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工作原理

USB是(shi)(shi)一(yi)個外部總線標(biao)準，規(gui)范電腦(nao)與外部設備的(de)(de)連(lian)接(jie)(jie)和(he)通訊。USB接(jie)(jie)口(kou)(kou)具(ju)有熱插拔功能。USB接(jie)(jie)口(kou)(kou)可(ke)連(lian)接(jie)(jie)多(duo)(duo)種(zhong)外設，如(ru)鼠標(biao)和(he)鍵盤等。USB是(shi)(shi)在1994年(nian)底由英特爾等多(duo)(duo)家公司聯合在1996年(nian)推出后，已(yi)成功替代(dai)串口(kou)(kou)和(he)并口(kou)(kou)，已(yi)成為當今電腦(nao)與大量智能設備的(de)(de)必配接(jie)(jie)口(kou)(kou)。USB版本(ben)(ben)經歷了多(duo)(duo)年(nian)的(de)(de)發展(zhan)(zhan)，到如(ru)今已(yi)經發展(zhan)(zhan)為3.1版本(ben)(ben)。對于大多(duo)(duo)數工程師來說，開發USB2.0接(jie)(jie)口(kou)(kou)產品主要障礙在于：要面(mian)對復雜的(de)(de)USB2.0協議、自(zi)己(ji)編(bian)寫USB設備的(de)(de)驅動程序、熟悉(xi)單片機的(de)(de)編(bian)程。這不(bu)僅(jin)要求有相當的(de)(de)VC編(bian)程經驗、還能夠編(bian)寫USB接(jie)(jie)口(kou)(kou)的(de)(de)硬(ying)件（固(gu)件）程序。所以大多(duo)(duo)數人放棄了自(zi)己(ji)開發USB產品。

發展歷程

USB 1.0

USB 1.0是在(zai)1996年(nian)(nian)出(chu)現的(de)(de)，速(su)度只有1.5Mb/s(位(wei)(wei)每(mei)秒(miao)(miao))；1998年(nian)(nian)升級(ji)為(wei)USB1.1，速(su)度也大大提升到12Mb/s，在(zai)部分舊設(she)備上(shang)還能(neng)看到這(zhe)種標準的(de)(de)接口。USB1.1是較(jiao)為(wei)普(pu)遍的(de)(de)USB規范，其(qi)高速(su)方式的(de)(de)傳輸(shu)速(su)率(lv)為(wei)12Mbps，低速(su)方式的(de)(de)傳輸(shu)速(su)率(lv)為(wei)1.5Mbps（b是Bit的(de)(de)意思(si)），b/s一般表示位(wei)(wei)傳輸(shu)速(su)度，bps表示位(wei)(wei)傳輸(shu)速(su)率(lv)，數值(zhi)上(shang)相(xiang)等。B/s與b/s，BPS(字(zi)節每(mei)秒(miao)(miao))與bps（位(wei)(wei)每(mei)秒(miao)(miao)）不能(neng)混淆。1MB/s（兆字(zi)節/秒(miao)(miao)）=8Mbps（兆位(wei)(wei)/秒(miao)(miao)），12Mbps=1.5MB/s，大部分MP3為(wei)此類接口類型。

USB 2.0

USB2.0規范(fan)是由USB1.1規范(fan)演變而來的(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，足以(yi)(yi)滿足大(da)多數外設的(de)(de)速(su)率要(yao)求(qiu)。USB 2.0中的(de)(de)“增強(qiang)主機控制器接(jie)(jie)口”（EHCI）定義(yi)了(le)一個與USB 1.1相兼容的(de)(de)架構。它(ta)可以(yi)(yi)用USB 2.0的(de)(de)驅動(dong)程序驅動(dong)USB 1.1設備。也(ye)就是說，所有(you)支(zhi)持(chi)USB 1.1的(de)(de)設備都可以(yi)(yi)直接(jie)(jie)在USB 2.0的(de)(de)接(jie)(jie)口上使用而不(bu)必擔心(xin)兼容性問題，而且像USB 線、插頭(tou)等等附(fu)件也(ye)都可以(yi)(yi)直接(jie)(jie)使用。

使(shi)用(yong)USB為打(da)印機應用(yong)帶(dai)來(lai)的變化則是(shi)速(su)度(du)(du)的大幅(fu)度(du)(du)提(ti)升(sheng)，USB接(jie)口提(ti)供了(le)12Mbps的連(lian)接(jie)速(su)度(du)(du)，相比并口速(su)度(du)(du)提(ti)高(gao)達到10倍以上，在(zai)這個速(su)度(du)(du)之下打(da)印文(wen)件傳輸時(shi)間(jian)大大縮減。USB 2.0標準進一步將接(jie)口速(su)度(du)(du)提(ti)高(gao)到480Mbps，是(shi)普通(tong)USB速(su)度(du)(du)的20倍，更大幅(fu)度(du)(du)降(jiang)低了(le)打(da)印文(wen)件的傳輸時(shi)間(jian)。

