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工作原理

USB是(shi)一個外(wai)部總線(xian)標準，規范電(dian)腦(nao)與(yu)外(wai)部設備(bei)的(de)連(lian)(lian)接和(he)通訊。USB接口具(ju)有熱插拔功(gong)能(neng)。USB接口可連(lian)(lian)接多種(zhong)外(wai)設，如鼠標和(he)鍵(jian)盤等(deng)。USB是(shi)在(zai)(zai)1994年(nian)底由(you)英特爾等(deng)多家公(gong)司聯合(he)在(zai)(zai)1996年(nian)推出后，已成功(gong)替代(dai)串(chuan)口和(he)并口，已成為當今(jin)電(dian)腦(nao)與(yu)大量智(zhi)能(neng)設備(bei)的(de)必配(pei)接口。USB版本經(jing)歷了(le)多年(nian)的(de)發(fa)展，到如今(jin)已經(jing)發(fa)展為3.1版本。對(dui)于大多數(shu)工程(cheng)(cheng)師來(lai)說，開(kai)發(fa)USB2.0接口產(chan)品主要障(zhang)礙(ai)在(zai)(zai)于：要面(mian)對(dui)復雜的(de)USB2.0協議、自己(ji)編(bian)寫USB設備(bei)的(de)驅動程(cheng)(cheng)序(xu)(xu)、熟(shu)悉單片機(ji)的(de)編(bian)程(cheng)(cheng)。這不僅要求有相當的(de)VC編(bian)程(cheng)(cheng)經(jing)驗(yan)、還能(neng)夠編(bian)寫USB接口的(de)硬件（固(gu)件）程(cheng)(cheng)序(xu)(xu)。所以大多數(shu)人放棄了(le)自己(ji)開(kai)發(fa)USB產(chan)品。

發展歷程

USB 1.0

USB 1.0是在(zai)1996年出現的(de)，速(su)度只有1.5Mb/s(位(wei)每(mei)秒(miao))；1998年升級為USB1.1，速(su)度也(ye)大(da)(da)大(da)(da)提升到(dao)(dao)12Mb/s，在(zai)部分舊設備上還能(neng)看(kan)到(dao)(dao)這(zhe)種標(biao)準的(de)接口。USB1.1是較(jiao)為普(pu)遍(bian)的(de)USB規(gui)范，其高速(su)方式的(de)傳(chuan)輸(shu)(shu)速(su)率為12Mbps，低速(su)方式的(de)傳(chuan)輸(shu)(shu)速(su)率為1.5Mbps（b是Bit的(de)意思），b/s一般(ban)表(biao)示(shi)(shi)位(wei)傳(chuan)輸(shu)(shu)速(su)度，bps表(biao)示(shi)(shi)位(wei)傳(chuan)輸(shu)(shu)速(su)率，數值上相等。B/s與(yu)b/s，BPS(字節每(mei)秒(miao))與(yu)bps（位(wei)每(mei)秒(miao)）不能(neng)混淆。1MB/s（兆(zhao)字節/秒(miao)）=8Mbps（兆(zhao)位(wei)/秒(miao)），12Mbps=1.5MB/s，大(da)(da)部分MP3為此類(lei)接口類(lei)型(xing)。

USB 2.0

USB2.0規(gui)范是由USB1.1規(gui)范演(yan)變而來(lai)的(de)(de)(de)。它(ta)的(de)(de)(de)傳輸速率(lv)達(da)到了(le)480Mbps，折算(suan)為(wei)MB為(wei)60MB/s，足(zu)以滿足(zu)大多(duo)數(shu)外設(she)(she)的(de)(de)(de)速率(lv)要求(qiu)。USB 2.0中(zhong)的(de)(de)(de)“增強主機(ji)控制器(qi)接(jie)口”（EHCI）定義(yi)了(le)一個與USB 1.1相兼容的(de)(de)(de)架構。它(ta)可(ke)(ke)以用(yong)USB 2.0的(de)(de)(de)驅動(dong)程序驅動(dong)USB 1.1設(she)(she)備(bei)(bei)。也(ye)(ye)就是說，所(suo)有支持USB 1.1的(de)(de)(de)設(she)(she)備(bei)(bei)都可(ke)(ke)以直接(jie)在USB 2.0的(de)(de)(de)接(jie)口上使(shi)用(yong)而不必擔心兼容性問題，而且像USB 線(xian)、插頭等等附件也(ye)(ye)都可(ke)(ke)以直接(jie)使(shi)用(yong)。

