USB描述符 – 小飞侠

一.设备描述符配置包

typedef struct
{
    uint8_t bmRequestType;
    uint8_t bRequest;
    uint16_t wValue;
    uint16_t wIndex;
    uint16_t wLength;
}USB_SETUP_PACKET;

假设数据包为：
80 06 00 01 00 00 40 00

bmRequestType

bit 7: data transfer direction 传输方向
       0:HOST-to-device 下传
       1:Device-to-host 上传
bit 6-5: Type 请求类型
         0:Standard 标准请求
         1:Class 类请求
         2:Vendor 厂商请求
         3:Reserved 保留
bit 4-0: Recipient 接收对象
         0:Device 设备接收
         1:Interface 接口接收
         2:Endpoint 端点接收
         3:Other 其他
         4-31:Reserved 保留

bRequest
描述符的请求类型

GET_STATUS				0
CLEAR_FEATURE			1
Reserved for future use	2
SET_FEATURE				3
Reserved for future use	4
SET_ADDRESS				5
GET_DESCRIPTOR			6
SET_DESCRIPTOR			7
GET_CONFIGUARTION		8
SET_CONFIGUARTION		9
GET_INTERFACE			10
SET_INTERFACE			11
SYNCH_FRAME				12

06
：表示
GET_DESCRIPTOR
，可以得知主机想要获取
USB
设备的描述符，但是还不清楚具体是什么类型的描述符。

wValue

在
GET_DESCRIPTOR
这个字节中，低字节表示描述符的索引，高字节表示描述符的类型，高字节的类型如下：
```
DEVICE						1
CONFIGUARTION				2
STRING						3
INTERFACE					4
ENDPOINT					5
DEVICE_QUALIFIER			6
OTHER_SPEED_CONFIGURATION	7
INTERFACE_POWER1 			8
```
wVlaue：00 01
：表示从偏移地址
0
开始读取描述符，
01
表示设备描述符。
wIndex
是根据不同的请求而设置不同的值，一般用来说明端点号或者说明接口标识，在获取描述符里，设置为
0
，或者是语言
ID
，在这个发送的描述符里，它是设置为
00 00
。
wLength
是根据请求来决定下一阶段发送数据的长度。前面请求第一个字节里，已经说明下一阶段数据传送的方向，这里说明了传送数据的长度，不管是发送数据还是接收数据，都不要超过这个数据长度，在这个获取设备描述符里，它的长度是
40 00
，按小端格式解释，就是
64
个字节。

二.回应设备描述符

typedef struct
{
    u8 bLength;             //描述结构体大小
    u8 bDescriptorType;     //描述符类型
    u16 bcdUSB;             //USB版本号
    u8 bDeviceClass;        //设备类代码
    u8 bDeviceSubClass;     //子类代码
    u8 bDeviceProtocol;     //设备协议代码
    u8 bMaxPacketSize0;     //端点0的最大包大小
    u16 idVendor;           //生产厂商编号
    u16 idProduct;          //产品编号
    u16 bcdDevice;          //设备出厂编号
    u8 iManufacturer;       //设备厂商字符串索引
    u8 iProduct;            //产品描述字符串索引
    u8 iSeriaNumber;        //设备序列号字符串索引
    u8 bNumConfigurations;  //当前速度下载能支持的配置数量
}

返回给主控制器的数据结构就是上面的内容，只要把上面的结构体填写合适的内容，就可以发送给主控制器，
12 01 10 01 00 00 00 40 00 80 00 80 00 01 04 2C 4A 01
。

