HID设备的报告描述符

news2024/11/25 4:40:53

HID设备类定义文档中明确指出，一个报告描述符必须包含但不仅限于以下数据项：

  • 输入（输出或特征）

     指明了报告的类型，其中隐含了报告的传输方向以及报告数据所具有的数学特性。

  • 用法（也可用“用法最小值与最大值”来定义一连串用法）

  • 用法页

     用法和用法页一起指明了数据项的用法，每个数据项都必须指明用法，否则主机端不能成功解析报告描述符。用法页是全局的，修饰列于其后的所有数据项，直到出现新的用法页为止；用法则是局部数据项，局部数据项只修饰列于其后的第一个主数据项内的数据项，一旦出现新的主数据项，那么用法必须重新指定。这其中隐含的意思是，每个主数据项前面都必须有修饰它的用法与用法页组合。（“用法”表示的是一个单独的用法，而“用法最小值”和“用法最大值”可以替代“用法”，代表某个范围的用法。）

  • 逻辑最小值

  • 逻辑最大值

     逻辑最小值和逻辑最大值指明了报告所使用的数据值的范围，这个数据值是以逻辑单位为基础的，与报告大小有着对应关系。

  • 报告大小

     报告大小指明数据项的位数。

  • 报告计数

     报告计数指明有多少个这样的数据项。 

 例如，定义以下数据项：

逻辑最小值（0）

逻辑最大值（0x7f）

报告大小（8）

那么它的意思就是，此报告中数据字段的大小是8位，本身可以表示0~255之间的任何数，但是逻辑值的范围被定义在0~127之间，所以实际上数据字段的数据不能超过127，否则视为无效报告。 
 再举一个例子：

逻辑最小值（0）

逻辑最大值（3）

报告大小（2）

这个例子的意思是，此报告中数据字段的大小是2位，逻辑值范围是0~3，那么数据字段的值与逻辑值是一一对应且相等的，即0（00b），1（01b），2（10b），3（11b）。


第三个例子：

再举一个例子：

逻辑最小值（-1）

逻辑最大值（1）

报告大小（2）

这个例子的意思是，此报告中数据字段的大小是2位，逻辑值范围是-1~1，那么数据字段的值与逻辑值是按左对齐的方式部分对应的，即数据字段值0（00b）对应逻辑值-1，数据字段值1（01b）对应逻辑值0，数据字段值2（10b）对应逻辑值1，数据字段值3（11b）无效。

下面举一个HID自定义设备的报告描述符的例子，这个例子比鼠标和键盘更简单。更具体的内容，譬如常用的鼠标和键盘，可以参看官方文档Device Class Definition for Human Interface Devices(HID).pdf 和HID Usage Tables.pdf。

 _ReportDescriptor: //报告描述符

.dw 0x06, 0x00, 0xff //用法页，hid设备用途。供应商自定义，修饰其下所有的主项

.dw 0x09, 0x01 //用法(供应商用法1)，局部项，只修饰下面的“集合”主项。一个hid设备可以有多个集合。

.dw 0xa1, 0x01 //集合开始，主项

.dw 0x85, 0x01 //报告ID(1)，全局项，可以修饰其下所有的主项，但是在这个报告描述中由于后面出现了新的报告ID，所以它只是修饰下面的“输入”主项。

/*********************第一个项目，从用法开始**********************/
.dw 0x9, 0x01 //用法(供应商用法1)

.dw 0x15, 0x00 //逻辑最小值(0)，全局项，修饰下面所有的主项

.dw 0x26, 0xff, 0x00 //逻辑最大值(255)，全局项，修饰下面所有的主项

.dw 0x75, 0x08 //报告大小(8)，全局项，修饰下面所有的主项

.dw 0x95, 0x07 //报告计数(7)，全局项，修饰下面所有的主项

.dw 0x81, 0x06 //输入（数据，变量，相对值），主项，说明此报告的属性
/************************第一个报告项目结束*************************/
//下面开始一个新的主项目，前面提到的全局项仍对这个主项目有效，譬如报告大小等
/************************第2个报告项目，从用法开始*****************/
.dw 0x09, 0x01 //用法(供应商用法1) ，局部项，修饰下面的“特征” 主项

.dw 0x85, 0x03 //报告ID（3），全局项，之前的报告ID项失效

.dw 0xb1, 0x06 //特征（数据，变量，相对值）

/************************第2个报告项目结束**************************/
//下面开始一个新的主项目，前面提到的全局项仍对这个主项目有效，譬如报告大小等
/************************第3个报告项目，从用法开始******************/

