USB是一(yi)個外(wai)(wai)部總線標準,規范電(dian)腦與(yu)外(wai)(wai)部設(she)(she)備(bei)的(de)(de)連接(jie)(jie)(jie)(jie)和(he)通訊。USB接(jie)(jie)(jie)(jie)口(kou)具有熱(re)插(cha)拔功能(neng)。USB接(jie)(jie)(jie)(jie)口(kou)可連接(jie)(jie)(jie)(jie)多(duo)(duo)種外(wai)(wai)設(she)(she),如(ru)鼠標和(he)鍵盤等(deng)。USB是在(zai)1994年底由英特(te)爾等(deng)多(duo)(duo)家公司聯合在(zai)1996年推出(chu)后,已成功替代串(chuan)口(kou)和(he)并口(kou),已成為(wei)當今電(dian)腦與(yu)大量智能(neng)設(she)(she)備(bei)的(de)(de)必配接(jie)(jie)(jie)(jie)口(kou)。USB版(ban)本經(jing)歷了(le)多(duo)(duo)年的(de)(de)發(fa)(fa)展,到如(ru)今已經(jing)發(fa)(fa)展為(wei)3.1版(ban)本。對(dui)于大多(duo)(duo)數(shu)工程師來說,開(kai)發(fa)(fa)USB2.0接(jie)(jie)(jie)(jie)口(kou)產品主(zhu)要障礙在(zai)于:要面對(dui)復雜的(de)(de)USB2.0協議(yi)、自(zi)己編(bian)(bian)寫USB設(she)(she)備(bei)的(de)(de)驅(qu)動程序、熟悉單片機的(de)(de)編(bian)(bian)程。這不(bu)僅要求有相當的(de)(de)VC編(bian)(bian)程經(jing)驗、還能(neng)夠編(bian)(bian)寫USB接(jie)(jie)(jie)(jie)口(kou)的(de)(de)硬(ying)件(固(gu)件)程序。所(suo)以(yi)大多(duo)(duo)數(shu)人放(fang)棄了(le)自(zi)己開(kai)發(fa)(fa)USB產品。
USB 1.0
USB 1.0是在(zai)1996年出現(xian)的(de),速度(du)只有1.5Mb/s(位(wei)每(mei)秒);1998年升(sheng)級為(wei)USB1.1,速度(du)也大大提(ti)升(sheng)到12Mb/s,在(zai)部分(fen)(fen)舊設(she)備上(shang)還(huan)能看到這(zhe)種標準的(de)接(jie)口。USB1.1是較為(wei)普遍(bian)的(de)USB規范,其高速方(fang)式(shi)的(de)傳(chuan)輸速率(lv)(lv)為(wei)12Mbps,低(di)速方(fang)式(shi)的(de)傳(chuan)輸速率(lv)(lv)為(wei)1.5Mbps(b是Bit的(de)意思),b/s一般表(biao)示位(wei)傳(chuan)輸速度(du),bps表(biao)示位(wei)傳(chuan)輸速率(lv)(lv),數值上(shang)相等。B/s與(yu)b/s,BPS(字節(jie)每(mei)秒)與(yu)bps(位(wei)每(mei)秒)不(bu)能混淆。1MB/s(兆(zhao)字節(jie)/秒)=8Mbps(兆(zhao)位(wei)/秒),12Mbps=1.5MB/s,大部分(fen)(fen)MP3為(wei)此類(lei)接(jie)口類(lei)型。
USB 2.0
USB2.0規范是由USB1.1規范演變而(er)來的(de)。它(ta)的(de)傳輸速率(lv)達到(dao)了480Mbps,折算為(wei)MB為(wei)60MB/s,足以滿足大多數外設的(de)速率(lv)要求。USB 2.0中(zhong)的(de)“增強主機控制器接(jie)口(kou)”(EHCI)定(ding)義了一個與USB 1.1相(xiang)兼容的(de)架構。它(ta)可以用(yong)(yong)USB 2.0的(de)驅動(dong)(dong)程序驅動(dong)(dong)USB 1.1設備(bei)。也就是說,所有支持(chi)USB 1.1的(de)設備(bei)都可以直接(jie)在USB 2.0的(de)接(jie)口(kou)上(shang)使用(yong)(yong)而(er)不必擔心兼容性問題,而(er)且(qie)像USB 線(xian)、插(cha)頭等等附件也都可以直接(jie)使用(yong)(yong)。
