通用串行总线usb控制器是什么,有什么用

USB的结构及工作原理

USB的结构及工作原理USB（Universal Serial Bus）是一种用于连接电脑和外部设备的通用串行总线，它提供了一种简便、高效的数据传输和电源供应方式。

USB的成功在于其简单的结构和灵活的接口规范，使得它成为了现代电子设备中最主要的外部接口之一一、USB的结构1. USB连接器：USB连接器是连接USB设备和计算机的接口，可以通过不同的连接器类型进行物理连接，如Type-A、Type-B、Micro-USB、Type-C等。

B电缆：USB电缆用于传输数据和提供电源，它通常由四条线构成：两条用于数据传输（D+和D-），一条用于电源供应（VCC），一条用于地线（GND）。

数据线采用差分传输技术，通过D+和D-线上的电压差异来传输数据。

B控制器：USB控制器是连接计算机系统和外部设备的接口芯片，负责数据的传输、电源的管理和设备的管理。

它能够识别连接的设备，并通过控制传输协议进行数据的交换。

二、USB的工作原理USB的工作原理可以分为四个阶段：电源管理、设备识别、配置和数据传输。

1.电源管理：当设备插入USB接口时，USB控制器会为设备提供电源。

USB设备通过使用插入和拔出的电流来检测计算机是否连接了USB电缆。

一旦检测到电流，设备可以从总线上获取电源。

2.设备识别：USB控制器会通过发送特定的电压或电流模式来识别连接的USB设备。

这些模式由USB设备使用的芯片来解码，设备可以向USB控制器提供设备的标识信息。

3.配置：一旦设备被识别，USB控制器会通过请求和应答的方式与设备进行通信，以确定设备的属性和功能。

USB设备会在接收到配置指令后进行初始化，并向USB控制器报告设备的信息和功能。

4.数据传输：一旦设备被配置完毕，USB控制器就可以进行数据的传输。

USB使用主从模式，即USB控制器作为主机发送数据，设备作为从机接收数据。

数据传输可以分为三种类型：控制传输、中断传输和批量传输。

控制传输用于设备的配置和控制，中断传输用于传输实时数据，批量传输用于大量数据的传输。

细说USB

细说USB一、USB的定义USB是英文Universal Serial Bus的缩写，中文含义是“通用串行总线”。

USB不是一种新的总线标准，而是应用在PC领域的新型接口技术，随着微软在Windows98中内置了对USB接口的支持模块，加上USB设备的日渐增多，USB逐步走进了实用阶段。

USB用一个4针插头作为标准插头，采用菊花链形式可以把所有的外设连接起来，并且不会损失带宽。

USB需要主机硬件、操作系统和外设三个方面的支持才能工作。

目前的主板一般都采用支持USB功能的控制芯片组，主板上也安装有USB接口插座。

USB规范中将USB分为五个部分：控制器、控制器驱动程序、USB芯片驱动程序、USB设备以及针对不同USB设备的客户驱动程序。

·控制器（Host Controller）主要负责执行由控制器驱动程序发出的命令。

·控制器驱动程序（Host Controller Driver）在控制器与USB设备之间建立通信信道。

·USB芯片驱动程序（USB Driver）提供对USB的支持。

·USB设备（USB Device）包括与PC相连的USB外围设备，分为两类，一类设备本身可再接其它USB外围设备，另一类设备本身不可再连接其它外围设备，前者称为集线器（Hub），后者称为设备（Funct ion）。

或者说，集线器带有连接其它外围设备的USB端口，而设备则是连接在计算机上用来完成特定功能并符合USB规范的设备单元。

·设备驱动程序（Client Driver Software）就是用来驱动USB设备的程序，通常由操作系统或USB设备制造商提供。

针对设备对系统资源需求的不同，在USB规范中规定了四种不同的数据传输方式：·等时传输方式（Isochronous）该方式用来联接需要连续传输数据、且对数据的正确性要求不高而对时间极为敏感的外部设备，如麦克风、喇叭以及电话等。

通用串行总线USB及其应用

通用串行总线USB及其应用
如今，随着计算机在各个领域中的应用日益普及和深化，其外设也越来越多，如打印机、扫描仪、嬉戏杆、MIC、modem等。

因计算机本身只提供高性能的运算处理等方面的基本能力，当我们将一台计算机应用于某个详细实际需要时，往往需要对他的基本功能举行扩展。

而在对计算机功能扩展时，原则上每个外设都必需插在一个接口上。

当外设多了以后，会产生一些问题。

首先，外设增多，计算机接口也必需增多，但计算机的标准接口总是有限的，虽然可以通过增强功能接口插卡来扩展接口，但可增插卡的数量受计算机插槽个数的限制，并且扩展接口卡存在以下问题：
(1)接口卡的插拔过程必需关机，并且需打开机箱举行安装和拆卸；
(2)接口插卡设备驱动程序的安装、调试直至正常运行的过程仍需要各种技术的支持，其安装和配置过程仍需人工干预。