bLength
是本结构体的大小，本次返回的结构体长度是
0X12
，也就是
18
个字节。
bDescriptorType
是描述符的类型，它的定义跟主控制器发下来的描述符类型是一样的，如下：
```
DEVICE						1
CONFIGUARTION				2
STRING						3
INTERFACE					4
ENDPOINT					5
DEVICE_QUALIFIER			6
OTHER_SPEED_CONFIGURATION	7
INTERFACE_POWER1 			8
```
由于返回的是设备描述符，所以就选择了
0x01
，用这个类型来区分不同的描述符。
bcdUSB
是
USB
发布的版本协议，
USB1.1
表示为
0x0110
.
bDeviceClass
是设备分类，当它的值是
0
时，表示所有接口在配置描述符里，并且所有接口是独立的。当它的值是
1
到
FEH
时，表示不同的接口关联的。当它的值是
FFH
时，它是厂商自己定义的。在这个设备里，它的值为
0
.
bDeviceSubClass
是设备子分类码，当前面的
bDeviceClass
值是
0
时，这里一定要设置为
0
，其他就根据
USB-IF
组织定义的编码。
bDeviceProtocols
是设备使用的协议，如果使用
USB-IF
组织定义的协议，就需要设置这里的值，如果不使用，就直接设置为
0
，如果厂商自己定义的可以设置为
FFH
，以上三个值，在本设备中全部设置为
0
.
bMaxPacketSize0
是端点0收发最大包的大小，仅允许设置8、16、32、64中的任何一个大小。
idVendor
是厂商标识，由
USB-IF
分配的编码，这里使用
0x8000
.
idProduct
是厂商定义的产品标识，可以让操作系统加载不同的驱动程序。
bcdDevice
是用
BCD
表示的设备发布的版本号，这里是
1.00
.
iManufacturer
是厂商字符串的偏移值，这个值主要说明了它在字符串描述符里的偏移位置，如果它设置为0，表示没有厂商字符串，在这里是
0x04
.
iProduct
是产品字符串的偏移值…，在这里是
0x2C
.
iSerialNumber
是序列号字符串的偏移值…，在这里是
0x4A
.
bNumConfigurations
是配置描述符的个数，在这里只使用了一个配置描述符，所以设置为
1
.

三.设置USB地址

前面已经解释了主控制器怎样发送设备描述符下来，然后设备返回相应的设备描述符，下一步就是主控制器分配地址给设备，
USB
的设备地址是从
1
开始到
127
，下面就是接收到主控制器发下来的数据包：
00 05 01 00 00 00 00 00
.

由
USB_SETUP_PACKET
定义具体的分析这个数据，就知道应做什么样的响应了。先取得
bmRequestType
的类型，也就是第一个字节，它是
00
，从
USB
协议里查看，它的方向位是主控制器发送给设备，由
bit5和bit6
位可以得知它是
USB
协议里定义的标准请求，由
bit4-0
位知道它是
USB
设备接收这个包数据。

bRequest
是
05
，为设置地址
SET_ADDRESS
，所以这个包需要按设置地址的格式去解释后面的数据。

wValue
存放
USB
的设备地址，因为它的值是
01 00
，按小端格式解释就是
0x0001
.

USB
的串行引擎通过这个地址来判断是否接收总线上的数据，如果发送的地址跟它一致，就会接收主控制器发过来的数据，当然从这个设备发出去的数据也带有这个地址，因此就可以让主控制器识别不同的
USB
设备数据了。

四.配置描述符

在有了设备地址后，主机会再次发送获取上面已经读取的设备描述符：
80 06 00 01 00 00 12 00
，然后
USB
设备也再次回应它，但这次发送的长度是
0x0012
了，不会是第一次
64
个字节长度了。接着
USB
设备就返回下面的描述符给主控制器，也就是第一次已经发送的设备描述符，如下：
12 01 10 01 00 00 00 40 00 80 00 80 00 01 04 2C 4A 01
，这样分配地址之后，再次获取设备描述符成功了。

接着就是主控制器获取配置描述符，下面就是收到的配置描述符数据：
80 06 00 02 00 00 09 00
，分析以上数据：

bmRequestType:80
，表示方向是从
USB
设备发送给主机，接收设备是
USB
设备。
bRequest:06
，表示获取描述符，
GET_DESCRIPTOR
。
wValue:00 02
，低字节表示偏移地址
00
，高字节表示描述符的类型，
CONFIGURATION
，返回的是配置描述符。
wIndex:00 00
wLength:09 00
，表示返回描述符的长度，这里是9个字节