使(shi)用(yong)USB為(wei)打印機應用(yong)帶(dai)來的變(bian)化(hua)則是(shi)速(su)度(du)(du)的大(da)幅度(du)(du)提(ti)升(sheng)，USB接(jie)口(kou)提(ti)供了12Mbps的連(lian)接(jie)速(su)度(du)(du)，相比并口(kou)速(su)度(du)(du)提(ti)高達到10倍以(yi)上，在這個速(su)度(du)(du)之下打印文件(jian)傳(chuan)輸時間大(da)大(da)縮(suo)減。USB 2.0標準進(jin)一步將接(jie)口(kou)速(su)度(du)(du)提(ti)高到480Mbps，是(shi)普通USB速(su)度(du)(du)的20倍，更大(da)幅度(du)(du)降低了打印文件(jian)的傳(chuan)輸時間。

USB 3.0

由(you)Intel、微軟、惠普、德州(zhou)儀器、NEC、ST-NXP等業界巨頭(tou)組成(cheng)的(de)(de)(de)USB 3.0Promoter Group宣布，該組織負(fu)責制定的(de)(de)(de)新一代USB 3.0標準已經正式(shi)完成(cheng)并公開(kai)發(fa)布。USB 3.0的(de)(de)(de)理(li)(li)論速(su)度(du)為5.0Gb/s，其實只能達到理(li)(li)論值的(de)(de)(de)5成(cheng)，那也是接近于USB 2.0的(de)(de)(de)10倍了。USB3.0的(de)(de)(de)物理(li)(li)層(ceng)采用8b/10b編碼方(fang)式(shi)，這樣算下來(lai)的(de)(de)(de)理(li)(li)論速(su)度(du)也就4Gb/s，實際速(su)度(du)還(huan)要扣(kou)除(chu)協議開(kai)銷，在4Gb/s基礎上要再(zai)少(shao)點。可(ke)廣泛用于PC外圍設備和消費電子產品。

USB 3.0在實際設(she)備應(ying)用(yong)中將(jiang)(jiang)被稱為“USB SuperSpeed”，順應(ying)此前的(de)USB 1.1 FullSpeed和USB 2.0 HighSpeed。預計(ji)支持(chi)新(xin)規范(fan)的(de)商用(yong)控制器將(jiang)(jiang)在2009年下半(ban)年面世(shi)，消(xiao)費級(ji)產品已經(jing)上市。

USB 3.1

USB 3.1 Gen2是最新(xin)的(de)USB規(gui)范，該規(gui)范由英(ying)特爾等公司發起。數據傳輸速度提升可至速度10Gbps。與(yu)USB 3.0（即USB 3.1 Gen1）技(ji)(ji)術(shu)相比，新(xin)USB技(ji)(ji)術(shu)使用一(yi)個更高效的(de)數據編碼系(xi)統，并提供一(yi)倍(bei)以(yi)上的(de)有(you)效數據吞吐(tu)率(lv)。它完全向下兼(jian)容現有(you)的(de)USB連接(jie)器與(yu)線纜。

USB 3.1 Gen2兼容現有的USB 3.0（即USB 3.1 Gen1）軟件堆棧和設備協議(yi)、5Gbps的集線器與設備、USB 2.0產品。

USB-IF最新的USB命名規(gui)范，原來的USB 3.0和(he)USB 3.1將(jiang)會不再被命名，所有的USB標準(zhun)都將(jiang)被叫做USB 3.2，考(kao)慮(lv)到兼容性(xing)，USB 3.0至(zhi)USB 3.2分別被叫做USB 3.2 Gen 1、USB 3.2 Gen 2、USB 3.2 Gen 2x2 。

主要優點

USB設備(bei)主要具有以下優點：

1.可以熱插拔(ba)。就是用(yong)戶在使用(yong)外(wai)接設備時，不(bu)需要關機(ji)再開機(ji)等動作，而(er)是在電(dian)腦工作時，直接將(jiang)USB插上使用(yong)。

2.攜帶方(fang)便。USB設備大多以“小、輕(qing)、薄”見長，對用戶來說，隨身攜帶大量數(shu)據時，很方(fang)便。當然USB硬(ying)盤是首(shou)要之選了。

3.標準(zhun)(zhun)統(tong)一。大家常見的(de)(de)是(shi)IDE接口的(de)(de)硬盤，串口的(de)(de)鼠(shu)標鍵盤，并口的(de)(de)打(da)印機掃描儀，可是(shi)有了(le)(le)USB之后(hou)，這(zhe)些應用外設(she)統(tong)統(tong)可以用同樣的(de)(de)標準(zhun)(zhun)與(yu)個(ge)人(ren)電腦連(lian)接，這(zhe)時(shi)就有了(le)(le)USB硬盤、USB鼠(shu)標、USB打(da)印機等等。

