USB主机是如何检测到设备的插⼊的呢？
USB设备的插⼊检测机制
⾸先，在USB集线器的每个下游端⼝的D+和D-上，分别接了⼀个15K欧姆的下拉电阻到地。这样，在集线器的端⼝悬空时，就被这两个下拉电阻拉到了低电平。⽽在USB设备端，在D+或者D-上接了1.5K欧姆上拉电阻.对于全速和⾼速设备，上拉电阻是接在D+上；⽽低速设备则是上拉电阻接在D-上。这样，当设备插⼊到集线器时，由1.5K的上拉电阻和15K的下拉电阻分压，结果就将差分数据线中的⼀条拉⾼了。集线器检测到这个状态后，它就报告给USB主控制器（或者通过它上⼀层的集线器报告给USB主控制器），这样就检测到设备的插⼊了。USB⾼速设备先是被识别为全速设备，然后通过HOST和DEVICE两者之间的确认，再切换到⾼速模式的。在⾼速模式下，是电流传输模式，这时将D+上的上拉电阻断开。
⼀个简单的实验：只⽤⼀个上拉电阻接在USB的+5V和D+或者D-上，WINDOWS也会提⽰发现新硬件，但是⽆法到驱动程序。这时去设备管理器⾥⾯看，有显⽰未知USB设备，并且其VID和PID为0。根据这个，我们可以简单的判断设备是否枚举成功。如下图所⽰，分别是枚举不成功和枚举成功的图。
USB设备的枚举过程:
USB主机在检测到USB设备插⼊后，就要对设备进⾏枚举了。为什么要枚举呢？枚举就是从设备读取⼀些信息，知道设备是什么样的设备，如何进⾏通信，这样主机就可以根据这些信息来加载合适的驱
动程序。调试USB设备，很重要的⼀点就是USB的枚举过程，只要枚举成功了，那么就已经成功⼤半了。
在说枚举之前，先⼤概说⼀下USB的⼀种传输模式——控制传输。这种传输在USB中是⾮常重要的，它要保证数据的正确性，在设备的枚举过程中都是使⽤控制传输。控制传输分
为三个过程：①建⽴过程。②可选的数据过程。③状态过程。建⽴（Setup）过程都是由
USB主机发起，它开始于⼀个Setup令牌包，后⾯紧跟⼀个DATA0包。如果是控制输⼊传
输，那么数据过程就是输⼊数据；如果是控制输出传输，那么数据过程是输出数据。如果在
设置过程中，指定了数据长度为0，则没有数据过程。数据过程之后是状态过程。状态过程刚
好与数据过程的数据传输⽅向相反：如果是控制输⼊传输，则状态过程是⼀个输出数据包；
如果是控制输出传输，则状态过程是⼀个输⼊数据包。状态阶段⽤来确认所有的数据都已经
正确传输。
枚举的详细过程。
⾸先，USB主机检测到USB设备插⼊后，就会先对设备复位。设备复位后，USB主机就
会对地址为0的设备发送获取设备描述符的标准请求。所有的USB设备在总线复位后其地址都
为0，这样主机就可以跟那些刚刚插⼊的设备通过地址0通信。主机在建⽴阶段发出获取设备
描述符的输⼊请求，设备收到该请求后，在数据过程将设备描述符返回给主机。主机在成功
获取到⼀个数据包的设备描述符后并且确认没有什么错误后（注意：有些USB设备的端点0⼤
⼩不⾜18字节（但⾄少具有8字节），⽽标准的设备描述有18字节，在这种情况下，USB设
备只能暂时按最⼤包将部分设备描述符返回，⽽主机在成功获取到前⾯⼀部分描述符后，就
不会再请求剩下的设备描述符部分，⽽是进⼊设置地址阶段），就会返回⼀个0长度的状态数
据包给设备。
然后主机再对设备复位⼀下，接下来就会进⼊到设置地址阶段。这时USB主机发出⼀个
设置地址的请求（建⽴过程，设置地址⽆数据过程），地址包含在建⽴包中，具体的地址USB主机会
负责管理，它会分配⼀个唯⼀的地址给新的设备。USB设备在收到地址后，返回0长度的状态包，主机收到0长度的状态包之后，会返回⼀个ACK给设备。设备在收到这个ACK
之后，就可以启⽤了。这样设备就分配到了⼀个唯⼀的设备地址，以后主机就通过
它来进⾏访问该设备。然后主机再次获取设备描述符，这次跟第⼀次可能有点不⼀样，这次
需要获取完全部的18个字节的设备描述符。当然，如果你的端点0缓冲⼤于18字节的话，那就