.dw 0x09, 0x01 //用法(供应商用法1) ，局部项，修饰下面的“特征” 主项

.dw 0x85, 0x02 //报告ID（2），全局项，之前的报告ID项失效

.dw 0xb1, 0x06 //特征（数据，变量，相对值）

/************************第3个报告项目结束***************************/
//下面开始一个新的主项目，前面提到的全局项仍对这个主项目有效，譬如报告大小等
/************************第4个报告项目，从用法开始*******************/


.dw 0x09, 0x01 //用法(供应商用法1) ，局部项，修饰下面的“输出” 主项

.dw 0x85, 0x04 //报告ID（4），全局项，之前的报告ID项失效

.dw 0x91, 0x06 //输出（数据，变量，相对值）

/************************第4个报告项目结束***********************/

.dw 0xc0 //集合结束

_ReportDescriptor_End:

以上描述符定义了4个不同的报告，用报告ID区分。HID设备定义文档上有讲，在一个报告ID之后而在下一个报告ID之前范围内的所有数据项都属于一个报告，发送报告时会把报告ID附在这个报告的前面以区分报告。

在这里插入图片描述

.dw 0x06, 0x00, 0xff //用法页，hid设备用途。供应商自定义，修饰其下所有的主项

用法页为什么是0x06开头？可以看上面的表格里，Usage Page为“0000 01nn”，其中nn表示数据长度。这里后面跟的数据是0x00、0xff，长度是2，所应该为0000 0110，对应十六进制0x06。这里只是举例说明，其他格式一致可以自己解析。

以下为hid按键、键盘、鼠标的报告描述符例子。

//---------------------------------------------------------------------
//==========hid_key
static const u8 sHIDReportDesc_hidkey[] = {
    0x05, 0x0C,        // Usage Page (Consumer)
    0x09, 0x01,        // Usage (Consumer Control)
    0xA1, 0x01,        // Collection (Application)
    0x85, 0x01,        //   Report ID (1)
    0x09, 0xE9,        //   Usage (Volume Increment)
    0x09, 0xEA,        //   Usage (Volume Decrement)
    0x09, 0xCD,        //   Usage (Play/Pause)
    0x09, 0xE2,        //   Usage (Mute)
    0x09, 0xB6,        //   Usage (Scan Previous Track)
    0x09, 0xB5,        //   Usage (Scan Next Track)
    0x09, 0xB3,        //   Usage (Fast Forward)
    0x09, 0xB4,        //   Usage (Rewind)
    0x15, 0x00,        //   Logical Minimum (0)
    0x25, 0x01,        //   Logical Maximum (1)
    0x75, 0x01,        //   Report Size (1)
    0x95, 0x10,        //   Report Count (16)
    0x81, 0x02,        //   Input (Data,Var,Abs,No Wrap,Linear,Preferred State,No Null Position)
    0xC0,              // End Collection
    // 35 bytes
};


//==========键盘 1
#define KEYBOARD_REPORT_ID          0x1
#define COUSTOM_CONTROL_REPORT_ID   0x2
#define MOUSE_POINT_REPORT_ID       0x3

