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工作原理

USB是一個外部總線標準(zhun)，規(gui)范電腦與外部設(she)備(bei)的(de)連(lian)(lian)接和通訊。USB接口(kou)(kou)(kou)具有(you)熱插拔(ba)功能。USB接口(kou)(kou)(kou)可連(lian)(lian)接多(duo)種外設(she)，如(ru)鼠標和鍵盤(pan)等。USB是在(zai)(zai)1994年底由英(ying)特爾等多(duo)家公司(si)聯合(he)在(zai)(zai)1996年推出后，已(yi)成功替代串口(kou)(kou)(kou)和并口(kou)(kou)(kou)，已(yi)成為(wei)當今電腦與大量智能設(she)備(bei)的(de)必配接口(kou)(kou)(kou)。USB版本經(jing)歷了(le)多(duo)年的(de)發展(zhan)，到如(ru)今已(yi)經(jing)發展(zhan)為(wei)3.1版本。對于大多(duo)數工(gong)程(cheng)師來說，開發USB2.0接口(kou)(kou)(kou)產品(pin)主(zhu)要(yao)(yao)障(zhang)礙在(zai)(zai)于：要(yao)(yao)面對復雜的(de)USB2.0協議、自己編寫USB設(she)備(bei)的(de)驅動程(cheng)序、熟悉單片(pian)機的(de)編程(cheng)。這不僅要(yao)(yao)求有(you)相(xiang)當的(de)VC編程(cheng)經(jing)驗、還能夠編寫USB接口(kou)(kou)(kou)的(de)硬件（固件）程(cheng)序。所以大多(duo)數人放棄(qi)了(le)自己開發USB產品(pin)。

發展歷程

USB 1.0

USB 1.0是(shi)在(zai)1996年出現的(de)，速(su)(su)(su)度(du)只有1.5Mb/s(位(wei)每(mei)秒(miao))；1998年升級為(wei)(wei)USB1.1，速(su)(su)(su)度(du)也大大提升到(dao)12Mb/s，在(zai)部(bu)分舊設(she)備上(shang)還能看到(dao)這(zhe)種標準(zhun)的(de)接口。USB1.1是(shi)較為(wei)(wei)普遍的(de)USB規范，其高(gao)速(su)(su)(su)方式的(de)傳(chuan)輸速(su)(su)(su)率(lv)為(wei)(wei)12Mbps，低速(su)(su)(su)方式的(de)傳(chuan)輸速(su)(su)(su)率(lv)為(wei)(wei)1.5Mbps（b是(shi)Bit的(de)意思），b/s一般表示位(wei)傳(chuan)輸速(su)(su)(su)度(du)，bps表示位(wei)傳(chuan)輸速(su)(su)(su)率(lv)，數(shu)值上(shang)相等(deng)。B/s與b/s，BPS(字節(jie)每(mei)秒(miao))與bps（位(wei)每(mei)秒(miao)）不能混淆(xiao)。1MB/s（兆(zhao)字節(jie)/秒(miao)）=8Mbps（兆(zhao)位(wei)/秒(miao)），12Mbps=1.5MB/s，大部(bu)分MP3為(wei)(wei)此類接口類型。

USB 2.0

USB2.0規范是由USB1.1規范演變而來(lai)的(de)(de)。它(ta)的(de)(de)傳輸速(su)率達(da)到了(le)480Mbps，折算為MB為60MB/s，足(zu)以滿足(zu)大多數(shu)外(wai)設(she)的(de)(de)速(su)率要求。USB 2.0中(zhong)的(de)(de)“增強主機控制器接口”（EHCI）定(ding)義了(le)一(yi)個(ge)與USB 1.1相兼(jian)容的(de)(de)架構。它(ta)可(ke)以用USB 2.0的(de)(de)驅(qu)動程(cheng)序驅(qu)動USB 1.1設(she)備。也就是說，所有支持USB 1.1的(de)(de)設(she)備都(dou)可(ke)以直接在USB 2.0的(de)(de)接口上(shang)使用而不必擔心兼(jian)容性(xing)問題，而且像USB 線、插(cha)頭等(deng)等(deng)附件也都(dou)可(ke)以直接使用。

使用USB為打印(yin)機應用帶來的(de)變化則是速度(du)(du)的(de)大(da)幅(fu)度(du)(du)提升，USB接口提供了(le)12Mbps的(de)連接速度(du)(du)，相比并口速度(du)(du)提高達到10倍(bei)(bei)以上，在這個速度(du)(du)之下打印(yin)文件(jian)(jian)傳輸(shu)時間大(da)大(da)縮減(jian)。USB 2.0標(biao)準進一(yi)步將接口速度(du)(du)提高到480Mbps，是普通USB速度(du)(du)的(de)20倍(bei)(bei)，更大(da)幅(fu)度(du)(du)降低了(le)打印(yin)文件(jian)(jian)的(de)傳輸(shu)時間。