跟第⼀次的情形⼀样了。
接下来，主机就会获取配置描述符。配置描述符总共为9字节。主机在获取到配置描述符后，根据⾥⾯的配置集合总长度，再获取配置集合。配置集合包括配置描述符，接⼝描述符，端点描符等等。如果有字符串描述符的话，还要获取字符串描述符。另外HID设备还有HID描述符等。使⽤BUSHOUND以及通过串⼝返回信息，很容易看到具体的过程。总之是主机请求什么，你的程序就响应什么.
USB是个通⽤的总线，端⼝都是统⼀的。但是USB设备却各种各样，例如USB⿏
标，USB键盘，U盘等等，那么USB主机是如何识别出不同的设备的呢？这就要依赖于描述
符了。USB的描述符主要有设备描述符，配置描述符，接⼝描述符，端点描述符，字符串描
述符，HID描述符，报告描述符等等.
⼀个USB设备有⼀个设备描述符，设备描述符⾥⾯决定了该设备有多少种配置，每种配置
描述符对应着配置描述符；⽽在配置描述符中⼜定义了该配置⾥⾯有多少个接⼝，每个接⼝
有对应的接⼝描述符；在接⼝描述符⾥⾯⼜定义了该接⼝有多少个端点，每个端点对应⼀个
端点描述符；端点描述符定义了端点的⼤⼩，类型等等。由此我们可以看出，USB的描述符
林俊杰炮king是真的吗之间的关系是⼀层⼀层的，最上⼀层是设备描述符，下⾯是配置描述符，再下⾯是接⼝描述
符，再下⾯是端点描述符。在获取描述符时，先获取设备描述符，然后再获取配置描述符，
根据配置描述符中的配置集合长度，⼀次将配置描述符、接⼝描述符、端点描述符⼀起⼀次
读回。其中可能还会有获取设备序列号，⼚商字符串，产品字符串等。每种描述符都有⾃⼰
独⽴的编号，如下：
#defineDEVICE_DESCRIPTOR 0x01 //设备描述符
#defineCONFIGURATION_DESCRIPTOR 0x02 //配置描述符
#defineSTRING_DESCRIPTOR 0x03 //字符串描述符
#defineINTERFACE_DESCRIPTOR 0x04 //接⼝描述符
希夷剑#defineENDPOINT_DESCRIPTOR 0x05 //端点描述符
下⾯分别详细介绍⼀下各描述符。
1.设备描述符
//定义标准的设备描述符结构
typedefstruct_DEVICE_DCESCRIPTOR_STRUCT
{
BYTEblength; //设备描述符的字节数⼤⼩
BYTEbDescriptorType; //设备描述符类型编号
WORDbcdUSB; //USB版本号
BYTEbDeviceClass; //USB分配的设备类代码
BYTEbDeviceSubClass; //USB分配的⼦类代码
BYTEbDeviceProtocol; //USB分配的设备协议代码
BYTEbMaxPacketSize0; //端点0的最⼤包⼤⼩
WORDidVendor; //⼚商编号
WORDidProduct; //产品编号
WORDbcdDevice; //设备出⼚编号
BYTEiManufacturer; //设备⼚商字符串的索引
BYTEiProduct; //描述产品字符串的索引
BYTEiSerialNumber; //描述设备序列号字符串的索引
BYTEbNumConfigurations; //可能的配置数量
}
DEVICE_DESCRIPTOR_STRUCT,*pDEVICE_DESCRIPTOR_STRUCT;
//实际的设备描述符⽰例
codeDEVICE_DESCRIPTOR_STRUCTdevice_descriptor= //设备描述符
{
何猷佳怎么了sizeof(DEVICE_DESCRIPTOR_STRUCT), //设备描述符的字节数⼤⼩，这⾥是18字节DEVICE_DESCRIPTOR, //设备描述符类型编号，设备描述符是01
