帮忙提供USB电路图及工作原理

工作原理：

一个USB系统可以从三个方面加以描述：USB互连、USB从端口和USB主端口。

USB互连

USB互连是指一个USB主端口（USB Host）与USB从端口相连并和其通信的方式，它包括以下几方面。

总线的拓扑结构：USB主端口和USB从端口的连接模式。

数据流模型：描述了数据在系统中通过USB从产生方到使用方的流动方式。

任务规划：USB提供多个从端口共享的连接，对USB从端口必须进行规划以分配带宽。

USB主端口

USB主机是USB系统的核心，在一个USB系统中只有一个主端口主端口的USB接口称为USB控制器，通过它主机和外围USB设备进行通信。在主机中还集成了一个根集线器（Root Hub），用于直接与外设相连或与一般USB Hub级连。

USB从端口

USB从端口包括USB集线器和功能设备（Function）两大类。它们都必须有标准的USB接口，理解USB协议，支持标准的USB操作（如配置、复位等）。它们的描述信息也必须具有USB协议定义的标准格式。

集线器为USB总线提供扩展和连接；功能设备是具有一定特殊应用功能的设备，它能发送数据到主机，也可以接收来自主机的数据和控制信息。

扩展资料

接口布置

USB是一种常用的pc接口，他只有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接口定义图

USB接口定义 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 [4]

参考资料：百度百科-USB接口

USB(Universal Serial Bus)是1995年Microsoft、Compaq、IBM等公司联合制定的一种新的PC串行通信协议。USB协议出台后得到各PC厂商、芯片制造商和PC外设厂商的广泛支持。USB本身也处于不断的发展和完善中，从当初的0.7、0.8到现在广泛采用的1.0、1.1版本到即将被采用的2.0版本。USB外设在国外以惊人的速度发展，迄今为止，各种USB的外设已经有上千种。那么，USB为什么如此受亲睐呢？这要从它自身所具有的很多优点谈起。

1. PC为什么急需USB

随着PC的广泛应用，其外设也越来越多，打印机、鼠标、扫描仪、游戏杆、音箱.. .。每个外设都需要通过一个接口与PC相连。外设多了，PC的接口自然也就不够用了。在很多特定的应用场合，如工业数据采集等领域，常常用采集板卡来完成工作，而每一个板卡自然会占用一个PC插槽。PC插槽就那么几个，要是采集点多了怎么办呢？

PC外设安装过程中比较麻烦的另一件事情是在加减设备时，必须关掉电源，加减设备完成之后再从新启动机器。对于板卡式的外设就更加麻烦了，您不得不打开机箱，弄得满头大汗，一不小心，汗水滴到主板上，机器就死翘翘了。我就碰到过这样的事情。

USB的出现就能够为您完全解决掉上面提到的这些尴尬，每台PC通过USB端口最多可以接127个外设！把您所有的东西全接上来吧，没问题！还有，USB完全是PNP的，在您第一次安装完成以后，加减设备只需要拔出或插上USB插头就一切OK了，不必理会机器是开还是关，就这么简单。

可不要因为慢得象蜗牛的232而使你联想到串行就代表慢。USB有快速和慢速工作方式，传输速率分别为12Mbps和1.5Mbps，比232快了不知道多少倍。

2. USB的结构框架

root hub

______________|___________

| |

hubhub

___|__________|________

| | | | | | | |

d1 d2 d3 h1 h2 d4 d5d6

d* 外设 h* hub

上图显示了USB的拓扑结构。

PC主板上的那两个插口，就是root hub。root hub是一个USB系统的总控制端口。它既可以直接接外设，也可以通过hub控制更多的外设。

USB hub结构类似通常的网络集线器，有一个upper link和很多子端口，每个子端口可以接一个外设，也可以再通过一个hub接入更多外设，直到所有外设加起来到127为止。

3. USB设备的加载过程

当USB设备接入hub或root hub后，主机控制器和主机软件(host controller &host software)能自动侦测到设备的接入。然后host software读取一系列的数据用于确认设备特征，如vendor ID, product ID, interface工作方式，电源消耗量等参数。之后主机分配给外设一个单独的地址。地址是动态分配的，各次可能不同。在分配完地址之后对设备进行初始化，初始化完成以后就可以对设备进行IO操作了。

4. USB的适用范围

其实除了象显卡这种需要极高数据量和一些实时性要求特别高的控制设备，几乎所有的PC外设都可以移植到USB上来。而事实上国外几乎已经做到了这一点。我想对于国内的开发者来说，在鼠标、键盘等产品上就不必去和国外竞争了。但即使这样，USB的PC外设仍然有大得不可限量的发展空间。我归纳了以下几个大类供开发者参考：

1). 传统PC外设，象鼠标、键盘、音箱、游戏杆、扫描仪、打印机等。

2). 基于PC的通信设备，如Modem, ISDN等

3). 端口转接器，如USB-->232, USB-->LPT等，以适应原来的设备。

4). 具有中国特色的设备，象汉字输入笔那样的东西。

5). 工业领域。

很深奥的问题，还么分= =。我郁闷。 一个USB系统可以从三个方面加以描述：USB互连、USB从端口和USB主端口。1． USB互连USB互连是指一个USB主端口（USB Host）与USB从端口相连并和其通信的方式，它包括以下几方面。·总线的拓扑结构：USB主端口和USB从端口的连接模式。·数据流模型：描述了数据在系统中通过USB从产生方到使用方的流动方式。·任务规划：USB提供多个从端口共享的连接，对USB从端口必须进行规划以分配带宽。USB的总线拓扑结构如图所示，它是一个星型结构，集线器（Hub）位于每个星型结构的中心，USB协议规定最多允许5级集线器进行级连。这种集线器级连的方式使得外设的扩展很容易。数据流模式对于USB设备很关键。USB协议支持以单向或双向的方式，在USB主端口和一个USB设备之间交换功能数据和控制信息。USB的数据传输是在主端口和一个USB从端口上的特定端点之间进行的，一个给定的USB从端口支持多个数据传输端点。USB主端口将分别处理一个USB从端口的任一端点与其他端点上的通信，这种主端口和一个USB从端口之间的联系称为管道。

</FONT>在USB技术的体系结构中有基本的数据传送类型，任一给定的管道都必须能够支持其中的一种传输方式。2．USB从端口USB从端口包括USB集线器和功能设备（Function）两大类。它们都必须有标准的USB接口，理解USB协议，支持标准的USB操作（如配置、复位等）。它们的描述信息也必须具有USB协议定义的标准格式。集线器为USB总线提供扩展和连接；功能设备是具有一定特殊应用功能的设备，它能发送数据到主机，也可以接收来自主机的数据和控制信息。3．USB主端口USB主机是USB系统的核心，在一个USB系统中只有一个主端口主端口的USB接口称为USB控制器，通过它主机和外围USB设备进行通信。在主机中还集成了一个根集线器（Root Hub），用于直接与外设相连或与一般USB Hub级连。主机所具有的功能包括：·检测USB设备的插入和拔出。·管理主机与设备之间的数据流。·对设备进行必要的控制。·收集各种状态信息。·对插入的设备供电。ARM内部集成了USB控制器，可以接出USB Host端口，用于系统调试。

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