USB接口定義
USB,是英文Universal Serial Bus(通用串行總線)的縮寫(xiě),而其中文簡(jiǎn)稱為“通串線”,是一個(gè)外部總線標(biāo)準(zhǔn),用于規(guī)范電腦與外部設(shè)備的連接和通訊。是應(yīng)用在PC領(lǐng)域的接口技術(shù)。USB接口支持設(shè)備的即插即用和熱插拔功能。USB是在1994年底由英特爾、康柏、IBM、Microsoft等多家公司聯(lián)合提出的。
通用串行總線(英語(yǔ):Universal Serial Bus,縮寫(xiě):USB)是連接計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與外部設(shè)備的一種串口總線標(biāo)準(zhǔn),也是一種輸入輸出接口的技術(shù)規(guī)范,被廣泛地應(yīng)用于個(gè)人電腦和移動(dòng)設(shè)備等信息通訊產(chǎn)品,并擴(kuò)展至攝影器材、數(shù)字電視(機(jī)頂盒)、游戲機(jī)等其它相關(guān)領(lǐng)域。最新一代是USB 3.1,傳輸速度為10Gbit/s,三段式電壓5V/12V/20V,最大供電100W ,新型Type C插型不再分正反。
USB 信號(hào)使用分別標(biāo)記為 D+ 和 D- 的雙絞線傳輸,它們各自使用半雙工的差分信號(hào)并協(xié)同工作,以抵消長(zhǎng)導(dǎo)線的電磁干擾。
USB1.1 和USB2.0
USB1.1是較為普遍的USB規(guī)范,其高速方式的傳輸速率為12Mbps,低速方式的傳輸速率為1.5Mbps(b是bit的意思),1MB/s(兆字節(jié)/秒)=8MBPS(兆位/秒),12Mbps=1.5MB/s。當(dāng)前,大部分MP3為此類接口類型。
USB2.0規(guī)范是由USB1.1規(guī)范演變而來(lái)的。它的傳輸速率達(dá)到了480Mbps,折算為MB為60MB/s,足以滿足大多數(shù)外設(shè)的速率要求。USB 2.0中的“增強(qiáng)主機(jī)控制器接口”(EHCI)定義了一個(gè)與USB 1.1相兼容的架構(gòu)。它可以用USB 2.0的驅(qū)動(dòng)程序驅(qū)動(dòng)USB 1.1設(shè)備。也就是說(shuō),所有支持USB 1.1的設(shè)備都可以直接在USB 2.0的接口上使用而不必?fù)?dān)心兼容性問(wèn)題,而且像USB 線、插頭等等附件也都可以直接使用。
使用USB為打印機(jī)應(yīng)用帶來(lái)的變化則是速度的大幅度提升,USB接口提供了12Mbps的連接速度,相比并口速度提高達(dá)到10倍以上,在這個(gè)速度之下 打印文件傳輸時(shí)間大大縮減。USB 2.0標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)一步將接口速度提高到480Mbps,是普通USB速度的20倍,更大幅度降低了打印文件的傳輸時(shí)間。
USB是一種常用的pc接口,他只有4根線,兩根電源兩根信號(hào),故信號(hào)是串行傳輸?shù)?,usb接口也稱為串行口,usb2.0的速度可以達(dá)到480Mbps??梢詽M足各種工業(yè)和民用需要。
USB接口的輸出電壓和電流是:+5V 500mA 實(shí)際上有誤差,最大不能超過(guò)+/-0.2V 也就是4.8-5.2V 。
USB接口的4根線一般是下面這樣分配的:黑線:gnd 紅線:vcc綠線:data+ 白線:data-
需要注意的是千萬(wàn)不要把正負(fù)極弄反了,否則會(huì)燒掉usb設(shè)備或者電腦的南橋芯片
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接口顏色
一般的排列方式是:紅白綠黑從左到右
定義:
紅色-USB電源: 標(biāo)有-VCC、Power、5V、5VSB字樣
綠色-USB數(shù)據(jù)線:(正)-DATA+、USBD+、PD+、USBDT+
白色-USB數(shù)據(jù)線:(負(fù))-DATA-、USBD-、PD-、USBDT-
黑色-地線:GND、Ground
USB原理
USB的結(jié)構(gòu)框架(如右圖)
PC主板上的那兩個(gè)插口,就是root hub。root hub是一個(gè)USB系統(tǒng)的總控制端口。它既可以直接接外設(shè),也可以通過(guò)hub控制更多的外設(shè)。 USB hub結(jié)構(gòu)類似通常的網(wǎng)絡(luò)集線器,有一個(gè)upper link和很多子端口,每個(gè)子端口可以接一個(gè)外設(shè),也可以再通過(guò)一個(gè)hub接入更多外設(shè),直到所有外設(shè)加起來(lái)到127為止。
USB的加載過(guò)程
當(dāng)USB設(shè)備接入hub或root hub后,主機(jī)控制器和主機(jī)軟件(host controller & host software)能自動(dòng)偵測(cè)到設(shè)備的接入。然后host software讀取一系列的數(shù)據(jù)用于確認(rèn)設(shè)備特征,如vendor ID, product ID, interface工作方式,電源消耗量等參數(shù)。之后主機(jī)分配給外設(shè)一個(gè)單獨(dú)的地址。地址是動(dòng)態(tài)分配的,各次可能不同。在分配完地址之后對(duì)設(shè)備進(jìn)行初始化,初始化完成以后就可以對(duì)設(shè)備進(jìn)行IO操作了