static const u8 sHIDReportDesc_keyboard1[] = {
    0x05, 0x01,        // Usage Page (Generic Desktop Ctrls)
    0x09, 0x06,        // Usage (Keyboard)
    0xA1, 0x01,        // Collection (Application)
    0x85, KEYBOARD_REPORT_ID,//   Report ID (1)
    0x05, 0x07,        //   Usage Page (Kbrd/Keypad)
    0x19, 0xE0,        //   Usage Minimum (0xE0)
    0x29, 0xE7,        //   Usage Maximum (0xE7)
    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,No Wrap,Linear,Preferred State,No Null Position)
    0x95, 0x01,        //   Report Count (1)
    0x75, 0x08,        //   Report Size (8)
    0x81, 0x01,        //   Input (Const,Array,Abs,No Wrap,Linear,Preferred State,No Null Position)
    0x95, 0x03,        //   Report Count (3)
    0x75, 0x01,        //   Report Size (1)
    0x05, 0x08,        //   Usage Page (LEDs)
    0x19, 0x01,        //   Usage Minimum (Num Lock)
    0x29, 0x03,        //   Usage Maximum (Scroll Lock)
    0x91, 0x02,        //   Output (Data,Var,Abs,No Wrap,Linear,Preferred State,No Null Position,Non-volatile)
    0x95, 0x05,        //   Report Count (5)
    0x75, 0x01,        //   Report Size (1)
    0x91, 0x01,        //   Output (Const,Array,Abs,No Wrap,Linear,Preferred State,No Null Position,Non-volatile)
    0x95, 0x06,        //   Report Count (6)
    0x75, 0x08,        //   Report Size (8)
    0x15, 0x00,        //   Logical Minimum (0)
    0x26, 0xFF, 0x00,  //   Logical Maximum (255)
    0x05, 0x07,        //   Usage Page (Kbrd/Keypad)
    0x19, 0x00,        //   Usage Minimum (0x00)
    0x2A, 0xFF, 0x00,  //   Usage Maximum (0xFF)
    0x81, 0x00,        //   Input (Data,Array,Abs,No Wrap,Linear,Preferred State,No Null Position)
    0xC0,              // End Collection
    0x05, 0x0C,        // Usage Page (Consumer)
    0x09, 0x01,        // Usage (Consumer Control)
    0xA1, 0x01,        // Collection (Application)
    0x85, COUSTOM_CONTROL_REPORT_ID,//   Report ID (3)
    0x75, 0x10,        //   Report Size (16)
    0x95, 0x01,        //   Report Count (1)
    0x15, 0x00,        //   Logical Minimum (0)
    0x26, 0x8C, 0x02,  //   Logical Maximum (652)
    0x19, 0x00,        //   Usage Minimum (Unassigned)
    0x2A, 0x8C, 0x02,  //   Usage Maximum (AC Send)
    0x81, 0x00,        //   Input (Data,Array,Abs,No Wrap,Linear,Preferred State,No Null Position)
    0xC0,              // End Collection
//
    // Dummy mouse collection starts here
    //
    0x05, 0x01,                         // USAGE_PAGE (Generic Desktop)     0
    0x09, 0x02,                         // USAGE (Mouse)                    2
    0xa1, 0x01,                         // COLLECTION (Application)         4
    0x85, MOUSE_POINT_REPORT_ID,               //   REPORT_ID (Mouse)              6
    0x09, 0x01,                         //   USAGE (Pointer)                8
    0xa1, 0x00,                         //   COLLECTION (Physical)          10
    0x05, 0x09,                         //     USAGE_PAGE (Button)          12
    0x19, 0x01,                         //     USAGE_MINIMUM (Button 1)     14
    0x29, 0x02,                         //     USAGE_MAXIMUM (Button 2)     16
    0x15, 0x00,                         //     LOGICAL_MINIMUM (0)          18
    0x25, 0x01,                         //     LOGICAL_MAXIMUM (1)          20
    0x75, 0x01,                         //     REPORT_SIZE (1)              22
    0x95, 0x02,                         //     REPORT_COUNT (2)             24
    0x81, 0x02,                         //     INPUT (Data,Var,Abs)         26
    0x95, 0x06,                         //     REPORT_COUNT (6)             28
    0x81, 0x03,                         //     INPUT (Cnst,Var,Abs)         30
    0x05, 0x01,                         //     USAGE_PAGE (Generic Desktop) 32
    0x09, 0x30,                         //     USAGE (X)                    34
    0x09, 0x31,                         //     USAGE (Y)                    36
    0x15, 0x81,                         //     LOGICAL_MINIMUM (-127)       38
    0x25, 0x7f,                         //     LOGICAL_MAXIMUM (127)        40
    0x75, 0x08,                         //     REPORT_SIZE (8)              42
    0x95, 0x02,                         //     REPORT_COUNT (2)             44
    0x81, 0x06,                         //     INPUT (Data,Var,Rel)         46
    0xc0,                               //   END_COLLECTION                 48
    0xc0                                // END_COLLECTION                   49/50
};