USB 3.0

由(you)Intel、微軟、惠普、德州儀器、NEC、ST-NXP等業界巨頭組成(cheng)的(de)(de)USB 3.0Promoter Group宣布(bu)，該組織(zhi)負責制定的(de)(de)新(xin)一(yi)代USB 3.0標準已經正式完(wan)成(cheng)并公(gong)開(kai)發布(bu)。USB 3.0的(de)(de)理(li)論(lun)速度為5.0Gb/s，其實只能達到理(li)論(lun)值的(de)(de)5成(cheng)，那也是接近于USB 2.0的(de)(de)10倍了。USB3.0的(de)(de)物理(li)層(ceng)采用8b/10b編(bian)碼(ma)方式，這樣算(suan)下(xia)來的(de)(de)理(li)論(lun)速度也就4Gb/s，實際速度還要扣除協議開(kai)銷，在(zai)4Gb/s基(ji)礎上要再少點。可廣泛(fan)用于PC外圍設備和消(xiao)費電子(zi)產(chan)品。

USB 3.0在(zai)實際設備應用(yong)中將(jiang)(jiang)被(bei)稱為“USB SuperSpeed”，順應此前的(de)USB 1.1 FullSpeed和USB 2.0 HighSpeed。預計支持新規(gui)范的(de)商用(yong)控制(zhi)器將(jiang)(jiang)在(zai)2009年下(xia)半年面(mian)世，消(xiao)費級產品已經上市。

USB 3.1

USB 3.1 Gen2是最新(xin)的(de)USB規范(fan)，該規范(fan)由英特爾等公司發起。數據(ju)傳輸速度提升可(ke)至(zhi)速度10Gbps。與(yu)USB 3.0（即USB 3.1 Gen1）技(ji)術(shu)(shu)相(xiang)比，新(xin)USB技(ji)術(shu)(shu)使用一個更(geng)高效的(de)數據(ju)編碼系統(tong)，并(bing)提供(gong)一倍以(yi)上的(de)有效數據(ju)吞(tun)吐率。它完(wan)全(quan)向下兼容現有的(de)USB連接器與(yu)線纜。

USB 3.1 Gen2兼容現(xian)有(you)的USB 3.0（即(ji)USB 3.1 Gen1）軟件堆棧和設備協議、5Gbps的集線(xian)器與(yu)設備、USB 2.0產品。

USB-IF最新的USB命(ming)(ming)名(ming)規范，原來的USB 3.0和(he)USB 3.1將會不(bu)再被(bei)命(ming)(ming)名(ming)，所有的USB標準都將被(bei)叫做(zuo)USB 3.2，考慮到兼容性，USB 3.0至USB 3.2分(fen)別被(bei)叫做(zuo)USB 3.2 Gen 1、USB 3.2 Gen 2、USB 3.2 Gen 2x2 。

主要優點

USB設備主要具有(you)以下優點：

1.可(ke)以熱插拔。就是用(yong)戶在使(shi)用(yong)外接設備時，不需要關(guan)機(ji)(ji)再開機(ji)(ji)等動作，而是在電腦工作時，直(zhi)接將USB插上使(shi)用(yong)。

2.攜帶方便。USB設備(bei)大多以(yi)“小(xiao)、輕、薄”見長，對用(yong)戶來(lai)說，隨身攜帶大量數據時，很方便。當然USB硬盤(pan)是首要之(zhi)選了。

3.標(biao)準統一(yi)。大(da)家常見的是(shi)IDE接口的硬盤(pan)，串口的鼠標(biao)鍵盤(pan)，并口的打印機掃描儀(yi)，可(ke)是(shi)有(you)了USB之后，這些應用外(wai)設統統可(ke)以用同樣(yang)的標(biao)準與(yu)個人(ren)電腦連(lian)接，這時就有(you)了USB硬盤(pan)、USB鼠標(biao)、USB打印機等(deng)等(deng)。

4.可(ke)(ke)以連(lian)接(jie)(jie)多個設(she)備(bei)。USB在個人(ren)電腦(nao)上往往具(ju)有(you)多個接(jie)(jie)口，可(ke)(ke)以同(tong)時連(lian)接(jie)(jie)幾個設(she)備(bei)，如果(guo)接(jie)(jie)上一(yi)個有(you)四(si)(si)個端(duan)口的(de)USB HUB時，就可(ke)(ke)以再連(lian)上；四(si)(si)個USB設(she)備(bei)，以此類(lei)推，盡(jin)可(ke)(ke)以連(lian)下去，將(jiang)你家的(de)設(she)備(bei)都同(tong)時連(lian)在一(yi)臺個人(ren)電腦(nao)上而不會有(you)任(ren)何問題(注：最高可(ke)(ke)連(lian)接(jie)(jie)至127個設(she)備(bei))。

