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USB接口

通用串行总线(英语:Universal Serial Bus,缩写:USB)是一种串口总线标准,也是一种输入输出接口的技术规范,被广泛地应用于个人电脑和移动设备等信息通讯产品,并扩展至摄影器材、数字电视(机顶盒)、游戏机等其它相关领域。最新一代是USB4,传输速度为40Gbit/s,三段式电压5V/12V/20V,最大供电100W ,新型Type C接口允许正反盲插。

USB是一个外部总线标准,规范电脑与外部设备的连接和通讯。USB接口具有热插拔功能。USB接口可连接多种外设,如鼠标和键盘等。USB是在1994年底由英特尔等多家公司联合在1996年推出后,已成功替代串口和并口,已成为当今电脑与大量智能设备的必配接口。USB版本经历了多年的发展,到如今已经发展为3.1版本。对于大多数工程师来说,开发USB2.0接口产品主要障碍在于:要面对复杂的USB2.0协议、自己编写USB设备的驱动程序、熟悉单片机的编程。这不仅要求有相当的VC编程经验、还能够编写USB接口的硬件(固件)程序。所以大多数人放弃了自己开发USB产品。

USB 1.0是在1996年出现的,速度只有1.5Mb/s(位每秒); 1998年升级为USB 1.1,速度也大大提升到12Mb/s,在部分旧设备上还能看到这种标准的接口。USB1.1是较为普遍的USB规范,其高速方式的传输速率为12Mbps,低速方式的传输速率为1.5Mbps(b是Bit的意思),b/s 一般表示位传输速度,bps 表示位传输速率,数值上相等。B/s与b/s,BPS(字节每秒)与bps(位每秒)不能混淆。1MB/s(兆字节/秒)=8Mbps(兆位/秒),12Mbps=1.5MB/s,大部分MP3为此类接口类型。 如图1所示。

USB2.0规范是由USB1.1规范演变而来的。它的传输速率达到了480Mbps,折算为MB为60MB/s,足以满足大多数外设的速率要求。USB 2.0中的“增强主机控制器接口”(EHCI)定义了一个与USB 1.1相兼容的架构。它可以用USB 2.0的驱动程序驱动USB 1.1设备。也就是说,所有支持USB 1.1的设备都可以直接在USB 2.0的接口上使用而不必担心兼容性问题,而且像USB 线、插头等等附件也都可以直接使用。

使用USB为打印机应用带来的变化则是速度的大幅度提升,USB接口提供了12Mbps的连接速度,相比并口速度提高达到10倍以上,在这个速度之下打印文件传输时间大大缩减。USB 2.0标准进一步将接口速度提高到480Mbps,是普通USB速度的20倍,更大幅度降低了打印文件的传输时间。

由Intel、微软、惠普、德州仪器、NEC、ST-NXP等业界巨头组成的USB 3.0Promoter Group宣布,该组织负责制定的新一代USB 3.0标准已经正式完成并公开发布。USB 3.0的理论速度为5.0Gb/s,其实只能达到理论值的5成,那也是接近于USB 2.0的10倍了。USB3.0的物理层采用8b/10b编码方式,这样算下来的理论速度也就4Gb/s,实际速度还要扣除协议开销,在4Gb/s基础上要再少点。可广泛用于PC外围设备和消费电子产品。

USB 3.0在实际设备应用中将被称为“USB SuperSpeed”,顺应此前的USB 1.1 FullSpeed和USB 2.0 HighSpeed。预计支持新规范的商用控制器将在2009年下半年面世,消费级产品已经上市。

USB 3.1 Gen2是最新的USB规范,该规范由英特尔等公司发起。数据传输速度提升可至速度10Gbps。与USB 3.0(即USB 3.1 Gen1)技术相比,新USB技术使用一个更高效的数据编码系统,并提供一倍以上的有效数据吞吐率。它完全向下兼容现有的USB连接器与线缆。

USB 3.1 Gen2兼容现有的USB 3.0(即USB 3.1 Gen1)软件堆栈和设备协议、5Gbps的集线器与设备、USB 2.0产品。

USB-IF最新的USB命名规范,原来的USB 3.0和USB 3.1将会不再被命名,所有的USB标准都将被叫做USB 3.2,考虑到兼容性,USB 3.0至USB 3.2分别被叫做USB 3.2 Gen 1、USB 3.2 Gen 2、USB 3.2 Gen 2x2 。

USB设备主要具有以下优点:

1.可以热插拔。就是用户在使用外接设备时,不需要关机再开机等动作,而是在电脑工作时,直接将USB插上使用。

2.携带方便。USB设备大多以“小、轻、薄”见长,对用户来说,随身携带大量数据时,很方便。当然USB硬盘是首要之选了。

3.标准统一。大家常见的是IDE接口的硬盘,串口的鼠标键盘,并口的打印机扫描仪,可是有了USB之后,这些应用外设统统可以用同样的标准与个人电脑连接,这时就有了USB硬盘、USB鼠标、USB打印机等等。