//==========键盘 2
static const u8 sHIDReportDesc_stand_keyboard2[] = {
    0x05, 0x01,        // Usage Page (Generic Desktop Ctrls)
    0x09, 0x06,        // Usage (Keyboard)
    0xA1, 0x01,        // Collection (Application)
    0x85, 0x04,//   Report ID (1)
    0x05, 0x07,        //   Usage Page (Kbrd/Keypad)
    0x19, 0xE0,        //   Usage Minimum (0xE0)
    0x29, 0xE7,        //   Usage Maximum (0xE7)
    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,No Wrap,Linear,Preferred State,No Null Position)
    0x95, 0x01,        //   Report Count (1)
    0x75, 0x08,        //   Report Size (8)
    0x81, 0x01,        //   Input (Const,Array,Abs,No Wrap,Linear,Preferred State,No Null Position)
    0x95, 0x03,        //   Report Count (3)
    0x75, 0x01,        //   Report Size (1)
    0x05, 0x08,        //   Usage Page (LEDs)
    0x19, 0x01,        //   Usage Minimum (Num Lock)
    0x29, 0x03,        //   Usage Maximum (Scroll Lock)
    0x91, 0x02,        //   Output (Data,Var,Abs,No Wrap,Linear,Preferred State,No Null Position,Non-volatile)
    0x95, 0x05,        //   Report Count (5)
    0x75, 0x01,        //   Report Size (1)
    0x91, 0x01,        //   Output (Const,Array,Abs,No Wrap,Linear,Preferred State,No Null Position,Non-volatile)
    0x95, 0x06,        //   Report Count (6)
    0x75, 0x08,        //   Report Size (8)
    0x15, 0x00,        //   Logical Minimum (0)
    0x26, 0xFF, 0x00,  //   Logical Maximum (255)
    0x05, 0x07,        //   Usage Page (Kbrd/Keypad)
    0x19, 0x00,        //   Usage Minimum (0x00)
    0x2A, 0xFF, 0x00,  //   Usage Maximum (0xFF)
    0x81, 0x00,        //   Input (Data,Array,Abs,No Wrap,Linear,Preferred State,No Null Position)
    0xC0,              // End Collection
    0x05, 0x0C,        // Usage Page (Consumer)
    0x09, 0x01,        // Usage (Consumer Control)
    0xA1, 0x01,        // Collection (Application)
    0x85, 0x05,//   Report ID (3)
    0x75, 0x10,        //   Report Size (16)
    0x95, 0x01,        //   Report Count (1)
    0x15, 0x00,        //   Logical Minimum (0)
    0x26, 0x8C, 0x02,  //   Logical Maximum (652)
    0x19, 0x00,        //   Usage Minimum (Unassigned)
    0x2A, 0x8C, 0x02,  //   Usage Maximum (AC Send)
    0x81, 0x00,        //   Input (Data,Array,Abs,No Wrap,Linear,Preferred State,No Null Position)
    0xC0,              // End Collection
//
    // Dummy mouse collection starts here
    //
    0x05, 0x01,                         // USAGE_PAGE (Generic Desktop)     0
    0x09, 0x02,                         // USAGE (Mouse)                    2
    0xa1, 0x01,                         // COLLECTION (Application)         4
    0x85, 0x06,               //   REPORT_ID (Mouse)              6
    0x09, 0x01,                         //   USAGE (Pointer)                8
    0xa1, 0x00,                         //   COLLECTION (Physical)          10
    0x05, 0x09,                         //     USAGE_PAGE (Button)          12
    0x19, 0x01,                         //     USAGE_MINIMUM (Button 1)     14
    0x29, 0x02,                         //     USAGE_MAXIMUM (Button 2)     16
    0x15, 0x00,                         //     LOGICAL_MINIMUM (0)          18
    0x25, 0x01,                         //     LOGICAL_MAXIMUM (1)          20
    0x75, 0x01,                         //     REPORT_SIZE (1)              22
    0x95, 0x02,                         //     REPORT_COUNT (2)             24
    0x81, 0x02,                         //     INPUT (Data,Var,Abs)         26
    0x95, 0x06,                         //     REPORT_COUNT (6)             28
    0x81, 0x03,                         //     INPUT (Cnst,Var,Abs)         30
    0x05, 0x01,                         //     USAGE_PAGE (Generic Desktop) 32
    0x09, 0x30,                         //     USAGE (X)                    34
    0x09, 0x31,                         //     USAGE (Y)                    36
    0x15, 0x81,                         //     LOGICAL_MINIMUM (-127)       38
    0x25, 0x7f,                         //     LOGICAL_MAXIMUM (127)        40
    0x75, 0x08,                         //     REPORT_SIZE (8)              42
    0x95, 0x02,                         //     REPORT_COUNT (2)             44
    0x81, 0x06,                         //     INPUT (Data,Var,Rel)         46
    0xc0,                               //   END_COLLECTION                 48
    0xc0                                // END_COLLECTION                   49/50
};