USB 3.0

由Intel、微(wei)軟、惠普、德州儀器、NEC、ST-NXP等業界巨頭組成的(de)USB 3.0Promoter Group宣布(bu)，該組織負責制定的(de)新一代USB 3.0標準(zhun)已經正式完成并公(gong)開(kai)發布(bu)。USB 3.0的(de)理(li)(li)(li)論速度為5.0Gb/s，其實只能(neng)達到理(li)(li)(li)論值的(de)5成，那也(ye)是接近于USB 2.0的(de)10倍了。USB3.0的(de)物理(li)(li)(li)層采(cai)用8b/10b編碼(ma)方(fang)式，這樣算下來的(de)理(li)(li)(li)論速度也(ye)就4Gb/s，實際速度還要(yao)扣除協議開(kai)銷，在4Gb/s基礎上要(yao)再少點。可廣泛用于PC外圍(wei)設備和消費(fei)電子(zi)產品(pin)。

USB 3.0在實際設備(bei)應用中將被稱為“USB SuperSpeed”，順(shun)應此前的USB 1.1 FullSpeed和USB 2.0 HighSpeed。預計支(zhi)持新規范的商用控制器(qi)將在2009年下半年面世，消(xiao)費(fei)級產品已(yi)經上市(shi)。

USB 3.1

USB 3.1 Gen2是最新的(de)USB規(gui)范(fan)，該(gai)規(gui)范(fan)由英特爾(er)等(deng)公司發(fa)起(qi)。數(shu)據(ju)傳輸速度(du)提(ti)升可至速度(du)10Gbps。與USB 3.0（即USB 3.1 Gen1）技(ji)(ji)術相比，新USB技(ji)(ji)術使用一(yi)個(ge)更高效(xiao)的(de)數(shu)據(ju)編碼系統(tong)，并(bing)提(ti)供一(yi)倍以上的(de)有效(xiao)數(shu)據(ju)吞吐率。它完全向(xiang)下兼容現有的(de)USB連接器與線(xian)纜。

USB 3.1 Gen2兼(jian)容現有(you)的USB 3.0（即(ji)USB 3.1 Gen1）軟件堆棧(zhan)和設備協議、5Gbps的集線(xian)器(qi)與設備、USB 2.0產(chan)品。

USB-IF最新的USB命(ming)名(ming)規范，原來的USB 3.0和USB 3.1將(jiang)會不再被(bei)命(ming)名(ming)，所有的USB標(biao)準都將(jiang)被(bei)叫做USB 3.2，考慮到兼容性，USB 3.0至USB 3.2分別被(bei)叫做USB 3.2 Gen 1、USB 3.2 Gen 2、USB 3.2 Gen 2x2 。

主要優點

USB設備主(zhu)要具(ju)有以下(xia)優點：

1.可以熱插(cha)拔(ba)。就是用(yong)戶在(zai)使用(yong)外接設備時，不需要關(guan)機(ji)再開(kai)機(ji)等動作(zuo)，而是在(zai)電腦工作(zuo)時，直接將USB插(cha)上使用(yong)。

2.攜帶(dai)方(fang)(fang)便。USB設備大(da)(da)多以“小(xiao)、輕、薄(bo)”見長(chang)，對用(yong)戶來說，隨身(shen)攜帶(dai)大(da)(da)量數據時，很(hen)方(fang)(fang)便。當(dang)然USB硬盤(pan)是(shi)首要之選了。

3.標(biao)準統(tong)一。大家常見(jian)的是(shi)IDE接口(kou)的硬盤，串口(kou)的鼠標(biao)鍵盤，并口(kou)的打(da)印(yin)機掃描(miao)儀，可(ke)是(shi)有了USB之(zhi)后，這(zhe)些應(ying)用(yong)外設統(tong)統(tong)可(ke)以(yi)用(yong)同(tong)樣(yang)的標(biao)準與(yu)個人(ren)電(dian)腦連接，這(zhe)時就有了USB硬盤、USB鼠標(biao)、USB打(da)印(yin)機等等。

4.可以(yi)連(lian)(lian)接多(duo)個設(she)備。USB在個人電腦上(shang)(shang)往(wang)往(wang)具(ju)有多(duo)個接口(kou)(kou)，可以(yi)同時連(lian)(lian)接幾個設(she)備，如果接上(shang)(shang)一(yi)(yi)個有四個端口(kou)(kou)的USB HUB時，就可以(yi)再連(lian)(lian)上(shang)(shang)；四個USB設(she)備，以(yi)此類推(tui)，盡可以(yi)連(lian)(lian)下去，將你(ni)家的設(she)備都同時連(lian)(lian)在一(yi)(yi)臺個人電腦上(shang)(shang)而(er)不會有任何問題(ti)(注：最高可連(lian)(lian)接至127個設(she)備)。