4.可以连接多个设备。USB在个人电脑上往往具有多个接口,可以同时连接几个设备,如果接上一个有四个端口的USB HUB时,就可以再连上;四个USB设备,以此类推,尽可以连下去,将你家的设备都同时连在一台个人电脑上而不会有任何问题(注:最高可连接至127个设备)。

USB是一种常用的pc接口,它只有4根线,两根电源两根信号,故信号是串行传输的,usb接口也称为串行口,usb2.0的速度可以达到480Mbps。可以满足各种工业和民用需要。

USB接口的输出电压和电流是: +5V, 500mA 。实际上有误差,最大不能超过+/-0.2V ,也就是4.8--5.2V 。usb接口的4根线一般是下面这样分配的,需要注意的是千万不要把正负极弄反了,否则会烧掉usb设备或者电脑的南桥芯片:黑线:gnd ;红线:vcc ;绿线:data+ ;白线:data-。

USB接口颜色

一般的排列方式是:红白绿黑从左到右 。

定义:

红色-USB电源: 标有-VCC、Power、5V、5VSB字样。

白色-USB数据线:(负)-DATA-、USBD-、PD-、USBDT-。

绿色-USB数据线:(正)-DATA+、USBD+、PD+、USBDT+。

黑色-地线: GND、Ground。

随着各种数码设备的大量普及,特别是MP3和数码相机的普及,我们周围的USB设备渐渐多了起来。然而这些设备虽然都是采用了USB接口,但是这些设备的数据线并不完全相同。这些数据线在连接PC的一端都是相同的,但是在连接设备端的时候,通常出于体积的考虑而采用了各种不同的接口。下面简单介绍Mini类型sub接口的各种应用。

这种接口可以说是最常见的一种接口了,这种接口由于防误插性能出众,体积也比较小巧,所以正在赢得越来越多的厂商的重视,如今这种接口广泛出如今读卡器、MP3、数码相机以及移动硬盘上。

这种接口常见于以下品牌的数码产品:奥林巴斯的C系列和E系列,柯达的大部分数码相机,三星的MP3产品(如Yepp),SONY的DSC系列,康柏的IPAQ系列产品。

Mini B型4Pin还有一种形式,那就是Mini B型4Pin Flat。顾名思义,这种接口比Mini B型4Pin要更加扁平,在设备中的应用也比较广泛。

Mini B型8Pin Round

这种接口和前面的普通型比起来,就是将原来的D型接头改成了圆形接头,并且为了防止误插在一边设计了一个凸起。

这种接头可以见于一些Nikon的数码相机,CoolPix系列比较多见。虽然Nikon一直坚持用这种接口,但是在一些较新的机型中,例如D100和CP2000也都采用了普及度最高的Mini B型5Pin接口。

这种接口也是一种比较常见的接口了,例如iRiver的著名的MP3系列,其中号称 “铁三角” 的 180TC,以及该系列的很多其他产品采用的均是这种接口。这种接口的应用范围也还算是广,不过从iRiver自3XX系列全面换成Mini B型5Pin的接口后,这种规格明显没有Mini B型5Pin抢眼了。

符合USB2.0规范,支持12Mbit/s的数据传输速率。该模块按照 Microport接口将控制引脚,便于与支持 Microport接口的主控制器相连。

2009年10月26日在瑞士日内瓦举办的国际电联ITU-T第五研究组(SG5)全会上完成了"通用移动终端及其它ICT设备的电源适配器和充电器方案"框架标准讨论并通过,并申请进入报批程序。这实际意味着全球都将统一手机充电器标准。

Type-C,是一种全新的USB接口形式,它伴随最新的USB 3.1标准横空出世。由USB-IF组织于2014年8月份发布,是USB标准化组织为了解决USB接口长期以来物理接口规范不统一,电能只能单向传输等弊端而制定的全新接口,它集充电,显示,数据传输等功能于一身。Type-C接口最大的特点是支持正反2个方向插入,正式解决了 “USB永远插不准” 的世界性难题,正反面随便插。

TYPE-C硬件接口的特点明显,主要有以下几点:

(1)支持正反对称插拔,解决实际应用中的反插无法插入的问题;

(2)接口纤薄,可支持更加轻薄的设备,可令便携式设备的设计更薄更小;

(3)支持更大功率传输,最大可达100瓦,支持更多的大功率负载设备。

(4)支持单口和双口TYPE-C,应用灵活。

(5)支持双向功率传输,送电和受电均可。

功能各异

虽然很多电视机都配有USB接口,但是通过USB接口连接存储设备后能实现的功能却不太相同。有的电视机只支持播放USB存储设备中的图片,有的可以播放音乐文件和一些特定格式的视频。

USB线

说到USB播放能力,当前的国产电视在USB播放能力上还都是比较出色的,H.264编码和RM/RMVB格式的高清视频一般都能流畅播放,效果虽然比高端的高清播放机还是有差距,但是也足够一般用户使用了。

电视USB接口

下图2中为电视侧面的usb接口,可以直接接插U盘或者移动硬盘。

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