4.可(ke)以(yi)(yi)連(lian)接多(duo)個(ge)(ge)設備。USB在個(ge)(ge)人電腦上(shang)往往具有多(duo)個(ge)(ge)接口，可(ke)以(yi)(yi)同(tong)時(shi)連(lian)接幾個(ge)(ge)設備，如果接上(shang)一(yi)個(ge)(ge)有四個(ge)(ge)端口的(de)(de)USB HUB時(shi)，就(jiu)可(ke)以(yi)(yi)再連(lian)上(shang)；四個(ge)(ge)USB設備，以(yi)(yi)此類推，盡(jin)可(ke)以(yi)(yi)連(lian)下(xia)去，將你家(jia)的(de)(de)設備都同(tong)時(shi)連(lian)在一(yi)臺個(ge)(ge)人電腦上(shang)而不會有任何問題(注：最高可(ke)連(lian)接至127個(ge)(ge)設備)。

接口布置

USB是一種(zhong)常用(yong)的pc接口，它只有4根線，兩(liang)根電源兩(liang)根信(xin)號，故信(xin)號是串行(xing)傳輸的，usb接口也稱為串行(xing)口，usb2.0的速(su)度可以(yi)(yi)達到480Mbps。可以(yi)(yi)滿足各種(zhong)工業和民用(yong)需要(yao)。

USB接(jie)口的輸出電(dian)壓(ya)和電(dian)流是：+5V，500mA。實(shi)際上有誤差，最大不能(neng)超(chao)過+/-0.2V，也(ye)就是4.8--5.2V。usb接(jie)口的4根線(xian)一般是下面這樣分配的，需要注意的是千萬不要把正負極(ji)弄(nong)反了，否則(ze)會燒掉usb設(she)備或者電(dian)腦的南橋芯片：黑(hei)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(bai)綠黑從左到(dao)右。

定義：

紅色－USB電源(yuan)：標有－VCC、Power、5V、5VSB字樣。

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

綠色－USB數(shu)據(ju)線(xian)：（正(zheng)）－DATA+、USBD+、PD+、USBDT+。

黑(hei)色(se)－地(di)線：GND、Ground。

接口種類

隨著各(ge)種數(shu)(shu)(shu)碼設備(bei)的(de)大(da)量普及，特別是(shi)MP3和數(shu)(shu)(shu)碼相(xiang)(xiang)機的(de)普及，我們周圍的(de)USB設備(bei)漸(jian)漸(jian)多了起(qi)來。然而這(zhe)些設備(bei)雖然都是(shi)采用了USB接口(kou)，但是(shi)這(zhe)些設備(bei)的(de)數(shu)(shu)(shu)據(ju)線并不(bu)完全(quan)相(xiang)(xiang)同(tong)。這(zhe)些數(shu)(shu)(shu)據(ju)線在(zai)連(lian)接PC的(de)一(yi)端(duan)都是(shi)相(xiang)(xiang)同(tong)的(de)，但是(shi)在(zai)連(lian)接設備(bei)端(duan)的(de)時候，通常出于體積的(de)考慮而采用了各(ge)種不(bu)同(tong)的(de)接口(kou)。下面簡單介紹Mini類型sub接口(kou)的(de)各(ge)種應用。

B-5Pin

這(zhe)(zhe)種接(jie)口(kou)可以說是最常見的(de)一種接(jie)口(kou)了(le)，這(zhe)(zhe)種接(jie)口(kou)由于防(fang)誤插性能出(chu)眾，體積也比(bi)較小巧，所以正(zheng)在贏得越來越多(duo)的(de)廠商的(de)重視，如今(jin)這(zhe)(zhe)種接(jie)口(kou)廣泛(fan)出(chu)如今(jin)讀卡(ka)器(qi)、MP3、數(shu)碼(ma)相機以及移動硬盤上(shang)。

B-4Pin

這種(zhong)接口常見于以下品牌的(de)數碼產(chan)品：奧(ao)林(lin)巴斯的(de)C系列和E系列，柯(ke)達的(de)大(da)部分(fen)數碼相機(ji)，三星的(de)MP3產(chan)品(如Yepp)，SONY的(de)DSC系列，康柏的(de)IPAQ系列產(chan)品。

Mini B型4Pin還有一種形式，那(nei)就是Mini B型4Pin Flat。顧名思義，這種接(jie)口比Mini B型4Pin要更(geng)加扁平，在設(she)備中的(de)應用(yong)也比較廣泛(fan)。

B-8Pin

Mini B型8Pin Round

這種接口和(he)前(qian)面的(de)普通(tong)型比起(qi)(qi)來，就是(shi)將原來的(de)D型接頭(tou)改成了(le)圓形接頭(tou)，并且(qie)為了(le)防止誤(wu)插在(zai)一邊設計了(le)一個凸(tu)起(qi)(qi)。

這(zhe)種接頭可(ke)以見于一(yi)些Nikon的(de)數碼相(xiang)機，CoolPix系列(lie)比較(jiao)多見。雖然(ran)Nikon一(yi)直堅持用這(zhe)種接口，但是在一(yi)些較(jiao)新的(de)機型(xing)中，例如D100和CP2000也都采用了普(pu)及度最高的(de)Mini B型(xing)5Pin接口。