//==========鼠标
static const u8 sHIDReportDesc_mouse[] = {
    0x05, 0x01,        // Usage Page (Generic Desktop Ctrls)
    0x09, 0x02,        // Usage (Mouse)
    0xA1, 0x01,        // Collection (Application)
    0x85, 0x01,        //   Report ID (1)
    0x09, 0x01,        //   Usage (Pointer)
    0xA1, 0x00,        //   Collection (Physical)
    0x95, 0x05,        //     Report Count (5)
    0x75, 0x01,        //     Report Size (1)
    0x05, 0x09,        //     Usage Page (Button)
    0x19, 0x01,        //     Usage Minimum (0x01)
    0x29, 0x05,        //     Usage Maximum (0x05)
    0x15, 0x00,        //     Logical Minimum (0)
    0x25, 0x01,        //     Logical Maximum (1)
    0x81, 0x02,        //     Input (Data,Var,Abs,No Wrap,Linear,Preferred State,No Null Position)
    0x95, 0x01,        //     Report Count (1)
    0x75, 0x03,        //     Report Size (3)
    0x81, 0x01,        //     Input (Const,Array,Abs,No Wrap,Linear,Preferred State,No Null Position)
    0x75, 0x08,        //     Report Size (8)
    0x95, 0x01,        //     Report Count (1)
    0x05, 0x01,        //     Usage Page (Generic Desktop Ctrls)
    0x09, 0x38,        //     Usage (Wheel)
    0x15, 0x81,        //     Logical Minimum (-127)
    0x25, 0x7F,        //     Logical Maximum (127)
    0x81, 0x06,        //     Input (Data,Var,Rel,No Wrap,Linear,Preferred State,No Null Position)
    0x05, 0x0C,        //     Usage Page (Consumer)
    0x0A, 0x38, 0x02,  //     Usage (AC Pan)
    0x95, 0x01,        //     Report Count (1)
    0x81, 0x06,        //     Input (Data,Var,Rel,No Wrap,Linear,Preferred State,No Null Position)
    0xC0,              //   End Collection
    0x85, 0x02,        //   Report ID (2)
    0x09, 0x01,        //   Usage (Consumer Control)
    0xA1, 0x00,        //   Collection (Physical)
    0x75, 0x0C,        //     Report Size (12)
    0x95, 0x02,        //     Report Count (2)
    0x05, 0x01,        //     Usage Page (Generic Desktop Ctrls)
    0x09, 0x30,        //     Usage (X)
    0x09, 0x31,        //     Usage (Y)
    0x16, 0x01, 0xF8,  //     Logical Minimum (-2047)
    0x26, 0xFF, 0x07,  //     Logical Maximum (2047)
    0x81, 0x06,        //     Input (Data,Var,Rel,No Wrap,Linear,Preferred State,No Null Position)
    0xC0,              //   End Collection
    0xC0,              // End Collection
    0x05, 0x0C,        // Usage Page (Consumer)
    0x09, 0x01,        // Usage (Consumer Control)
    0xA1, 0x01,        // Collection (Application)
    0x85, 0x03,        //   Report ID (3)
    0x15, 0x00,        //   Logical Minimum (0)
    0x25, 0x01,        //   Logical Maximum (1)
    0x75, 0x01,        //   Report Size (1)
    0x95, 0x01,        //   Report Count (1)
    0x09, 0xCD,        //   Usage (Play/Pause)
    0x81, 0x06,        //   Input (Data,Var,Rel,No Wrap,Linear,Preferred State,No Null Position)
    0x0A, 0x83, 0x01,  //   Usage (AL Consumer Control Configuration)
    0x81, 0x06,        //   Input (Data,Var,Rel,No Wrap,Linear,Preferred State,No Null Position)
    0x09, 0xB5,        //   Usage (Scan Next Track)
    0x81, 0x06,        //   Input (Data,Var,Rel,No Wrap,Linear,Preferred State,No Null Position)
    0x09, 0xB6,        //   Usage (Scan Previous Track)
    0x81, 0x06,        //   Input (Data,Var,Rel,No Wrap,Linear,Preferred State,No Null Position)
    0x09, 0xEA,        //   Usage (Volume Decrement)
    0x81, 0x06,        //   Input (Data,Var,Rel,No Wrap,Linear,Preferred State,No Null Position)
    0x09, 0xE9,        //   Usage (Volume Increment)
    0x81, 0x06,        //   Input (Data,Var,Rel,No Wrap,Linear,Preferred State,No Null Position)
    0x0A, 0x25, 0x02,  //   Usage (AC Forward)
    0x81, 0x06,        //   Input (Data,Var,Rel,No Wrap,Linear,Preferred State,No Null Position)
    0x0A, 0x24, 0x02,  //   Usage (AC Back)
    0x81, 0x06,        //   Input (Data,Var,Rel,No Wrap,Linear,Preferred State,No Null Position)
    0x09, 0x05,        //   Usage (Headphone)
    0x15, 0x00,        //   Logical Minimum (0)
    0x26, 0xFF, 0x00,  //   Logical Maximum (255)
    0x75, 0x08,        //   Report Size (8)
    0x95, 0x02,        //   Report Count (2)
    0xB1, 0x02,        //   Feature (Data,Var,Abs,No Wrap,Linear,Preferred State,No Null Position,Non-volatile)
    0xC0,              // End Collection
// 149 bytes
};

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