接口布置

USB是一種(zhong)常(chang)用的(de)(de)pc接(jie)口(kou)(kou)，它(ta)只有4根(gen)(gen)線，兩根(gen)(gen)電(dian)源兩根(gen)(gen)信號(hao)，故(gu)信號(hao)是串行傳輸的(de)(de)，usb接(jie)口(kou)(kou)也稱為串行口(kou)(kou)，usb2.0的(de)(de)速度可(ke)以(yi)達到480Mbps。可(ke)以(yi)滿足(zu)各種(zhong)工(gong)業(ye)和(he)民用需要。

USB接(jie)口(kou)的(de)輸出(chu)電(dian)(dian)壓(ya)和電(dian)(dian)流是：+5V，500mA。實際上有誤差，最大(da)不(bu)能超過+/-0.2V，也就是4.8--5.2V。usb接(jie)口(kou)的(de)4根線(xian)(xian)一(yi)般是下面這樣(yang)分(fen)配(pei)的(de)，需要(yao)注意的(de)是千萬不(bu)要(yao)把(ba)正負極(ji)弄反了，否(fou)則會燒(shao)掉usb設(she)備或者電(dian)(dian)腦的(de)南橋(qiao)芯(xin)片：黑線(xian)(xian)：gnd；紅線(xian)(xian)：vcc；綠線(xian)(xian)：data+；白(bai)線(xian)(xian)：data-。

USB接口顏色

一(yi)般的排列方式是：紅白綠(lv)黑從左到右。

定義：

紅(hong)色－USB電源：標(biao)有－VCC、Power、5V、5VSB字(zi)樣。

白(bai)色－USB數據(ju)線：（負）－DATA-、USBD-、PD-、USBDT-。

綠色－USB數據線：（正）－DATA+、USBD+、PD+、USBDT+。

黑色－地線(xian)：GND、Ground。

接口種類

隨著(zhu)各種數碼設(she)備(bei)(bei)的(de)(de)(de)大量普(pu)及(ji)，特別是MP3和數碼相機的(de)(de)(de)普(pu)及(ji)，我們周圍的(de)(de)(de)USB設(she)備(bei)(bei)漸漸多了(le)起(qi)來。然而這些設(she)備(bei)(bei)雖然都(dou)是采(cai)用(yong)了(le)USB接(jie)口，但是這些設(she)備(bei)(bei)的(de)(de)(de)數據線并(bing)不(bu)完全相同(tong)。這些數據線在連接(jie)PC的(de)(de)(de)一端都(dou)是相同(tong)的(de)(de)(de)，但是在連接(jie)設(she)備(bei)(bei)端的(de)(de)(de)時候，通常出于體積的(de)(de)(de)考慮而采(cai)用(yong)了(le)各種不(bu)同(tong)的(de)(de)(de)接(jie)口。下面簡單(dan)介紹(shao)Mini類型sub接(jie)口的(de)(de)(de)各種應(ying)用(yong)。

B-5Pin

這(zhe)種(zhong)接口(kou)可以說是最常見的(de)(de)一種(zhong)接口(kou)了，這(zhe)種(zhong)接口(kou)由于防(fang)誤插性能出(chu)眾，體積也比較小巧，所(suo)以正(zheng)在(zai)贏得越(yue)來(lai)越(yue)多的(de)(de)廠商的(de)(de)重視，如今這(zhe)種(zhong)接口(kou)廣泛(fan)出(chu)如今讀卡器、MP3、數(shu)碼相機以及移動硬盤(pan)上。

B-4Pin

這種接口常見于以下品(pin)牌的數碼產(chan)(chan)品(pin)：奧(ao)林巴斯(si)的C系列(lie)和E系列(lie)，柯(ke)達的大部(bu)分(fen)數碼相機，三星的MP3產(chan)(chan)品(pin)(如(ru)Yepp)，SONY的DSC系列(lie)，康柏(bo)的IPAQ系列(lie)產(chan)(chan)品(pin)。

Mini B型4Pin還(huan)有(you)一(yi)種形(xing)式，那就(jiu)是Mini B型4Pin Flat。顧名思義，這種接口(kou)比(bi)Mini B型4Pin要更(geng)加扁(bian)平，在(zai)設備中的應用也比(bi)較廣泛。

B-8Pin

Mini B型8Pin Round

這種(zhong)接(jie)口和前面的普通型(xing)比起來，就是將(jiang)原來的D型(xing)接(jie)頭改成了(le)圓形接(jie)頭，并且為了(le)防止(zhi)誤插在一(yi)邊設計了(le)一(yi)個(ge)凸起。

