USB通用串行总线接口

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1、一、USB简介二、USB的性能特点与基本特性USB的物理接口和电气特性、USB系统组成及拓扑结构三、USB的传输方式四、USB接口芯片§3.2USB通用串行总线接口一、USB简介USB（UniversalSerialBus）通用串行总线是由Compaq、DigitalEquipment、Intel、Microsoft、IBM、NEC及NorthernTelecom等7家公司联合开发的一种流行的外设接口标准——1994年开始研究，——1996年USB1.0速度只有1.5Mb/s——1998年USB1.1版本传输速率（两种模式）：低速（LowSpeed）1.5Mbps全速(FullSp

2、eed)12Mbps——2000年4月USB2.0版本USB2.0兼容所有USB1.0外部设备及电缆线等，传输速率达480Mbps（高速HighSpeed系列）。——2008年11月USB3.0版本最大传输速率高达5.0Gb/s，也就是625MB/s——SuperSpeed引入了新的电源管理机制，支持待机、休眠和暂停等状态USB的应用——USB2.0标准的USB硬盘、扫描仪和数码相机、数码摄像机等需大数据量传输的新产品也已投入使用，其数据传输速度已高达480Mb/s；——出现了USB转接设备，提供USB接口到其他接口的转换，这样，非USB接口的外设就能间接地使用接USB接口，如US

3、B到PS/2、USB到PCI等；新的专用测量仪器也与PC机USB接口；——使用USB接口可使笔记本电脑的外设连接变得方便简单，机箱上提供多个USB接口，USB光驱、USB软驱等作为配件，极大地方便了用户使用。而且系统结构简单，可以使更高主频的微处理器用于笔记本电脑中；二、USB的性能特点与基本特性2.1USB的性能特点传输速度快连接简单快捷通用连接器无须外接电源数据线供电扩充外设能力强不需要系统资源错误检测和恢复1)、传输速度快——USB低速1.5Mbps低速的USB支持低速设备，例如，调制解调器、键盘、鼠标、优盘、硬盘、光驱、网卡、扫描仪、数码相机等；——USB全速12Mbps，

4、USB全速的数据传输用于大范围的多媒体设备。——USB2.0高速数据传输速度可以高达480Mbps2)、连接简单快捷可以热插拔，真正的“即插即用”。设备连到USB时，不必打开机箱，也不必关闭主机电源，USB自检测，软件自动配置，完成后立刻就能使用。3)、通用连接器USB用一种通用的连接器可以连接多种类型的外设，其外型为4针插头。miniUSB(A型)、miniUSB(B型)、USB(B型)、USB(A型)、USB(A型)A型连接头用于固定的外围设备；B型连接头用于经常插拔的设备；4)、无须外接电源数据线供电——由USB总线提供电源到外部设备，USB能提供+5V/500mA的电源，供

5、低功耗USB设备如USB键盘、USB鼠标、优盘等作电源使用；高功耗的USB设备,如扫描仪等仍需自带电源；——USB还采用APM（AdvancedPowerManagement）技术，可以有效地节省电源功耗。如果3ms没有总线活动的话，USB会自动进入挂起状态。进入挂起状态的设备消耗的电流不超过500uA。5)、扩充外设能力强USB采用星形层式结构和Hub技术，允许一个USB主控机可以连接多达127个外设，用户不用担心要连接的设备数目会受到限制。两个外设间的距离可达5米，扩充方便。6)、不需要系统资源USB设备不占用内存或I/O地址空间，而且也占用IRQ和DMA通道，所有事务处理都是

6、由USB主机管理。7)、错误检测和恢复USB事务处理包括错误保护机制，确保数据无错误发送。在发生错误时，事务处理可以重来。2.2、USB的物理接口和电气特性Ⅰ、接口信号线连接序号信号名称典型连接线1VBUS（USB电源）红2D+（正差分信号）白3D-（负差分信号)绿4GND(USB地)黑外层屏蔽层—收发器：对地电源电压为4.75~5.25V，设备吸入的最大电流值为500mA，D+、D-上不加电压。USB设备：高速在D+上加3.0~3.6V电压,低速反之。D+、D-线电气特性：无驱动：高速VD+＞2.7V,VD-＜0.8V,低速反之；有驱动：高速VD+＞2.0V,VD-＜2.0V,低

7、速反之。D+、D-线信号特性：高电平：VD+－VD-＞200mV，VD+＞2.0V；低电平：VD-－VD+＞200mV，VD-＞2.0V。D+、D-线数据特性：NRZI（不归零反向码）逻辑0：D+、D-线上电平高、低间跳变；逻辑1：D+、D-线上电平不变。Ⅱ、电气特性全速/低速USB总线设备连接方法全速设备：D+上接1.5k上拉电阻；低速设备：D-上接1.5k上拉电阻；Ⅲ、电源USB系统可以通过USB线缆为其外设提供不高于+5V、500mA的总线电源。完全依靠USB线