接口布置

USB是一(yi)種常用的(de)pc接口，它只有4根(gen)線，兩根(gen)電源兩根(gen)信(xin)號，故信(xin)號是串行傳輸的(de)，usb接口也稱為(wei)串行口，usb2.0的(de)速度(du)可(ke)以達(da)到480Mbps。可(ke)以滿(man)足各種工業和民用需(xu)要。

USB接(jie)口(kou)的輸出(chu)電(dian)壓和電(dian)流是(shi)：+5V，500mA。實際(ji)上(shang)有誤(wu)差，最大(da)不能(neng)超過+/-0.2V，也就是(shi)4.8--5.2V。usb接(jie)口(kou)的4根線一般是(shi)下面(mian)這樣分(fen)配的，需要(yao)注意的是(shi)千萬不要(yao)把正負(fu)極弄反了，否則會燒掉usb設備或(huo)者電(dian)腦的南橋芯片：黑線：gnd；紅線：vcc；綠(lv)線：data+；白(bai)線：data-。

USB接口顏色

一般的排列方(fang)式是：紅白綠黑從左到(dao)右(you)。

定義：

紅色－USB電(dian)源：標(biao)有－VCC、Power、5V、5VSB字樣。

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

綠色－USB數據線：（正(zheng)）－DATA+、USBD+、PD+、USBDT+。

黑色－地(di)線：GND、Ground。

接口種類

隨(sui)著各(ge)(ge)種數碼(ma)設(she)備(bei)的(de)(de)(de)(de)(de)大量普及，特別是(shi)(shi)MP3和數碼(ma)相(xiang)(xiang)機的(de)(de)(de)(de)(de)普及，我(wo)們(men)周圍的(de)(de)(de)(de)(de)USB設(she)備(bei)漸漸多了起來。然(ran)而(er)這(zhe)些設(she)備(bei)雖然(ran)都(dou)是(shi)(shi)采用了USB接口(kou)，但是(shi)(shi)這(zhe)些設(she)備(bei)的(de)(de)(de)(de)(de)數據線并不(bu)完全相(xiang)(xiang)同。這(zhe)些數據線在連(lian)接PC的(de)(de)(de)(de)(de)一端(duan)都(dou)是(shi)(shi)相(xiang)(xiang)同的(de)(de)(de)(de)(de)，但是(shi)(shi)在連(lian)接設(she)備(bei)端(duan)的(de)(de)(de)(de)(de)時候，通常出于體積(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)考慮而(er)采用了各(ge)(ge)種不(bu)同的(de)(de)(de)(de)(de)接口(kou)。下面(mian)簡(jian)單介紹Mini類(lei)型(xing)sub接口(kou)的(de)(de)(de)(de)(de)各(ge)(ge)種應(ying)用。

B-5Pin

這種(zhong)接(jie)口可以說是(shi)最常見的(de)一種(zhong)接(jie)口了(le)，這種(zhong)接(jie)口由于防誤插(cha)性能(neng)出眾，體積也比較小巧，所以正在(zai)贏(ying)得(de)越來越多(duo)的(de)廠商的(de)重視，如今(jin)這種(zhong)接(jie)口廣泛出如今(jin)讀卡器、MP3、數碼相機(ji)以及移動硬盤上。

B-4Pin

這種接(jie)口常見(jian)于以下(xia)品牌的數(shu)碼(ma)產品：奧林巴斯的C系(xi)列(lie)和E系(xi)列(lie)，柯達的大(da)部分數(shu)碼(ma)相機，三星的MP3產品(如(ru)Yepp)，SONY的DSC系(xi)列(lie)，康柏的IPAQ系(xi)列(lie)產品。

Mini B型(xing)4Pin還有一種(zhong)(zhong)形式，那就是Mini B型(xing)4Pin Flat。顧名思義(yi)，這種(zhong)(zhong)接口(kou)比(bi)Mini B型(xing)4Pin要(yao)更加扁平，在設備中的(de)應用也比(bi)較廣泛。

B-8Pin

Mini B型8Pin Round

這種接(jie)口和前面的普通型比起(qi)來，就是將原(yuan)來的D型接(jie)頭(tou)改(gai)成(cheng)了圓形接(jie)頭(tou)，并且為了防(fang)止誤插在一邊設計了一個凸起(qi)。

這種接(jie)(jie)頭可以見(jian)于一些(xie)Nikon的數碼相機，CoolPix系列比(bi)較多見(jian)。雖然Nikon一直堅持用這種接(jie)(jie)口，但是在一些(xie)較新的機型(xing)中(zhong)，例如(ru)D100和CP2000也都采用了普及度最(zui)高的Mini B型(xing)5Pin接(jie)(jie)口。

