MCU通訊接口-USB接口介紹
26.1 USB 簡介
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 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)。現(xiàn)有的連接只可對極少設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化，對于 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