接下来就是设备返回配置描述符给主控制器，发送的数据如下：
09 02 22 00 01 01 00 01 32
，发送的数据是按下面的结构来定义，这也是在
USB
协议里定义的格式：
```
typedef struct 
{
    u8 bLength;             //描述结构体大小
    u8 bDescriptorType;     //描述符类型
    u16 wTotallLength;      //配置描述符集合总长度
    u8 bNumInterfaces;      //配置支持的接口数
    u8 bConfigurationValue; //该配置的值
    u8 iConfiguartion;      //描述该配置的字符串索引值
    u8 bmAttributes;        //供电模式选择
    u8 bMaxPower;           //设备需要的最大电源
}
```
1. bLength
  配置的长度，也就是配置结构的整个长度，这里为9字节。
2. bDescriptorType
  是描述符的类型，这里是配置描述符，所以设置为
  02
  。
3. wTotallLength
  是所有配置设置的结构长度，包括配置描述符、接口描述符、
  HID
  描述符、端点描述符或者其他描述符。这里是
  22 00
  ，也就是
  0x0022
  个字节。
4. bNumInterfaces
  是接口个数，这里一个。
5. bConfigurationValue
  是配置的个数，当设置配置时发送的值，这个设置为
  1
  个配置。
6. iConfiguration
  是说明配置的字符的偏移，这里是
  0
  。
7. bMAttributes
  是配置特性，
  D7
  位保留，
  D6
  位是说明是否自供电，
  D5
  位是否支持远程唤醒，
  D4-D0
  是保留。
8. bMaxPower
  是使用的功率，它采用电流来表示，每
  2mA
  为单位，通过这样的说明，主控制器就知道这个设备是什么样的的设备，有多少功能。
五.字符串描述符

如果在设备描述符那里指定没有字符串描述符的话，在这里是不会收到字符串描述符的，由于我在设备描述符里有字符串描述符的偏移地址，因此，就收到主控制器发出请求字符串描述符，收到的数据如下：
80 06 00 03 00 00 FF 00
。
1. bmRequestType:80
  表示方向是从
  USB
  设备发送给主控制器，接收设备是
  USB
  设备。
2. bRequest:06
  表示这是获取描述符，
  GET_DESCRIPTOR
  。
3. wValue:00 03
  ，低字节表示偏移地址
  00
  ，高字节表示描述符的类型
  STRING
  。
4. wIndex:00 00
5. wLength:FF 00
  ，它表示返回描述符的长度，这里是
  256
  个字节。
  
  因此，这个获取字符串描述符，就是从字符串描述符内存里，0偏移地址开始的位置读取第一个字符串描述符返回给主控制器。接着就返回下面的数据给主控制器：
  04 03 09 04
  。
```
typedef struct
{
    u8 bLength;
    u8 bDescriptorType;
    u16 bString;
}
```
  1. bLength
    是所有数据的长度，这里为4。
  2. bDescriptorType
    是描述类型，这里字符串描述符，所以这是3.
  3. bString
    是可变的字符串数组，不超过254个都应该是可以的，并且它是使用UNICODE编码的字符串，在这里
    09 04
    ，这是美国英语的标识，
    0x0409
    。如果想输入中文的标识，只要改为
    0x0804
    就可以了。
    
    通过这个字符串描述符，主控制器就知道字符串描述符是使用什么语言说明的了，这样就可以支持全世界的语言标识。
  原文链接：https://www.cnblogs.com/Daniel-G/p/3993883.html

原文链接：https://blog.csdn.net/wuyanboplus/article/details/122259528

一.设备描述符配置包

二.回应设备描述符

三.设置USB地址

四.配置描述符

五.字符串描述符

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