B-8Pin-2×4

這(zhe)種接(jie)(jie)口(kou)也是(shi)一種比較常見(jian)的(de)接(jie)(jie)口(kou)了，例如iRiver的(de)著名的(de)MP3系列，其中號稱“鐵三(san)角(jiao)”的(de)180TC，以及該系列的(de)很多(duo)其他產品采(cai)用的(de)均是(shi)這(zhe)種接(jie)(jie)口(kou)。這(zhe)種接(jie)(jie)口(kou)的(de)應(ying)用范圍也還算是(shi)廣，不過(guo)從iRiver自3XX系列全(quan)面(mian)換(huan)成Mini B型5Pin的(de)接(jie)(jie)口(kou)后，這(zhe)種規格明顯沒有Mini B型5Pin搶(qiang)眼了。

Micro USB

符合USB2.0規(gui)范，支持12Mbit/s的(de)數據傳輸(shu)速率。該模塊按照Microport接口(kou)(kou)將控制引腳，便(bian)于與支持 Microport接口(kou)(kou)的(de)主控制器相連(lian)。

2009年(nian)10月26日在瑞士日內瓦舉(ju)辦的國(guo)際(ji)電聯ITU-T第五研究組(zu)(SG5)全會(hui)上(shang)完成了(le)"通用(yong)移動終端及其它(ta)ICT設備的電源適配器和充(chong)電器方案"框架標(biao)(biao)準討論并通過，并申請進入報批(pi)程序。這(zhe)實際(ji)意味(wei)著全球都將統一手機充(chong)電器標(biao)(biao)準。

type-C

Type-C，是(shi)一種全新(xin)(xin)(xin)的(de)USB接(jie)口形式，它伴隨最(zui)新(xin)(xin)(xin)的(de)USB 3.1標(biao)準(zhun)橫(heng)空出(chu)世。由USB-IF組(zu)織于2014年8月份發(fa)布，是(shi)USB標(biao)準(zhun)化組(zu)織為了(le)解決USB接(jie)口長期以來物理接(jie)口規范不統一，電能(neng)只能(neng)單向(xiang)傳輸(shu)等弊(bi)端而制定(ding)的(de)全新(xin)(xin)(xin)接(jie)口，它集充(chong)電，顯示，數據傳輸(shu)等功能(neng)于一身。Type-C接(jie)口最(zui)大的(de)特點(dian)是(shi)支持正(zheng)反(fan)2個方向(xiang)插(cha)(cha)入，正(zheng)式解決“USB永遠插(cha)(cha)不準(zhun)”的(de)世界性難(nan)題，正(zheng)反(fan)面(mian)隨便插(cha)(cha)。

TYPE-C硬件接口的特點明顯，主要有以下幾點：

（1）支持正反(fan)對稱插拔，解決實際應用中的反(fan)插無(wu)法插入的問題；

（2）接口纖薄，可(ke)支持更加輕薄的設備，可(ke)令便攜式設備的設計更薄更小；

（3）支(zhi)持(chi)更大功率(lv)(lv)傳輸，最大可達(da)100瓦，支(zhi)持(chi)更多(duo)的大功率(lv)(lv)負載設備。

（4）支持單口(kou)(kou)和雙口(kou)(kou)TYPE-C，應用靈活。

（5）支(zhi)持雙向功率傳輸，送電和受電均(jun)可。

電視應用

功能各異

雖然很多電視機(ji)(ji)都配(pei)有USB接(jie)口(kou)，但是通過USB接(jie)口(kou)連接(jie)存(cun)儲設備(bei)后能(neng)實(shi)現的功能(neng)卻(que)不太相同。有的電視機(ji)(ji)只(zhi)支持播放(fang)USB存(cun)儲設備(bei)中的圖片(pian)，有的可以(yi)播放(fang)音(yin)樂文件和一些特定格(ge)式(shi)的視頻(pin)。

USB線

說到(dao)USB播(bo)(bo)放(fang)能力，當前的(de)國產電視(shi)在USB播(bo)(bo)放(fang)能力上還(huan)都(dou)是比較(jiao)出色的(de)，H.264編碼和RM/RMVB格式的(de)高清(qing)(qing)視(shi)頻一(yi)般(ban)(ban)都(dou)能流暢播(bo)(bo)放(fang)，效果雖然(ran)比高端的(de)高清(qing)(qing)播(bo)(bo)放(fang)機還(huan)是有差距，但是也足夠一(yi)般(ban)(ban)用(yong)戶使(shi)用(yong)了(le)。

電視USB接口

下圖2中為電視側(ce)面的(de)usb接(jie)口(kou)，可以(yi)直(zhi)接(jie)接(jie)插U盤(pan)或者移(yi)動(dong)硬盤(pan)