Windows自定义HID设备通讯开发概述

HID设备是USB规范中最早提出并支持的一类通讯设备，常见的键盘、鼠标、游戏手柄都属于HID设备。HID设备一般用于数据量小但实时性要求较高的环境，所以HID设备采用的是USB四种通讯类弄的中中断传传输类型。除了上述描述符的标准的HID设备，HID也提供一种自定义通讯，并由Windows提供驱动，而开发人员只需要专注于固件（主要是报告描述符的配置）和应用程序的开发，就可以实现简单的USB HID通讯。

凡是符合HID规范的都是HID设备，Windows下对HID设备进行了扩展，使其不仅可使用USB开发，也可以支持蓝牙，I2C讯通模型方案。在Windows凡是被识别为HID的设备在Windows设备管理器中单独分为一类，名称为人体学输入设备。

• 设备类型GUID为：{745a17a0-74d3-11d0-b6fe-00a0c90f57da}
• 接口类型GUID: {2ACCFE60-C130-11D2-B082-00A0C91EFB8B}

说明

这里我只针对USB HID设备进行开发。

HID包含一个很重要的概念报告描述符。报告描述符描述了HID设备与主机之间进行数据通讯的格式和长度。报告描述符可包含三类报告：

• 输入报告（Input Report）： 从HID设备发送到上位机程序的数据，通常在状态发生更改时发送；
• 输出报告（Output Report）：从上位机程序发送到HID设备（比如键盘上的LED状态）数据；
• 功能报告（Feature Report）：通常与配置信息相关。

在报告描述符中，可以定义每种类型的0个或多个报告，通常Input Report至少有一个。

不同的操作系统，对USB HID的支持方式不一样。Windows下有驱动Hidusb.sys支持HID传输，并提供了HID应用程序接口；UEFI的下使用EFI_USB_IO_PROTOCOL构建通信函数；而Linux下则可以使用libusb与HID设备通信。

Windows系统的HID API

Windows系统上提供的HID应用程序编程接口（API），这些API声明在hidsdi.h中.

#include<hidsdi.h>
#pragma comment(lib,"hid.lib ")

这些API函数大致可以分为两类：

获取设备属性的函数

• HidD_GetAttributes() //获取属性信息
• HidD_GetHidGuid() //HID设备接口类GUID
• HidD_GetIndexedString() //字符串
• HidD_GetManufacturerString() //厂家信息
• HidD_GetPhysicalDescriptor() //物理描述符
• HidD_GetPreparsedData() //HidP_GetCaps的输入库
• HidD_GetProductString()
• HidD_GetSerialNumberString()
• HidD_GetNumInputBuffers()
• HidD_SetNumInputBuffers()

数据通信的函数

• ReadFile()
• WriteFile()
• HidD_GetInputReport()
• HidD_SetOutputReport()
• HidD_SetFeature()
• HidD_GetFeature()

获取设备属性函数的使用方法相对简单，直接查看MSDN上的函数描述就可以了。这里主要介绍下HID设备数据通讯函数的用法。

参考资料

• HID 体系结构：http://www.usbzh.com/article/detail-46.html
• VS2019分析HID报告描述符解析源代码：http://www.usbzh.com/article/detail-461.html
• HID报告描述符分析工具:http://www.usbzh.com/article/detail-537.html