MCU通訊接口-USB接口介紹
26.1 USB 簡(jiǎn)介
6) USB 的定義與應(yīng)用
USB 是 英 文 ―Universal Serial BUS（通用串行總線）的縮寫，而其中文簡(jiǎn)稱為通串線，是一個(gè)外部總線標(biāo)準(zhǔn)，用于規(guī)范電腦與外部設(shè)備的連接和通訊，應(yīng)用在 PC 領(lǐng)域的接口技術(shù)。USB 接口支持設(shè)備的即插即用和熱插拔功能。USB 是在1994 年底由英特爾、康柏、IBM、Microsoft 等多家公司聯(lián)合提出的。
USB 具有傳輸速度快（USB1.1是 12Mbps，USB2.0 是 480Mbps, USB3.0 是 5 Gbps），使用方便，支持熱插拔，連接靈活，獨(dú)立供電等優(yōu)點(diǎn)，可以連接鼠標(biāo)、鍵盤、打印機(jī)、掃描儀、攝像頭、閃存盤、MP3 機(jī)、手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、移動(dòng)硬盤、外置光軟驅(qū)、USB 網(wǎng)卡、ADSL Modem、Cable Modem 等，幾乎所有的外部設(shè)備。
USB 接口可用于連接多達(dá) 127 種外設(shè)，如鼠標(biāo)、調(diào)制解調(diào)器和鍵盤等。USB 自從 1996 年推出后，已成功替代串口和并口，并成為當(dāng)今個(gè)人電腦和大量智能設(shè)備的必配的接口之一。
7) USB 的版本
USB1.0
第一版 USB 1.0 是在 1996 年出現(xiàn)的，速度只有 1.5Mb/s；兩年后升級(jí)為 USB 1.1，速度也大大提升到 12Mb/s，至今在部分舊設(shè)備上還能看到這種標(biāo)準(zhǔn)的接口？上俣确矫嬗悬c(diǎn)尷尬，舉個(gè)例子說，當(dāng)
你用 USB1.1 的掃描儀掃一張大小為 40M 的圖片，需要 4 分鐘之久。這樣的速度，讓用戶覺得非常不方便，如果有好幾張圖片要掃的話，就得要有很好的耐心來等待了。
USB2.0
USB 2.0 將設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸速度增加到了 480Mbps，比 USB 1.1 標(biāo)準(zhǔn)快 40 倍左右，速度的提高對(duì)于用戶的最大好處就是意味著用戶可以使用到更高效的外部設(shè)備，而且具有多種速度的周邊設(shè)備都可以被連接到 USB 2.0 的線路上，而且無需擔(dān)心數(shù)據(jù)傳輸時(shí)發(fā)生瓶頸效應(yīng)。所以，如果你用 USB 2.0 的掃描儀，就完全不同了，掃一張 40M 的圖片只需半分鐘左右的時(shí)間，一眨眼就過去了，效率大大提高。而且，USB2.0 可以使用原來 USB 定義中同樣規(guī)格的電纜，接頭的規(guī)格也完全相同，在高速的前提下一樣保持了USB 1.1 的優(yōu)秀特色，并且，USB 2.0 的設(shè)備不會(huì)和 USB 1.X 設(shè)備在共同使用的時(shí)候發(fā)生任何沖突。
市面上 USB 2.0 的規(guī)格有全速（Full-Speed）和高速（High-Speed）。其中高速理論傳輸速率是 480Mbps，即 60MB/s。
USB3.0
USB 3.0 在實(shí)際設(shè)備應(yīng)用中將被稱為―USB SuperSpeed，順應(yīng)此前的 USB 1.1 ―FullSpeed
和 USB 2.0 ―HighSpeed。預(yù)計(jì)支持新規(guī)范的商用控制器將在 2009 年下半年面世，消費(fèi)級(jí)產(chǎn)品則有望在 2010 年上市。USB 3.0 具有后向兼容標(biāo)準(zhǔn)，并兼具傳統(tǒng) USB 技術(shù)的易用性和即插即用功能。該技術(shù)的目標(biāo)是推出比目前連接水平快 10 倍以上的產(chǎn)品，采用與有線 USB 相同的架構(gòu)。除對(duì) USB 3.0 規(guī)格進(jìn)行優(yōu)化以實(shí)現(xiàn)更低的能耗和更高的協(xié)議效率之外，USB 3.0 的端口和線纜能夠?qū)崿F(xiàn)向后兼容，以及支持未來的光纖傳輸。
8) USB 誕生原因
Intel 公司開發(fā)的通用串行總線架構(gòu)（USB）的目的主要基于以下三方面考慮：
計(jì)算機(jī)與電話之間的連接：顯然用計(jì)算機(jī)來進(jìn)行計(jì)算機(jī)通信將是下一代計(jì)算機(jī)基本的應(yīng)用。機(jī)器和人們的數(shù)據(jù)交互流動(dòng)需要一個(gè)廣泛而又便宜的連通網(wǎng)絡(luò)。然而，由于目前產(chǎn)業(yè)間的相互獨(dú)立發(fā)展,尚未建立統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),而 USB 則可以廣泛的連接計(jì)算機(jī)和電話。
易用性：眾所周知，PC 機(jī)的改裝是極不靈活的。對(duì)用戶友好的圖形化接口和一些軟硬件機(jī)制的結(jié)合，加上新一代總線結(jié)構(gòu)使得計(jì)算機(jī)的沖突大量減少，且易于改裝。但以終端用戶的眼光來看，PC 機(jī)的輸入/輸出，如串行/并行端口、鍵盤、鼠標(biāo)、操縱桿接口等，均還沒有達(dá)到即插即用的特性，USB 正是在這種情況下問世的。
端口擴(kuò)充：外圍設(shè)備的添加總是被相當(dāng)有限的端口數(shù)目限制著。缺少一個(gè)雙向、價(jià)廉、與外設(shè)連接的中低速的總線，限制了外圍設(shè)備（諸如電話/電傳/調(diào)制解調(diào)器的適配器、掃描儀、鍵盤、PDA）的開發(fā)，F(xiàn)有的連接只可對(duì)極少設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化，對(duì)于 PC 機(jī)的新的功能部件的添加需定義一個(gè)新的接口來滿足上述需要，USB 就應(yīng)運(yùn)而生。它是快速、雙向、同步、動(dòng)態(tài)連接且價(jià)格低廉的串行接口，可以滿足 PC 機(jī)發(fā)展的現(xiàn)在和未來的需要。
由于能夠支持 USB 協(xié)議的芯片比較多，例如 PDIUSBD12、CH372、CH375 等，現(xiàn)在基本上比較高級(jí)的 MCU 都內(nèi)置了 USB 的功能，例如新唐的M032系列，M452系列，M482系列等，其它品牌的C8051、MSP430、LPC2142。在眾多的選擇當(dāng)中，編寫 USB 章節(jié)使用的 USB 芯片是 CH372。
深入重點(diǎn)：
USB 接口支持設(shè)備的即插即用和熱插拔功能。
USB 有 3 個(gè)版本，分別是 USB1.0、USB2.0，USB3.0。
編輯：admin 最后修改時(shí)間：2023-03-08