0x1001, //USB版本号，这⾥是USB01.10，即USB1.1。由于51是⼤端模式，所以⾼低字节交换
0x00, //USB分配的设备类代码，0表⽰类型在接⼝描述符中定义
0x00, //USB分配的⼦类代码，上⾯⼀项为0时，本项也要设置为0
0x00, //USB分配的设备协议代码，上⾯⼀项为0时，本项也要设置为0
0x10, //端点0的最⼤包⼤⼩，这⾥为16字节
0x7104, //⼚商编号，这个是需要跟USB组织申请的ID号，表⽰⼚商代号。
0xf0ff, //该产品的编号，跟⼚商编号⼀起配合使⽤，让主机注册该设备并加载相应的驱动程序
0x0100, //设备出⼚编号
0x01, //设备⼚商字符串的索引，在获取字符串描述符时，使⽤该索引号来识别不同的字符串
0x02, //描述产品字符串的索引，同上
0x03, //描述设备序列号字符串的索引，同上
0x01 //可能的配置数为1，即该设备只有⼀个配置
};
2.配置描述符
//定义标准的配置描述符结构
typedefstruct_CONFIGURATION_DESCRIPTOR_STRUCT
{
BYTEbLength; //配置描述符的字节数⼤⼩
BYTEbDescriptorType; //配置描述符类型编号
WORDwTotalLength; //此配置返回的所有数据⼤⼩
BYTEbNumInterfaces; //此配置所⽀持的接⼝数量
BYTEbConfigurationValue; //Set_Configuration命令所需要的参数值BYTEiConfiguration; //描述该配置的字符串的索引值
BYTEbmAttributes; //供电模式的选择
BYTEMaxPower; //设备从总线提取的最⼤电流
}
CONFIGURATION_DESCRIPTOR_STRUCT,*pCONFIGURATION_DESCRIPTOR_STRUCT;
3.接⼝描述符
//定义标准的接⼝描述符结构
typedefstruct_INTERFACE_DESCRIPTOR_STRUCT
{
BYTEbLength; //接⼝描述符的字节数⼤⼩
BYTEbDescriptorType; //接⼝描述符的类型编号
BYTEbInterfaceNumber; //该接⼝的编号
BYTEbAlternateSetting; //备⽤的接⼝描述符编号
BYTEbNumEndpoints; //该接⼝使⽤的端点数，不包括端点0
BYTEbInterfaceClass; //接⼝类型
BYTEbInterfaceSubClass; //接⼝⼦类型
BYTEbInterfaceProtocol; //接⼝遵循的协议
BYTEiInterface; //描述该接⼝的字符串索引值
}
INTERFACE_DESCRIPTOR_STRUCT,*pINTERFACE_DESCRIPTOR_STRUCT;
4.端点描述符
//定义标准的端点描述符结构
typedefstruct_ENDPOINT_DESCRIPTOR_STRUCT
{
BYTEbLegth; //端点描述符字节数⼤⼩
BYTEbDescriptorType; //端点描述符类型编号
BYTEbEndpointAddress; //端点地址及输⼊输出属性
BYTEbmAttributes; //端点的传输类型属性
WORDwMaxPacketSize; //端点收、发的最⼤包⼤⼩
BYTEbInterval; //主机查询端点的时间间隔
泰妍事件}
ENDPOINT_DESCRIPTOR_STRUCT,*pENDPOINT_DESCRIPTOR_STRUCT;
下⾯是⼀个配置描述符集合的定义
typedefstruct_CON_INT_ENDP_DESCRIPTOR_STRUCT
{
