // bRequest (Get Descriptor)
0x02,        // wValue[0:7]  Desc Index: 2
0x03,        // wValue[8:15] Desc Type: (String)
0x09, 0x04,  // wIndex Language ID: 0x0409
0xFF, 0x00,  // wLength = 255

3.6.5 IN事务

在这里插入图片描述

3.6.6 OUT事务

在这里插入图片描述

3.7 Get DevDesc控制传输

再次获取设备描述符，同3.4节。

3.8 Get CfgDesc控制传输

这里是第二次获取device的配置描述符，和第一次（3.5节）不一样支持在于，该次设备请求的数据长度为第一次上报的34bytes。

3.9 SET Configure

用于激活设备的一个指定配置，使device从"寻址状态"进入"配置状态"，device可以启用相应的端点（端点可以开始接收/发送报告）

3.9.1 SETUP事务

在这里插入图片描述

0x00,        // bmRequestType: Dir: H2D, Type: Standard, Recipient: Device
0x09,        // bRequest (Set Config)
0x01, 0x00,  // wValue Config Num: 1
0x00, 0x00,  // wIndex = 0x00
0x00, 0x00,  // wLength = 0

3.9.2 IN事务

在这里插入图片描述

3.10 SET IDLE

属于 HID类特定请求，当输入数据没有变化时，不要频繁报告，只有在数据发生变化时，或者达到指定的空闲时间后才发送报告

3.10.1 SETUP事务

在这里插入图片描述

0x21,        // bmRequestType: Dir: H2D, Type: Class, Recipient: Interface
0x0A,        // bRequest
0x00, 0x00,  // wValue[0:15] = 0x00
0x00, 0x00,  // wIndex = 0x00
0x00, 0x00,  // wLength = 0

在这里插入图片描述

3.11 Get HID Report控制传输

3.11.1 SETUP事务

在这里插入图片描述

0x81,        // bmRequestType: Dir: D2H, Type: Standard, Recipient: Interface
0x06,        // bRequest (Get Descriptor)
0x00,        // wValue[0:7]  Desc Index: 0
0x22,        // wValue[8:15] Desc Type: (HID Report)
0x00, 0x00,  // wIndex Language ID: 0x00
0x74, 0x00,  // wLength = 116

3.11.2 IN事务

在这里插入图片描述

0x05, 0x01,        // Usage Page (Generic Desktop Ctrls)
0x09, 0x02,        // Usage (Mouse)
0xA1, 0x01,        // Collection (Application)
0x09, 0x01,        //   Usage (Pointer)
0xA1, 0x00,        //   Collection (Physical)
0x05, 0x09,        //     Usage Page (Button)
0x19, 0x01,        //     Usage Minimum (0x01)
0x29, 0x03,        //     Usage Maximum (0x03)
0x15, 0x00,        //     Logical Minimum (0)
0x25, 0x01,        //     Logical Maximum (1)
0x75, 0x01,        //     Report Size (1)
0x95, 0x03,        //     Report Count (3)
0x81, 0x02,        //     Input (Data,Var,Abs,No Wrap,Linear,Preferred State,No Null Position)
0x75, 0x05,        //     Report Size (5)
0x95, 0x01,        //     Report Count (1)
0x81, 0x03,        //     Input (Const,Var,Abs,No Wrap,Linear,Preferred State,No Null Position)
0x05, 0x01,        //     Usage Page (Generic Desktop Ctrls)
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,Var,Rel,No Wrap,Linear,Preferred State,No Null Position)
0xC0,              //   End Collection
0xC0,              // End Collection