1、令牌包
分为输入包、输出包、设置包和帧起始包(注意这里的输入包是用于设置输入命令的，输出包是用来设置输出命令的，而不是放数据的)其中输入包、输出包和设置包的格式都是一样的：
SYNC + PID + ADDR + ENDP + CRC5(五位的校验码)
帧起始包的格式：
SYNC + PID + 11位FRAM + CRC5(五位的校验码)
2、数据包
分为DATA0包和DATA1包，当USB发送数据的时候，如果一次发送的数据长度大于相应端点的容量时，就需要把数据包分为好几个包，分批发送，DATA0包和DATA1包交替发送，即如果第一个数据包是DATA0，那第二个数据包就是DATA1。但也有例外情况，在同步传输中(四类传输类型中之一)，所有的数据包都是为DATA0，格式如下：
SYNC + PID + 0~1023字节 + CRC16
3、握手包
结构最为简单的包，格式如下：
SYNC + PID
握手包包括 ACK、NAK、STALL以及NYET 四种，其中 ACK 表示肯定的应答，成功的数据传输。NAK 表示否定的应答，失败的数据传输，要求重新传输。STALL表示功能错误或端点被设置了STALL属性。NYET表示尚未准备好，要求等待。
1.2.3、事务
分别有IN、OUT和SETUP三大事务，每一种事务都由令牌包、数据包、握手包三个阶段构成，这里用阶段的意思是因为这些包的发送是有一定的时间先后顺序的，事务的三个阶段如下：
1、令牌包阶段：启动一个输入、输出或设置的事务。
2、数据包阶段：按输入、输出发送相应的数据。
3、握手包阶段：返回数据接收情况，在同步传输的IN和OUT事务中没有这个阶段，这是比较特殊的。
事务的三种类型如下(以下按三个阶段来说明一个事务)：
1、 IN事务：
令牌包阶段——主机发送一个PID为IN的输入包给设备，通知设备要往主机发送数据；
数据包阶段——设备根据情况会作出三种反应(要注意：数据包阶段也不总是传送数据的，根据传输情况还会提前进入握手包阶段)。
1) 设备端点正常：设备往主机里面发出数据包(DATA0与DATA1交替)；
2) 设备正在忙：无法往主机发出数据包就发送NAK无效包，IN事务提前结束，到了下一个IN事务才继续；
3) 相应设备端点被禁止：发送错误包STALL包，事务也就提前结束了，总线进入空闲状态。
握手包阶段——主机正确接收到数据之后就会向设备发送ACK包。
2、 OUT事务：
令牌包阶段——主机发送一个PID为OUT的输出包给设备，通知设备要接收数据；
数据包阶段——比较简单，就是主机会往设备送数据，DATA0与DATA1交替
握手包阶段——设备根据情况会作出三种反应
1) 设备端点接收正确，设备给主机返回ACK，通知主机可以发送新的数据，如果数据包发生了CRC校验错误，将不返回任何握手信息；
2) 设备正在忙，无法给主机返回ACK，就发送NAK无效包，通知主机再次发送数据；
3) 相应设备端点被禁止，发送错误包STALL包，事务提前结束，总线直接进入空闲状态。
3、SETUT事务：
令牌包阶段——主机发送一个PID为SETUP的输出包给设备，通知设备要接收数据；
数据包阶段——比较简单，就是主机往设备送数据，注意，这里只有一个固定为8个字节的DATA0包，这8个字节的内容就是标准的USB设备请求命令，详见2.4。
握手包阶段——设备接收到主机的命令信息后，返回ACK，此后总线进入空闲状态，并准备下一个传输(在SETUP事务后通常是一个IN或OUT事务构成的传输)。
1.3、标准的USB设备请求命令
标准的USB设备请求命令是用在控制传输中的“初始设置步骤”里的数据包阶段(即DATA0，由八个字节构成)。命令共有11个，大小都是8个字节，具有相同的结构，由5个字段构成(字段是标准请求命令的数据部分)，结构如下(括号中的数字表示字节数，首字母bm,b,w分别表示位图、字节，双字节)：
bmRequestType(1) + bRequest(1) + wvalue(2) + wIndex(2) + wLength(2)
各字段的意义如下：
1、bmRequestType：D7D6D5D4D3D2D1D0
D7=0主机到设备
=1设备到主机；
D6D5=00标准请求命令
=01 类请求命令
=10用户定义的命令
=11保留值
D4D3D2D1D0=00000 接收者为设备
=00001 接收者为接口
=00010 接收者为端点
=00011 接收者为其他接收者
=其他 其他值保留
2、bRequest：请求命令代码，在标准的USB命令中，每一个命令都定义了编号，编号的值就为字段的值，编号与命令名称如下(要注意这里的命令代码要与其他字段结合使用，可以说命令代码是标准请求命令代码的核心，正是因为这些命令代码而决定了11个USB标准请求命令)：
GET_STATUS：用来返回特定接收者的状态；
CLEAR_FEATURE：用来清除或禁止接收者的某些特性；
SET_FEATURE：用来启用或激活命令接收者的某些特性；
SET_ADDRESS：用来给设备分配地址；
GET_DEscriptOR：用于主机获取设备的特定描述符；
SET_DEscriptOR：修改设备中有关的描述符，或者增加新的描述符；
GET_CONFIGURA
tiON：用于主机获取设备当前设备的配置值(注同上面的不同)；
SET_CONFIGURATION：用于主机指示设备采用的要求的配置；
GET_INTERFACE：用于获取当前某个接口描述符编号；
SET_INTERFACE：用于主机要求设备用某个描述符来描述接口；
