USB接口工作原理

USB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。USB接口即插即用和熱插拔功能。USB接口可連接127種外設(shè)，如鼠標(biāo)和鍵盤等。USB是在1994年底由英特爾等多家公司聯(lián)合在1996年推出后，已成功替代串口和并口，已成為當(dāng)今電腦與大量智能設(shè)備的必配接口。USB版本經(jīng)歷了多年的發(fā)展，到如今已經(jīng)發(fā)展為3.0版本。[2] 對(duì)于大多數(shù)工程師來說，開發(fā)USB2.0 接口產(chǎn)品主要障礙在于：要面對(duì)復(fù)雜的USB2.0協(xié)議、自己編寫USB設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序、熟悉單片機(jī)的編程。這不僅要求有相當(dāng)?shù)腣C編程經(jīng)驗(yàn)、還能夠編寫USB接口的硬件(固件)程序。所以大多數(shù)人放棄了自己開發(fā)USB產(chǎn)品。為了將復(fù)雜的問題簡(jiǎn)單化，西安達(dá)泰電子特別設(shè)計(jì)了USB2.0協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊。USB20D模塊可以被看作是一個(gè)USB2.0協(xié)議的轉(zhuǎn)換器，將電腦的USB2.0接口轉(zhuǎn)換為一個(gè)透明的并行總線，就象單片機(jī)總線一樣。從而幾天之內(nèi)就可以完成USB2.0產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。

主要優(yōu)點(diǎn)

USB設(shè)備主要具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1.可以熱插拔。就是用戶在使用外接設(shè)備時(shí)，不需要關(guān)機(jī)再開機(jī)等動(dòng)作，而是在電腦工作時(shí)，直接將USB插上使用。

2.攜帶方便。USB設(shè)備大多以“小、輕、薄”見長(zhǎng)，對(duì)用戶來說，隨身攜帶大量數(shù)據(jù)時(shí)，很方便。當(dāng)然USB硬盤是首要之選了。

3.標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一。大家常見的是IDE接口的硬盤，串口的鼠標(biāo)鍵盤，并口的打印機(jī)掃描儀，可是有了USB之后，這些應(yīng)用外設(shè)統(tǒng)統(tǒng)可以用同樣的標(biāo)準(zhǔn)與個(gè)人電腦連接，這時(shí)就有了USB硬盤、USB鼠標(biāo)、USB打印機(jī)等等。

4.可以連接多個(gè)設(shè)備。USB在個(gè)人電腦上往往具有多個(gè)接口，可以同時(shí)連接幾個(gè)設(shè)備，如果接上一個(gè)有四個(gè)端口的USB HUB時(shí)，就可以再連上;四個(gè)USB設(shè)備，以此類推，盡可以連下去，將你家的設(shè)備都同時(shí)連在一臺(tái)個(gè)人電腦上而不會(huì)有任何問題(注：最高可連接至127個(gè)設(shè)備)。

USB接口布置

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+/-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，需要注意的是千萬不要把正負(fù)極弄反了，否則會(huì)燒掉usb設(shè)備或者電腦的南橋芯片：黑線：gnd 紅線：vcc 綠線：data+ 白線：data-

USB接口定義圖 USB接口定義圖 USB接口定義 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

白色-USB數(shù)據(jù)線：(負(fù))-DATA-、USBD-、PD-、USBDT-

綠色-USB數(shù)據(jù)線：(正)-DATA+、USBD+、PD+、USBDT+

黑色-地線： GND、Ground

USB接口種類

USB A型公口 USB A型公口 隨著各種數(shù)碼設(shè)備的大量普及，特別是MP3和數(shù)碼相機(jī)的普及，我們周圍的USB設(shè)備漸漸多了起來。然而這些設(shè)備雖然都是采用了USB接口，但是這些設(shè)備的數(shù)據(jù)線并不完全相同。這些數(shù)據(jù)線在連接PC的一端都是相同的，但是在連接設(shè)備端的時(shí)候，通常出于體積的考慮而采用了各種不同的接口。下面簡(jiǎn)單介紹Mini類型sub接口的各種應(yīng)用。

B-5Pin

Mini B型5Pin Mini B型5Pin 這種接口可以說是最常見的一種接口了，這種接口由于防誤插性能出眾，體積也比較小巧，所以正在贏得越來越多的廠商青睞，如今這種接口廣泛出如今讀卡器、MP3、數(shù)碼相機(jī)以及移動(dòng)硬盤上。[4]

B-4Pin

Mini B型4Pin Mini B型4Pin 這種接口常見于以下品牌的數(shù)碼產(chǎn)品：奧林巴斯的C系列和E系列，柯達(dá)的大部分?jǐn)?shù)碼相機(jī)，三星的MP3產(chǎn)品(如Yepp)，SONY的DSC系列，康柏的IPAQ系列產(chǎn)品……

Mini B型4Pin還有一種形式，那就是Mini B型4Pin Flat。顧名思義，這種接口比Mini B型4Pin要更加扁平，在設(shè)備中的應(yīng)用也比較廣泛。[1]

B-8Pin

Mini B型8Pin Round

這種接口和前面的普通型比起來，就是將原來的D型接頭改成了圓形接頭，并且為了防止誤插在一邊設(shè)計(jì)了一個(gè)凸起。

這種接頭可以見于一些Nikon的數(shù)碼相機(jī)，CoolPix系列比較多見。雖然Nikon一直堅(jiān)持用這種接口，但是在一些較新的機(jī)型中，例如D100和CP2000也都采用了普及度最高的Mini B型5Pin接口。