使用USB為(wei)打(da)印機應用帶來的(de)(de)變化則(ze)是速度(du)的(de)(de)大(da)幅度(du)提(ti)升,USB接口提(ti)供了12Mbps的(de)(de)連接速度(du),相比(bi)并口速度(du)提(ti)高達到10倍以上,在(zai)這個速度(du)之(zhi)下打(da)印文件(jian)傳(chuan)輸時間(jian)(jian)大(da)大(da)縮減。USB 2.0標(biao)準進一步將接口速度(du)提(ti)高到480Mbps,是普通USB速度(du)的(de)(de)20倍,更大(da)幅度(du)降低了打(da)印文件(jian)的(de)(de)傳(chuan)輸時間(jian)(jian)。
USB 3.0
由(you)Intel、微軟、惠普、德州儀器、NEC、ST-NXP等業界巨(ju)頭組成(cheng)的(de)USB 3.0Promoter Group宣布(bu),該(gai)組織負責(ze)制定的(de)新一(yi)代USB 3.0標準已(yi)經正(zheng)式(shi)完成(cheng)并(bing)公開發(fa)布(bu)。USB 3.0的(de)理(li)(li)論速(su)度為5.0Gb/s,其實只能(neng)達到理(li)(li)論值的(de)5成(cheng),那(nei)也是接近于USB 2.0的(de)10倍了。USB3.0的(de)物理(li)(li)層采(cai)用8b/10b編碼方式(shi),這樣算下來的(de)理(li)(li)論速(su)度也就4Gb/s,實際速(su)度還要(yao)扣除協議(yi)開銷(xiao),在4Gb/s基(ji)礎上(shang)要(yao)再少點。可廣泛用于PC外圍設備(bei)和消費電子產品(pin)。
USB 3.0在實際設備應(ying)用(yong)中將(jiang)被稱為“USB SuperSpeed”,順應(ying)此前的(de)USB 1.1 FullSpeed和USB 2.0 HighSpeed。預(yu)計支持新(xin)規范的(de)商用(yong)控(kong)制器(qi)將(jiang)在2009年(nian)下半年(nian)面世,消(xiao)費級產品已(yi)經上(shang)市。
USB 3.1
USB 3.1 Gen2是最(zui)新的USB規范,該規范由(you)英特爾等公司發起。數據(ju)傳輸速度提(ti)升可至速度10Gbps。與USB 3.0(即USB 3.1 Gen1)技術相比(bi),新USB技術使用一(yi)個更(geng)高效的數據(ju)編碼系(xi)統,并提(ti)供一(yi)倍以上的有(you)效數據(ju)吞吐率(lv)。它完(wan)全向下兼(jian)容(rong)現有(you)的USB連接器與線(xian)纜。
USB 3.1 Gen2兼容現(xian)有的(de)USB 3.0(即USB 3.1 Gen1)軟件堆棧和設(she)備(bei)協議、5Gbps的(de)集線器與(yu)設(she)備(bei)、USB 2.0產品。
USB-IF最新(xin)的(de)USB命名規范,原來(lai)的(de)USB 3.0和USB 3.1將(jiang)會不再被(bei)命名,所有(you)的(de)USB標準都將(jiang)被(bei)叫做USB 3.2,考慮(lv)到兼容性(xing),USB 3.0至USB 3.2分別(bie)被(bei)叫做USB 3.2 Gen 1、USB 3.2 Gen 2、USB 3.2 Gen 2x2 。
USB設備主要具有以下優(you)點(dian):
1.可以熱插拔。就是(shi)用(yong)戶在(zai)使用(yong)外接設備時,不需(xu)要關機再(zai)開機等動作,而是(shi)在(zai)電腦(nao)工作時,直接將USB插上使用(yong)。
2.攜帶方便(bian)。USB設備大(da)(da)多以“小(xiao)、輕、薄”見長,對用戶來說,隨身攜帶大(da)(da)量(liang)數據(ju)時,很(hen)方便(bian)。當然USB硬(ying)盤是首要之(zhi)選了。
3.標(biao)(biao)準(zhun)統(tong)一。大家(jia)常見的(de)是IDE接(jie)(jie)口的(de)硬盤(pan),串口的(de)鼠標(biao)(biao)鍵盤(pan),并口的(de)打(da)印(yin)機(ji)(ji)掃描儀,可是有了USB之后,這些應用外(wai)設(she)統(tong)統(tong)可以用同樣的(de)標(biao)(biao)準(zhun)與個人電(dian)腦連接(jie)(jie),這時就有了USB硬盤(pan)、USB鼠標(biao)(biao)、USB打(da)印(yin)機(ji)(ji)等等。
4.可(ke)以(yi)連(lian)(lian)接(jie)(jie)(jie)多(duo)個(ge)設(she)備(bei)。USB在個(ge)人電(dian)腦(nao)上(shang)往往具有多(duo)個(ge)接(jie)(jie)(jie)口,可(ke)以(yi)同時(shi)連(lian)(lian)接(jie)(jie)(jie)幾個(ge)設(she)備(bei),如果接(jie)(jie)(jie)上(shang)一個(ge)有四個(ge)端口的USB HUB時(shi),就可(ke)以(yi)再連(lian)(lian)上(shang);四個(ge)USB設(she)備(bei),以(yi)此(ci)類(lei)推,盡可(ke)以(yi)連(lian)(lian)下去,將你家的設(she)備(bei)都同時(shi)連(lian)(lian)在一臺個(ge)人電(dian)腦(nao)上(shang)而(er)不會有任(ren)何問題(注:最高(gao)可(ke)連(lian)(lian)接(jie)(jie)(jie)至127個(ge)設(she)備(bei))。