SYNCH_FRAME：用于设备设置和报告一个端点的同步帧；
控制传输是USB的重心，而这11个命令是控制传输的重心，所以这11个命令是重中之重。
1、设备描述符
3、字符描述符
5、端点描述符
上面的描述符之间有一定的关系，一个设备只有一个设备描述符，而一个设备描述符可以包含多个配置描述符，而一个配置描述符可以包含多个接口描述符，一个接口使用了几个端点，就有几个端点描述符。这些描述符是用一定的字段构成的，分别如下说明：
1、设备描述符
- struct _DEVICE_DEscriptOR_STRUCT
- {
- BYTE bLength; //设备描述符的字节数大小，为0x12
- BYTE bDescriptorType; //描述符类型编号，为0x01
- WORD bcdUSB; //USB版本号
- BYTE bDeviceClass; //USB分配的设备类代码，0x01~0xfe为标准设备类，0xff为厂商自定义类型
- //0x00不是在设备描述符中定义的，如HID
- BYTE bDeviceSubClass; //u***分配的子类代码，同上，值由USB规定和分配的
- BYTE bDeviceProtocl; //USB分配的设备协议代码，同上
- BYTE bMaxPacketSize0; //端点0的最大包的大小
- WORD idVendor; //厂商编号
- WORD idProduct; //产品编号
- WORD bcdDevice; //设备出厂编号
- BYTE iManufacturer; //描述厂商字符串的索引
- BYTE iProduct; //描述产品字符串的索引
- BYTE iSerialNumber; //描述设备序列号字符串的索引
- BYTE bNumConfiguration; //可能的配置数量
- }
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2、配置描述符
- struct _CONFIGURATION_DEscriptOR_STRUCT
- {
- BYTE bLength; //设备描述符的字节数大小，为0x12
- BYTE bDescriptorType; //描述符类型编号，为0x01
- WORD wTotalLength; //配置所返回的所有数量的大小
- BYTE bNumInterface; //此配置所支持的接口数量
- BYTE bConfigurationVale; //Set_Configuration命令需要的参数值
- BYTE iConfiguration; //描述该配置的字符串的索引值
- BYTE bmAttribute; //供电模式的选择
- BYTE MaxPower; //设备从总线提取的最大电流
- }
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3、字符描述符
- struct _STRING_DEscriptOR_STRUCT
- {
- BYTE bLength; //设备描述符的字节数大小，为0x12
- BYTE bDescriptorType; //描述符类型编号，为0x01
- BYTE SomeDescriptor[36]; //UNICODE编码的字符串
- }
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4、接口描述符
- struct _INTERFACE_DEscriptOR_STRUCT
- {
- BYTE bLength; //设备描述符的字节数大小，为0x12
- BYTE bDescriptorType; //描述符类型编号，为0x01
- BYTE bInterfaceNunber; //接口的编号
- BYTE bAlternateSetting;//备用的接口描述符编号
- BYTE bNumEndpoints; //该接口使用端点数，不包括端点0
- BYTE bInterfaceClass; //接口类型
- BYTE bInterfaceSubClass;//接口子类型
- BYTE bInterfaceProtocol;//接口所遵循的协议
- BYTE iInterface; //描述该接口的字符串索引值
- }
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5、端点描述符
- struct _ENDPOIN_DEscriptOR_STRUCT
- {
- BYTE bLength; //设备描述符的字节数大小，为0x12
- BYTE bDescriptorType; //描述符类型编号，为0x01
- BYTE bEndpointAddress; //端点地址及输入输出属性
- BYTE bmAttribute; //端点的传输类型属性
- WORD wMaxPacketSize; //端点收、发最大包的大小
- BYTE bInterval; //主机查询端点的时间间隔
- }
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USB的数据格式就介绍到这里，希望对大家了解USB协议有所帮助。
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