B-8Pin-2×4

Mini B型8Pin 2×4 Mini B型8Pin 2×4 這種接口也是一種比較常見的接口了，例如我們熟悉的iRiver的著名的MP3系列，其中號(hào)稱“鐵三角”的180TC，以及該系列的很多其他產(chǎn)品采用的均是這種接口。這種接口的應(yīng)用范圍也還算是廣，不過從iRiver自3XX系列全面換成Mini B型5Pin的接口后，這種規(guī)格明顯沒有Mini B型5Pin搶眼了。

Micro USB

Micro-USB 2.0 B口 Micro-USB 2.0 B口 Micro USB是USB 2.0標(biāo)準(zhǔn)的一個(gè)便攜版本，比部分手機(jī)使用的Mini USB接口更小，Micro-USB[5] 是Mini-USB的下一代規(guī)格，由USB標(biāo)準(zhǔn)化組織美國(guó)USB Implementers Forum(USB-IF)于2007年1月4日制定完成。Micro-USB 支持OTG，和Mini-USB一樣，也是5pin的。Micro系列的定義包括標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備使用的Micro-B系列插槽;OTG設(shè)備使用的Micro-AB插槽;Micro-A和Micro-B插頭，還有線纜。Micro系列的獨(dú)特之處是他們包含了不銹鋼外殼，萬次插拔不成問題。

2009年10月26日在瑞士日內(nèi)瓦舉辦的國(guó)際電聯(lián)ITU-T第五研究組(SG5)全會(huì)上完成了"通用移動(dòng)終端及其它ICT設(shè)備的電源適配器和充電器方案"框架標(biāo)準(zhǔn)討論并通過，并申請(qǐng)進(jìn)入報(bào)批程序。這實(shí)際意味著全球都將統(tǒng)一手機(jī)充電器標(biāo)準(zhǔn)。

USB接口發(fā)展歷程

USB 1.0

USB 1.0是在1996年出現(xiàn)的，速度只有1.5Mb/s(位每秒); 1998年升級(jí)為USB 1.1，速度也大大提升到12Mb/s，在部分舊設(shè)備上還能看 到這種標(biāo)準(zhǔn)的接口。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)，b/s 一般表示位傳輸速度，bps 表示位傳輸速率，數(shù)值上相等。B/s與b/s，BPS(字節(jié)每秒)與bps(位每秒)不能混淆。1MB/s(兆字節(jié)/秒)=8Mbps(兆位/秒)，12Mbps=1.5MB/s，大部分MP3為此類接口類型。[3]

USB 2.0

USB2.0規(guī)范是由USB1.1規(guī)范演變而來的。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，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 3.0

由Intel、微軟、惠普、德州儀器、NEC、ST-NXP等業(yè)界巨頭組成的USB 3.0Promoter Group宣布，該組織負(fù)責(zé)制定的新一代USB 3.0標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)正式完成并公開發(fā)布。USB 3.0的理論速度為5.0Gb/s，其實(shí)只能達(dá)到理論值的5成，那也是接近于USB 2.0的10倍了。USB3.0的物理層采用8b/10b編碼方式，這樣算下來的理論速度也就4Gb/s，實(shí)際速度還要扣除協(xié)議開銷，在4Gb/s基礎(chǔ)上要再少點(diǎn)?？蓮V泛用于PC外圍設(shè)備和消費(fèi)電子產(chǎn)品。

USB 3.0在實(shí)際設(shè)備應(yīng)用中將被稱為“USB SuperSpeed”，順應(yīng)此前的USB 1.1 FullSpeed和USB 2.0 HighSpeed。預(yù)計(jì)支持新規(guī)范的商用控制器將在2009年下半年面世，消費(fèi)級(jí)產(chǎn)品已經(jīng)上市。

USB接口電視應(yīng)用

功能各異

雖然很多電視機(jī)都配有USB接口，但是通過USB接口連接存儲(chǔ)設(shè)備后能實(shí)現(xiàn)的功能卻不太相同。有的電視機(jī)只支持播放USB存儲(chǔ)設(shè)備中的圖片，有的可以播放音樂文件和一些特定格式的視頻。

USB線

說到USB播放能力，當(dāng)前的國(guó)產(chǎn)電視在USB播放能力上還都是比較出色的，H.264編碼和RM/RMVB格式的高清視頻一般都能流暢播放，效果雖然比高端的高清播放機(jī)還是有差距，但是也足夠一般用戶使用了。

電視USB接口

下圖中為電視側(cè)面的usb接口，可以直接接插U盤或者移動(dòng)硬盤。

總結(jié)

首先，如果你的電視配有HDMI接口的話，那么看高清視頻的話，它一定是最佳選擇，因?yàn)镠DMI接口不僅能夠?qū)⒏咔逍盘?hào)完美無損的傳輸，而且還能夠傳輸高質(zhì)量的音頻信號(hào)。

如果你的筆記本或者電腦并沒有HDMI接口的話，你也不用擔(dān)心，因?yàn)橛肰GA接口連接電視同樣能夠獲得好的圖像效果，只不過是音頻需要另外的音頻接口來連接。當(dāng)然有的S端子也是電腦上常見的接口，效果也過去。[2]

色差分量接口和AV接口都是有三根線組成的，很多朋友都容易把他們搞混，其實(shí)色差分量線可以看成是紅、綠、藍(lán)三原色的分別輸出，所以它的線是由紅、綠、藍(lán)三種線組成，色差分量接口是大多數(shù)大品牌的藍(lán)光播放機(jī)的必備接口，可想而知它的效果還是非常不錯(cuò)的。而AV接口呢，可以不用就不要用了。

USB接口可以說是現(xiàn)年來電視上最新興起的多媒體接口，如果用戶比較注重USB播放能力，最好自己帶著視頻文件去賣場(chǎng)進(jìn)行測(cè)試，防止被騙。