USB是一種(zhong)常用的(de)(de)pc接口(kou),它(ta)只有4根(gen)線,兩(liang)根(gen)電源兩(liang)根(gen)信號(hao),故信號(hao)是串(chuan)行傳輸的(de)(de),usb接口(kou)也稱為串(chuan)行口(kou),usb2.0的(de)(de)速(su)度可以達(da)到(dao)480Mbps。可以滿足各種(zhong)工業和民用需要。
USB接(jie)口(kou)的輸出(chu)電(dian)(dian)壓和電(dian)(dian)流是(shi):+5V,500mA。實際上有誤差,最大不能超過+/-0.2V,也就是(shi)4.8--5.2V。usb接(jie)口(kou)的4根線(xian)一般是(shi)下面這樣分配的,需要注意的是(shi)千萬不要把(ba)正(zheng)負極弄反了,否則(ze)會(hui)燒掉usb設備或(huo)者(zhe)電(dian)(dian)腦的南橋芯片:黑線(xian):gnd;紅線(xian):vcc;綠(lv)線(xian):data+;白線(xian):data-。
USB接口顏色
一般的排列方式是:紅白綠黑從左到右(you)。
定義:
紅色(se)-USB電源(yuan):標(biao)有(you)-VCC、Power、5V、5VSB字樣(yang)。
白色-USB數據線(xian):(負(fu))-DATA-、USBD-、PD-、USBDT-。
綠色(se)-USB數(shu)據線:(正)-DATA+、USBD+、PD+、USBDT+。
黑色-地線:GND、Ground。
隨著各種數(shu)碼(ma)設(she)備(bei)(bei)的(de)(de)大量普(pu)及,特別是MP3和(he)數(shu)碼(ma)相機的(de)(de)普(pu)及,我們周圍的(de)(de)USB設(she)備(bei)(bei)漸漸多了起來。然(ran)而(er)這些(xie)設(she)備(bei)(bei)雖然(ran)都(dou)是采用(yong)了USB接口(kou)(kou),但(dan)是這些(xie)設(she)備(bei)(bei)的(de)(de)數(shu)據(ju)線(xian)并(bing)不(bu)完全相同(tong)。這些(xie)數(shu)據(ju)線(xian)在連接PC的(de)(de)一端都(dou)是相同(tong)的(de)(de),但(dan)是在連接設(she)備(bei)(bei)端的(de)(de)時候,通常出于(yu)體(ti)積的(de)(de)考(kao)慮而(er)采用(yong)了各種不(bu)同(tong)的(de)(de)接口(kou)(kou)。下面簡單(dan)介(jie)紹Mini類型sub接口(kou)(kou)的(de)(de)各種應(ying)用(yong)。
B-5Pin
這(zhe)(zhe)種(zhong)(zhong)(zhong)接口(kou)可(ke)以(yi)說(shuo)是最常見的(de)一種(zhong)(zhong)(zhong)接口(kou)了,這(zhe)(zhe)種(zhong)(zhong)(zhong)接口(kou)由于防(fang)誤(wu)插性(xing)能出眾,體積也比較小巧,所(suo)以(yi)正在贏得越來越多的(de)廠商的(de)重視,如(ru)今(jin)這(zhe)(zhe)種(zhong)(zhong)(zhong)接口(kou)廣泛出如(ru)今(jin)讀卡器(qi)、MP3、數碼相機以(yi)及移動硬盤(pan)上。
B-4Pin
這種接(jie)口常見于以下品牌的(de)數(shu)碼產(chan)品:奧林(lin)巴斯的(de)C系(xi)列和E系(xi)列,柯達的(de)大部分數(shu)碼相機(ji),三星的(de)MP3產(chan)品(如(ru)Yepp),SONY的(de)DSC系(xi)列,康柏(bo)的(de)IPAQ系(xi)列產(chan)品。
Mini B型(xing)(xing)4Pin還有(you)一種形式,那就是(shi)Mini B型(xing)(xing)4Pin Flat。顧名思義,這種接(jie)口(kou)比Mini B型(xing)(xing)4Pin要更(geng)加扁平,在設(she)備中的(de)應用也比較廣泛。
B-8Pin
Mini B型8Pin Round
這種接口和前面的普(pu)通型比起來(lai),就是將原來(lai)的D型接頭改(gai)成了圓(yuan)形接頭,并且為了防止誤插在一邊設(she)計了一個凸起。
