USB协议详解第3讲（USB描述符-设备描述符）

我们第一个学习要点就是USB描述符，所谓描述符其实就是C语言里面的结构体或者数组，数组包含的信息说明当前的设备具有哪些特征。USB描述符有设备描述符、配置描述符、接口描述符、端点描述符、字符串描述符，HID设备有HID描述符、报告描述符和物理描述符。我们先学会每个描述符的细节，我会写的非常详细且简洁，后面在学习USB枚举的时候会通过抓包和波形来学习每一个描述符在总线上的作用，并且会介绍每一个描述符是在什么时候以哪种方式在总线上进行传输的，今天主要是学习USB设备描述符的组成。

设备描述符是USB主机枚举USB设备申请的第1个描述符，每个设备有且仅有一个设备描述符，也就是大家以后看到的任何的USB设备都只有一个设备描述符数组，设备描述符的长度是18字节，下面我们来学习设备描述符数据结构，看看USB设备具有哪些特征，它的结构我们可以通过下面的表格来逐一了解。

STM32 设备描述符代码实现如下：

	#define 	USB_DEVICE_DESCRIPTOR_TYPE              	0x01		// 设备描述符类别
	#define 	USB_OTG_MAX_EP0_SIZE                 		64			// 端点0支持的最大包长
	#define 	USBD_VID                        			0x0483		// 厂商ID
	#define 	USBD_PID                       		 		0xDF11		// 产品ID
	#define  	USBD_IDX_MFC_STR                            0x01 		// 厂商字符串的索引
	#define  	USBD_IDX_PRODUCT_STR                        0x02		// 产品字符串的索引
	#define  	USBD_IDX_SERIAL_STR                         0x03		// 产品序列号字符串的索引
	#define 	USBD_CFG_MAX_NUM                			1 			// 设备的配置数
	/* USB Standard Device Descriptor */
	uint8_t USBD_DeviceDesc[USB_SIZ_DEVICE_DESC] =
	  {
	    0x12,                       /*bLength */
	    USB_DEVICE_DESCRIPTOR_TYPE, /*bDescriptorType*/
	    0x00,                       /*bcdUSB */
	    0x02,
	    0x00,                       /*bDeviceClass*/
	    0x00,                       /*bDeviceSubClass*/
	    0x00,                       /*bDeviceProtocol*/
	    USB_OTG_MAX_EP0_SIZE,      /*bMaxPacketSize*/
	    LOBYTE(USBD_VID),           /*idVendor low*/
	    HIBYTE(USBD_VID),           /*idVendor high*/
	    LOBYTE(USBD_PID),           /*idVendor low*/
	    HIBYTE(USBD_PID),           /*idVendor high*/
	    0x00,                       /*bcdDevice rel. 2.00*/
	    0x02,
	    USBD_IDX_MFC_STR,           /*Index of manufacturer  string*/
	    USBD_IDX_PRODUCT_STR,       /*Index of product string*/
	    USBD_IDX_SERIAL_STR,        /*Index of serial number string*/
	    USBD_CFG_MAX_NUM            /*bNumConfigurations*/
	  } ; /* USB_DeviceDescriptor */

下面来介绍设备描述符每一个内容的详细含义（所有的描述符都是小端格式，先低后高）

（1）bLength

描述符长度（18字节，十六进制为0x12），就是标志描述符数据结构的长度。

（2）bDescriptorType

bDescriptorType代表了本描述符的类型，设备描述符为0x01。所有的描述符类型表示如下图，大家以后也可以速查：

（3）bcdUSB

USB协议版本，表示形式0xJJMN版本JJ.M.N（JJ - 主要版本号，M - 次要版本号，N - 次要版本）

例子：如果是USB2.0，写成：0200H；如果是USB1.1，写成：0110H 如果是USB3.11，写成：0311H

（4）bDeviceClass、bDeviceSubClass、bDeviceProtocol

bDeviceClass、bDeviceSubClass、bDeviceProtocol分别代表设备类型，子类型，设备使用的协议，USB-IF区分设备类分了三个等级（类-子类-协议码）其中，类包含人机交互类、图像类、无线类、音频类等等，子类比如音频类的音频控制、音频流等等，协议比如人机接口类中的鼠标、键盘、触摸屏等，为何会有这么多USB的Class分类，子分类，设备协议。我们要知道，USB协议设计的目的，就是为实现通用，用单一的USB接口取代之前种类繁多的各种其他接口。而为了取代其他各种接口，那意味着就要实现各种设备所对应的各种功能。如下图显示USB设备的各种类别，USB设备类信息更详细内容可进入https://www.usb.org/defined-class-codes查看。

（5）bMaxPackeSize0

就是端点一次最大传多少个字节。USB协议里有规定，端点0最低8字节，端点的最大传输大小和USB速度等级以及传输类型有关，控制传输一般使用端点0，低速最大8字节，全速和高速最大传输64字节，如下图：

（6）idVender

厂商ID，就是个2字节的编号，由USB协议分配，厂商申请时需要交费。自己随便写的话，仅限于学习、测试的情况下，不能用做产品。

（7）idProduct

产品ID，厂家自己随便定义。

（8）bcdDevice

产品版本号，厂家自己随便定义。

（9）iManufacturer

描述厂商的字符串的索引，为0则表示没有，后面详细讲解。

（10）iProduct

描述产品的字符串的索引，为0则表示没有，后面详细讲解。

（11）iSerialNumber

产品序列号字符串的索引，为0则表示没有，后面详细讲解。

（12）bNumConfigurations

指示设备由多少个配置，前面提到过，一个USB可能有多个配置，一般USB产品都是1个配置。