通用串行總線（USB，Universal Serial Bus）是由通用串行總線開(kāi)發(fā)聯(lián)盟（USB Implementers Forum，簡(jiǎn)稱USB-IF），開(kāi)發(fā)的一種數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，即USB主機(jī)與USB設(shè)備間的互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)其間的數(shù)據(jù)信號(hào)互相傳輸，還可實(shí)現(xiàn)USB主機(jī)向USB設(shè)備供電（直流）。其接口連接器包括插接件（含插座與插頭）和數(shù)據(jù)傳輸電纜）。當(dāng)時(shí)開(kāi)發(fā)該技術(shù)的目的主要是為了解決計(jì)算機(jī)與外設(shè)之間的連接，該總線技術(shù)既實(shí)現(xiàn)接口的統(tǒng)一，關(guān)鍵是能夠?qū)崿F(xiàn)“即插即用”，這為計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用提供了絕好的前景。

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USB-IF最初開(kāi)發(fā)的是USB1.0總線規(guī)范，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)速率較低，可以實(shí)現(xiàn)諸如鼠標(biāo)、鍵盤(pán)、打印機(jī)等外設(shè)的連接。而后，USB-IF又推出了USB1.1總線規(guī)范，使數(shù)據(jù)的傳輸速率得到了一次提高。在2000年4月USB-IF又發(fā)布了USB2.0總線規(guī)范，使數(shù)據(jù)的傳輸速率獲得了極大的提高，是USB1.1的40倍，可實(shí)現(xiàn)更多的外設(shè)的連接接入，諸如高速硬盤(pán)、彩色打印機(jī)等。同時(shí)由于數(shù)據(jù)傳輸速率的提高，該總線技術(shù)不僅用于計(jì)算機(jī)與其外設(shè)的連接，還可用于通信設(shè)備和電子終端的連接。關(guān)鍵是USB2.0向后兼容USB1.0/1.1，使得逐步的取代了USB1.0/1.1，USB1.0/1.1總線技術(shù)已很少有使用了。隨著USB-IF的持續(xù)的研究，又陸續(xù)推出了USB3.0、USB3.1和USB type-C的總線規(guī)范。這些不同規(guī)范的一個(gè)主要特點(diǎn)是數(shù)據(jù)傳輸速率的不斷提高（當(dāng)然還有其它性能的提高），目前的USB type-C規(guī)范的理論數(shù)據(jù)傳輸速率可達(dá)10Gbit/s。由于USB總線技術(shù)的推出和不斷的發(fā)展，已基本上取代了原來(lái)計(jì)算機(jī)所用的其他串口或并口。理論上USB接口可用于連接多達(dá)127個(gè)外設(shè)。其USB總線技術(shù)的有關(guān)特性詳見(jiàn)下表0，包括USB1.0到USB type-C的最大數(shù)據(jù)傳輸速率、最大輸出電流，及其它們的推出時(shí)間等。

表0：USB總線技術(shù)的有關(guān)特性

1、USB1.0/1.1接口連接器

USB1.0/1.1接口使用的是一個(gè)長(zhǎng)方形4芯的物理連接器，它分為A系列和B系列兩種類(lèi)型，如下圖1-1所示。A系列是為保持永久連接而設(shè)計(jì)的，計(jì)算機(jī)上常用的就是這種類(lèi)型。USB接口的插腳的分配及接口電路的定義如下圖1-2所示，共有4個(gè)腳針。USB接口的符號(hào)常用下圖1-3來(lái)表示。

圖1-1：USB接口外形示意圖

圖1-2：USB接口的插腳的分配及接口電路的定義

圖1-3：USB接口的符號(hào)

2、USB2.0接口連接器

USB2.0接口連接器繼承了USB1.0/1.1接口連接器的形式，開(kāi)始也分為A系列和B系列兩種類(lèi)型（4個(gè)腳針），主要還是用于計(jì)算機(jī)與外設(shè)的連接。后來(lái)又推出了Mini-USB和Micro-USB兩種小尺寸接口連接器，Micro-USB的尺寸比Mini-USB更小。這種小尺寸接口連接器主要用于手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)等。這種小尺寸接口連接器的腳針（Pin）變?yōu)?/span>5個(gè)，其腳針圖分別詳見(jiàn)下圖2-1和2-2（它們有A型和B型之分），其腳針的定義及色譜詳見(jiàn)下表2-1。圖2-3為它們的外形圖。

圖2-1：Mini-USB接口腳針圖

圖2-2：Micro-USB接口腳針圖

圖2-3：Mini-USB與Micro-USB接口外形圖

表2-1：Mini-USB與Micro-USB的腳針定義

注意在實(shí)際使用時(shí)，作為數(shù)據(jù)連接線，可以是一端為USB1.0/1.1接口連接器（即4個(gè)腳針），而另一端可以為Mini-USB或Micro-USB。

3、USB3.0/3.1接口連接器

USB3.0和USB3.1接口連接器的腳針及定義是相同的，它采用了9腳針設(shè)計(jì)，為了向下兼容USB2.0，其中四個(gè)針腳和USB 2.0的形狀、腳針定義均完全相同，另外5根是專門(mén)為USB 3.0的傳輸加速。USB3.0/3.1接口連接器（包括插頭與插座）外形結(jié)構(gòu)較多，分為A型、B型、Powered型、Micro-A型和Micro-B型等等，它們的腳針定義詳見(jiàn)下表3。

表3：USB3.0/3.1接口連接器的腳針定義

4、USB type-C接口連接器

USB type-C總線規(guī)范是USB3.1規(guī)范的改進(jìn)，也有稱其為USB 3.1 Gen 2。USB Type-C最明顯的特點(diǎn)就是支持正反面盲插。因此它所有的腳針增加為24個(gè)，分為上（A1~A12）、下（B12~B1）兩層排列，如下圖4-1所示。上下兩層的腳針的定義是相同的，只是排列的方向是相反的，所以支持了正反兩面盲插。由于該接口連接器制作的非常纖薄，成為計(jì)算機(jī)用或通信設(shè)備用USB接口的發(fā)展方向，其外形示意圖如下圖4-2所示。

圖4-1：USB type-C接口連接器腳針圖

圖4-2：USB type-C接口連接器外形圖

由圖4-1知，在每一層中，與USB3.0/3.1接口連接器的腳針相比，多了通道配置（Channel Configuration）信號(hào)腳針（CC1或CC2），用于功能協(xié)商。上述信號(hào)確定接口插入方向，并用于協(xié)商接口上的供電功能、替代模式和外設(shè)模式。另外，所多出的腳針（GND、VBUS和SBU）是為了支持供電轉(zhuǎn)換。USB Type-C接口默認(rèn)的5V供電向后兼容之前的USB接口。有了這些腳針可使USB Type-C接口最高可支持20V的電壓以及5A的電流。

上述介紹了各規(guī)范USB接口的連接器的形式、腳針的電路定義，那么與其插頭相連接的是數(shù)據(jù)傳輸/供電的綜合電纜，簡(jiǎn)稱數(shù)據(jù)傳輸線，綜合電纜的技術(shù)要求應(yīng)與相應(yīng)的接口相適應(yīng)的。

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