這種(zhong)接頭可以(yi)見于一(yi)(yi)些(xie)Nikon的數碼相(xiang)機(ji),CoolPix系列比較多(duo)見。雖然(ran)Nikon一(yi)(yi)直堅持用這種(zhong)接口,但(dan)是在一(yi)(yi)些(xie)較新的機(ji)型中,例如D100和CP2000也都采用了(le)普及(ji)度最(zui)高(gao)的Mini B型5Pin接口。
B-8Pin-2×4
這種(zhong)接(jie)口(kou)(kou)(kou)也(ye)(ye)是一種(zhong)比較常見的接(jie)口(kou)(kou)(kou)了(le),例(li)如iRiver的著名(ming)的MP3系列(lie)(lie),其中號稱“鐵三角(jiao)”的180TC,以及(ji)該系列(lie)(lie)的很多其他產品采用的均是這種(zhong)接(jie)口(kou)(kou)(kou)。這種(zhong)接(jie)口(kou)(kou)(kou)的應(ying)用范圍也(ye)(ye)還算是廣,不過從(cong)iRiver自3XX系列(lie)(lie)全面換成Mini B型5Pin的接(jie)口(kou)(kou)(kou)后,這種(zhong)規格明顯沒有Mini B型5Pin搶眼了(le)。
Micro USB
符合(he)USB2.0規(gui)范,支(zhi)持12Mbit/s的數據(ju)傳輸速率。該模(mo)塊按(an)照Microport接口將控制引腳(jiao),便于與(yu)支(zhi)持 Microport接口的主控制器相連。
2009年10月(yue)26日在瑞(rui)士日內瓦舉辦的國際(ji)電(dian)聯ITU-T第五研究組(SG5)全(quan)會上完成了"通(tong)用移動終端及(ji)其它ICT設備的電(dian)源適配器(qi)和充電(dian)器(qi)方案"框架標準討論并通(tong)過,并申請(qing)進入報批程序。這(zhe)實(shi)際(ji)意味著全(quan)球都(dou)將(jiang)統(tong)一手機充電(dian)器(qi)標準。
type-C
Type-C,是一種全(quan)新的USB接(jie)口形式,它(ta)伴隨(sui)最新的USB 3.1標(biao)準橫空(kong)出世。由USB-IF組織(zhi)于(yu)2014年8月份發布,是USB標(biao)準化組織(zhi)為(wei)了解決(jue)USB接(jie)口長期以來(lai)物(wu)理接(jie)口規范不統一,電能只能單向(xiang)傳輸等(deng)弊端而制定(ding)的全(quan)新接(jie)口,它(ta)集充電,顯示,數(shu)據傳輸等(deng)功能于(yu)一身。Type-C接(jie)口最大的特點是支持正反2個方向(xiang)插入,正式解決(jue)“USB永遠插不準”的世界性難題,正反面隨(sui)便插。
TYPE-C硬(ying)件接口(kou)的特點(dian)(dian)明顯,主要有以(yi)下幾(ji)點(dian)(dian):
(1)支持正反對稱插拔,解決實際應用中的(de)反插無(wu)法插入的(de)問題;
(2)接口纖(xian)薄,可支持更加輕薄的設(she)(she)備,可令便攜式設(she)(she)備的設(she)(she)計更薄更小(xiao);
(3)支持更大功率傳輸,最大可達(da)100瓦,支持更多(duo)的大功率負載設備。
(4)支(zhi)持單口(kou)和雙(shuang)口(kou)TYPE-C,應(ying)用靈(ling)活。
(5)支持(chi)雙向功率傳輸,送電和受電均可(ke)。
功能各異
雖然(ran)很多電視機都配有(you)USB接(jie)口,但是通過USB接(jie)口連接(jie)存(cun)儲(chu)設(she)備后能實現的(de)(de)功能卻不太相同。有(you)的(de)(de)電視機只(zhi)支持播放(fang)USB存(cun)儲(chu)設(she)備中的(de)(de)圖片,有(you)的(de)(de)可(ke)以播放(fang)音樂文件和一些特(te)定格式的(de)(de)視頻(pin)。
USB線
說(shuo)到(dao)USB播(bo)放(fang)(fang)能力,當(dang)前的(de)國產電視(shi)在USB播(bo)放(fang)(fang)能力上還(huan)都是(shi)比(bi)較出色的(de),H.264編碼和RM/RMVB格式的(de)高清視(shi)頻一般都能流(liu)暢播(bo)放(fang)(fang),效(xiao)果雖然比(bi)高端的(de)高清播(bo)放(fang)(fang)機還(huan)是(shi)有差距,但是(shi)也(ye)足夠一般用戶使用了。
電視USB接口
下圖2中為電(dian)視側面的usb接口(kou),可以直接接插U盤(pan)或者移動硬盤(pan)