這種接(jie)頭可(ke)以見于一些Nikon的(de)(de)數(shu)碼相(xiang)機(ji)，CoolPix系(xi)列比較多見。雖(sui)然(ran)Nikon一直(zhi)堅(jian)持(chi)用這種接(jie)口(kou)，但是在一些較新的(de)(de)機(ji)型中，例(li)如D100和CP2000也(ye)都采用了(le)普及度最高的(de)(de)Mini B型5Pin接(jie)口(kou)。

B-8Pin-2×4

這種接(jie)(jie)口也是一種比較(jiao)常見(jian)的(de)(de)(de)接(jie)(jie)口了(le)，例如iRiver的(de)(de)(de)著名(ming)的(de)(de)(de)MP3系列，其(qi)中號稱“鐵三角”的(de)(de)(de)180TC，以(yi)及該系列的(de)(de)(de)很多其(qi)他產品采用(yong)的(de)(de)(de)均是這種接(jie)(jie)口。這種接(jie)(jie)口的(de)(de)(de)應用(yong)范圍(wei)也還算是廣，不過從iRiver自3XX系列全面(mian)換成Mini B型5Pin的(de)(de)(de)接(jie)(jie)口后，這種規格明顯沒有(you)Mini B型5Pin搶眼了(le)。

Micro USB

符(fu)合USB2.0規范(fan)，支持12Mbit/s的(de)數據(ju)傳輸(shu)速率。該模塊按照Microport接(jie)口(kou)將控制引腳，便于(yu)與支持 Microport接(jie)口(kou)的(de)主控制器相連(lian)。

2009年(nian)10月26日在(zai)瑞士日內瓦舉辦的國際電聯ITU-T第五研究組(SG5)全會上完成了"通(tong)用(yong)移動(dong)終(zhong)端(duan)及其它ICT設備的電源適配器(qi)和充電器(qi)方案"框架標(biao)準討論并通(tong)過，并申(shen)請進入報批程序。這實際意味著全球都將統一(yi)手(shou)機充電器(qi)標(biao)準。

type-C

Type-C，是一(yi)(yi)種全新(xin)的USB接(jie)(jie)口(kou)形式，它伴隨最(zui)新(xin)的USB 3.1標(biao)準橫空出世(shi)。由USB-IF組織于2014年8月份發布(bu)，是USB標(biao)準化組織為了解決USB接(jie)(jie)口(kou)長期以來物理接(jie)(jie)口(kou)規范不(bu)統(tong)一(yi)(yi)，電能(neng)只能(neng)單向傳輸等弊端而(er)制定的全新(xin)接(jie)(jie)口(kou)，它集充(chong)電，顯(xian)示(shi)，數據傳輸等功能(neng)于一(yi)(yi)身。Type-C接(jie)(jie)口(kou)最(zui)大(da)的特點是支持(chi)正反2個方向插(cha)入，正式解決“USB永遠插(cha)不(bu)準”的世(shi)界性難題，正反面隨便插(cha)。

TYPE-C硬件接口的特點(dian)明顯，主要有以(yi)下幾點(dian)：

（1）支持(chi)正反對(dui)稱(cheng)插(cha)(cha)拔，解決實際(ji)應用中的反插(cha)(cha)無(wu)法插(cha)(cha)入的問題；

（2）接口(kou)纖薄，可支持(chi)更(geng)加輕薄的設(she)備(bei)，可令便攜式設(she)備(bei)的設(she)計更(geng)薄更(geng)小(xiao)；

（3）支持更大功率(lv)傳輸(shu)，最大可(ke)達100瓦，支持更多的大功率(lv)負(fu)載設(she)備。

（4）支持單口(kou)和雙口(kou)TYPE-C，應用靈活。

（5）支持雙向功(gong)率傳(chuan)輸，送電和(he)受電均可。

電視應用

功能各異

雖然很多電視(shi)機都配(pei)有(you)USB接(jie)口，但是(shi)通過USB接(jie)口連接(jie)存儲設備(bei)后能(neng)實現的(de)(de)功能(neng)卻不太(tai)相同。有(you)的(de)(de)電視(shi)機只支持播放USB存儲設備(bei)中(zhong)的(de)(de)圖片(pian)，有(you)的(de)(de)可以播放音樂文件和一些特定格(ge)式的(de)(de)視(shi)頻(pin)。

USB線

說到USB播(bo)放(fang)能力，當前的(de)國產電視在USB播(bo)放(fang)能力上還都(dou)(dou)是比(bi)較出色的(de)，H.264編碼和RM/RMVB格式的(de)高清(qing)視頻一般都(dou)(dou)能流暢播(bo)放(fang)，效果(guo)雖然比(bi)高端的(de)高清(qing)播(bo)放(fang)機還是有差(cha)距(ju)，但是也(ye)足夠一般用戶使(shi)用了。

電視USB接口

下圖(tu)2中為電視側面的usb接口，可以直接接插U盤(pan)或者移動硬盤(pan)