USB接口基礎(chǔ)知識(shí)介紹

USB全稱：Universal Serial Bus

1、USB速度：

USB1.0 :1.5Mbits/s

USB1.1 :12Mbits/s

USB2.0 Full Speed：12Mbits/s，實(shí)際上就是USB1.1改名

USB2.0 High-Speed ：480Mbits/s

單片機(jī)常用的是USB2.0全速類型，高速的也有比較少，畢竟單片機(jī)的速率不是很快。以上速率只是理論值，傳輸1bit的速率確實(shí)是以上速率，但是USB總線有空閑時(shí)間，以及協(xié)議字節(jié)開(kāi)銷，并非只傳輸有效數(shù)據(jù)，因此實(shí)際速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到理論值。

2、USB輸出電流：

USB2.0: 500mA

USB3.0: 900mA

有人說(shuō)以上輸出電流能力都是老黃歷了，說(shuō)現(xiàn)在的USB接口輸出電流能力都比較大了，但是如果要做到非常好的兼容性，一定要按照規(guī)范設(shè)計(jì)。

3、Pin定義

4、低速、全速、高速的區(qū)別

低速設(shè)備上拉電阻在D-上，主機(jī)通過(guò)監(jiān)聽(tīng)兩個(gè)數(shù)據(jù)線的狀態(tài)識(shí)別不同類型的設(shè)備，上拉電壓源3.0-3.6V，如下圖：

全速設(shè)備上拉電阻在D+上，上拉電壓源3.0-3.6V，如下圖：

高速設(shè)備也是在D+上，使用全速模式協(xié)商后切換為高速模式。

5、低速/全速信號(hào)電平

6、低速/全****速直流電氣參數(shù)

7、USB數(shù)據(jù)編碼

USB采用NRZI編碼，NRZI編碼格式原理是：翻轉(zhuǎn)為0，保持為1，如下圖：

注:J狀態(tài)和K狀態(tài)已在上面表格中羅列出。

另外，為了保證足夠的NRZI編碼轉(zhuǎn)換，長(zhǎng)時(shí)間的穩(wěn)定電平會(huì)導(dǎo)致同步問(wèn)題，因此在USB通訊中使用填充技術(shù)，即，6個(gè)連續(xù)的1之后填充一個(gè)0，然后再編碼為NRZI格式。

8、USB校驗(yàn)

USB有兩種校驗(yàn)方式，如下：

令牌類數(shù)據(jù)包采用CRC5校驗(yàn)方式，多項(xiàng)式如下：

數(shù)據(jù)類數(shù)據(jù)包采用CRC16校驗(yàn)方式，多項(xiàng)式如下：

USB在協(xié)議層已經(jīng)做了數(shù)據(jù)校驗(yàn)，而且有錯(cuò)誤重傳功能，跟UART通訊不一樣，UART傳輸需要額外的增加校驗(yàn)方法保證數(shù)據(jù)正確性。

9、USB布線

USB走線按照90歐姆阻抗控制，嚴(yán)格按照差分線走線。