B-8Pin-2×4

這(zhe)種接(jie)口(kou)(kou)(kou)也是一(yi)種比較常見的(de)(de)接(jie)口(kou)(kou)(kou)了，例如iRiver的(de)(de)著(zhu)名的(de)(de)MP3系列(lie)(lie)，其中號稱“鐵(tie)三角”的(de)(de)180TC，以及該系列(lie)(lie)的(de)(de)很(hen)多其他產(chan)品采(cai)用的(de)(de)均是這(zhe)種接(jie)口(kou)(kou)(kou)。這(zhe)種接(jie)口(kou)(kou)(kou)的(de)(de)應用范圍也還(huan)算是廣，不過從iRiver自3XX系列(lie)(lie)全(quan)面換成(cheng)Mini B型5Pin的(de)(de)接(jie)口(kou)(kou)(kou)后，這(zhe)種規格(ge)明(ming)顯沒有Mini B型5Pin搶(qiang)眼了。

Micro USB

符合(he)USB2.0規(gui)范，支持12Mbit/s的數據傳輸(shu)速率(lv)。該(gai)模塊按照Microport接(jie)口將控(kong)制(zhi)引腳，便(bian)于與(yu)支持 Microport接(jie)口的主控(kong)制(zhi)器相連(lian)。

2009年10月26日在瑞士日內(nei)瓦(wa)舉辦的(de)國際電(dian)聯ITU-T第五(wu)研究組(SG5)全會上完成了"通用移動終端(duan)及其它ICT設備的(de)電(dian)源適(shi)配器和充(chong)電(dian)器方案(an)"框架標準討論并通過，并申請進入(ru)報批程序。這實際意(yi)味著全球都將(jiang)統一手(shou)機充(chong)電(dian)器標準。

type-C

Type-C，是一種全新(xin)的USB接(jie)口(kou)(kou)(kou)形式，它伴隨最(zui)新(xin)的USB 3.1標準(zhun)橫空出世(shi)。由USB-IF組織于(yu)2014年8月份(fen)發布，是USB標準(zhun)化組織為了解決USB接(jie)口(kou)(kou)(kou)長期(qi)以(yi)來物理接(jie)口(kou)(kou)(kou)規范不統(tong)一，電能只能單向傳輸等弊端而制定(ding)的全新(xin)接(jie)口(kou)(kou)(kou)，它集充電，顯示，數據傳輸等功(gong)能于(yu)一身。Type-C接(jie)口(kou)(kou)(kou)最(zui)大的特點是支持正(zheng)反(fan)2個(ge)方向插入，正(zheng)式解決“USB永(yong)遠(yuan)插不準(zhun)”的世(shi)界性難題，正(zheng)反(fan)面隨便(bian)插。

TYPE-C硬(ying)件接口(kou)的特點明顯，主要有(you)以下幾點：

（1）支(zhi)持正反對稱插拔(ba)，解(jie)決實際應(ying)用(yong)中的(de)(de)反插無法插入(ru)的(de)(de)問題；

（2）接口纖薄(bo)，可支持更加(jia)輕薄(bo)的設備，可令(ling)便攜(xie)式設備的設計更薄(bo)更小；

（3）支持更大功(gong)率傳輸，最(zui)大可達100瓦，支持更多的大功(gong)率負載設(she)備。

（4）支持單口(kou)和(he)雙口(kou)TYPE-C，應(ying)用靈活。

（5）支持雙(shuang)向功率(lv)傳(chuan)輸，送電(dian)和受電(dian)均可。

電視應用

功能各異

雖然很多電視機(ji)都(dou)配有(you)USB接(jie)口(kou)，但是(shi)通過USB接(jie)口(kou)連接(jie)存(cun)儲設備后能實現的功能卻不太相同。有(you)的電視機(ji)只(zhi)支持播放(fang)USB存(cun)儲設備中的圖片，有(you)的可以播放(fang)音樂文件和(he)一(yi)些(xie)特定格式的視頻(pin)。

USB線

說到USB播(bo)放能(neng)力(li)，當前的國產(chan)電視在USB播(bo)放能(neng)力(li)上(shang)還(huan)都是(shi)比較出色的，H.264編碼和RM/RMVB格式的高清視頻一(yi)般都能(neng)流(liu)暢播(bo)放，效果雖然比高端的高清播(bo)放機還(huan)是(shi)有差距，但是(shi)也足夠(gou)一(yi)般用戶使用了。

電視USB接口

下圖(tu)2中為電(dian)視側(ce)面的(de)usb接(jie)口(kou)，可以直接(jie)接(jie)插U盤(pan)或者移動硬盤(pan)