CONFIGURATION_DESCRIPTOR_STRUCTconfiguration_descriptor;
INTERFACE_DESCRIPTOR_STRUCT interface_descritor;
ENDPOINT_DESCRIPTOR_STRUCT endpoint_descriptor[ENDPOINT_NUMBER];
}CON_INT_ENDP_DESCRIPTOR_STRUCT;
配置描述符集合的⽰例
codeCON_INT_ENDP_DESCRIPTOR_STRUCTcon_int_endp_descriptor= //配置描述符集合
{
//configuration_descriptor //配置描述符
{
sizeof(CONFIGURATION_DESCRIPTOR_STRUCT), //配置描述符的字节数⼤⼩，这⾥为9
CONFIGURATION_DESCRIPTOR, //配置描述符类型编号，配置描述符为2
(sizeof(CONFIGURATION_DESCRIPTOR_STRUCT)+
sizeof(INTERFACE_DESCRIPTOR_STRUCT)+
sizeof(ENDPOINT_DESCRIPTOR_STRUCT)*ENDPOINT_NUMBER)*256+
(sizeof(CONFIGURATION_DESCRIPTOR_STRUCT)+
sizeof(INTERFACE_DESCRIPTOR_STRUCT)+
sizeof(ENDPOINT_DESCRIPTOR_STRUCT)*ENDPOINT_NUMBER)/256, //配置描述符集合的总⼤⼩
0x01, //只包含⼀个接⼝
0x01, //该配置的编号
张杰谢娜几岁0x00, //iConfiguration字段
0x80, //采⽤总线供电，不⽀持远程唤醒
0xC8 //从总线获取最⼤电流400mA
},
//interface_descritor //接⼝描述符
{
sizeof(INTERFACE_DESCRIPTOR_STRUCT), //接⼝描述符的字节数⼤⼩，这⾥为9 INTERFACE_DESCRIPTOR, //接⼝描述符类型编号，接⼝描述符为3
0x00, //接⼝编号为4
0x00, //该接⼝描述符的编号为0
ENDPOINT_NUMBER, //⾮0端点数量为2，只使⽤端点主端点输⼊和输出
0x08, //定义为USB⼤容量存储设备
0x06, //使⽤的⼦类，为简化块命令
0x50, //使⽤的协议，这⾥使⽤单批量传输协议
0x00 //接⼝描述符字符串索引，为0，表⽰没有字符串
},
//endpoint_descriptor[]
{
{ //主端点输⼊描述
淘宝一键上传sizeof(ENDPOINT_DESCRIPTOR_STRUCT), //端点描述符的字节数⼤⼩，这⾥为7 ENDPOINT_DESCRIPTOR, //端点描述符类型编号，端点描述符为5
MAIN_POINT_IN, //端点号，主输⼊端点
ENDPOINT_TYPE_BULK, //使⽤的传输类型，批量传输
0x4000, //该端点⽀持的最⼤包尺⼨，64字节
0x00 //中断扫描时间，对批量传输⽆效
},
{ //主端点输出描述
sizeof(ENDPOINT_DESCRIPTOR_STRUCT), //端点描述符的字节数⼤⼩，这⾥为7 ENDPOINT_DESCRIPTOR, //端点描述符类型编号，端点描述符为5
MAIN_POINT_OUT, //端点号，主输出端点
ENDPOINT_TYPE_BULK, //使⽤的传输类型，批量传输
0x4000, //该端点⽀持的最⼤包尺⼨，64字节
0x00 //中断扫描时间，对批量传输⽆效
}
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