当扩展插卡较多时，常会浮现一块或多块插卡因无法合理配置而不能正常工作的状况，严峻时可导致系统崩溃；
(3)接口插卡质量凹凸、兼容性和标准性的程度以及驱动软件的牢靠性将挺直影响计算机的寿命和系统的稳定性、牢靠性；
(4)笔记本电脑之类的小体积PC很难用接口插卡举行功能扩展；
(5)PC插槽中的各种接口卡受到内部的辐射干扰，使其性能受到很大影响，除非接口卡是全数字化的。

所以扩展接口卡终究不是解决问题的根本办法。

第二，随着技术不断进展，大量新外设不断浮现，这些外设对计算机接口提出了更高的要求，如高速度、双向传输数据等。

传统的计算机接口，如并行打印机接口（数据传输率为1 Mb/s）、串行RS232接口（数据传输率为115～230 kb/s）已经不能满足用户需要。

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USB介绍与应用

USB介绍与应用一．USB介绍B概述USB，是英文U niversal S erial B us（通用串行总线）的缩写，是一个外部总线标准，用于规范电脑与外部设备的连接和通讯。

是应用在PC领域的接口技术。

USB接口支持设备的即插即用和热插拔功能。

USB是在1994年底由英特尔、康柏、IBM、Microsoft等多家公司联合提出的。

USB协议有两种：USB1.1和USB2.0。

USB2.0和USB1.1完全兼容。

USB1.1支持的数据传输率为12Mbps和1.5Mbps（用于慢速外设），USB2.0支持的数据传速率可达480Mbps。

在普通用户看来，USB系统就是外设通过一根USB电缆和PC机连接起来。

通常把外设称为USB 设备，把其所连接的PC机称为USB主机。

将指向USB主机的数据传输方向称为上行通信，把指向USB设备的数据传输方向称为下行通信。

USB网络采用阶梯式星形拓扑结构，如图1.1。

一个USB网络中只能有一个主机。

主机内设置了一个根集线器，提供了主机上的初始附属点。

B 系统介绍USB 的所有数据通信（不论是上行通信还是下行通信）都由USB主机启动，所以USB 主机在整个数据传输过程中占据着主导地位。

在USB 系统中只允许有一个主机。

从开发人员的角度看，USB 主机可分为三个不同的功能模块：客户软件、USB 系统软件和USB 总线接口。

(1) 客户软件 (2) USB 系统软件 (3) USB 总线接口(1) 客户软件(根阶梯) 阶梯0PC 主机（根集线器）客户软件负责和USB设备的功能单元进行通信，以实现其特定功能。

一般由开发人员自行开发。

客户软件不能直接访问USB设备，其与USB设备功能单元的通信必须经过USB系统软件和USB总线接口模块才能实现。

客户软件一般包括USB设备驱动程序和界面应用程序两部分。

USB设备驱动程序负责和USB系统软件进行通信。

通常，它向USB 总线驱动程序发出I/O请求包（IRP）以启动一次USB数据传输。

USB转串口原理及应用

USB转串口原理及应用USB转串口是指将USB接口转换成串口（或称为RS232接口）的方式。

USB（Universal Serial Bus，通用串行总线）是一种用于计算机之间连接和通信的通用接口。

而串口是一种用于计算机和外部设备之间进行异步串行通信的接口。

USB转串口的原理是通过内部的芯片实现的。

USB接口通常由USB控制器芯片和USB插座构成，而串口通常由UART（Universal Asynchronous Receiver and Transmitter，通用异步收发器）芯片实现。

所以，USB转串口的内部芯片实际上是将USB信号转换成UART信号，实现USB和串口之间的通信转换。

当计算机通过USB接口连接到USB转串口设备时，计算机会通过USB驱动程序与USB控制器芯片进行通信。

USB控制器芯片会将USB信号转换成串口信号，并通过UART芯片传送到串口接口上。

然后，外部设备可以通过串口接口与计算机进行通信，如串口打印机、串口调试工具等。

1.串口设备连接：许多传统的外部设备，如打印机、调制解调器、控制设备等，仍然使用串口进行通信。

通过USB转串口，这些设备可以与计算机连接，实现数据的传输和控制。

2.串口调试工具：在嵌入式系统和电子产品开发过程中，串口通常被用作调试接口。

通过USB转串口，开发人员可以使用计算机来进行调试和控制。

3.机器人控制：一些机器人和无人机使用串口进行通信。

通过USB转串口，计算机可以与这些设备进行通信，实现控制和数据传输。

4.工业自动化：在工业自动化领域，串口通常用于连接各种传感器、执行器和控制设备。

通过USB转串口，这些设备可以与计算机或控制系统进行通信，实现数据采集和控制。

5.特殊设备接口：有些特殊设备可能不直接支持USB接口，但支持串口接口。

通过USB转串口，可以将这些设备连接到计算机，实现数据传输和控制。

总之，USB转串口是一种将USB接口转换成串口接口的方式，通过内部芯片实现信号转换。

USB通用串行总线简介

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图1-3 USB集线器结构
（2）USB设备。USB设备分为hub设备和功能设备。 USB硬件系统的示意图如图1-4所示。
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图1-4 USB硬件系统的示意图
2.物理总线拓扑结构 USB总线上的设备以星形的
拓扑结构实现与主机物理连接。 USB的接入点由集线器来提供。这种由集线器提供的额外接入点称为端口。主机中包含了嵌入的集线器，它称之为根集线器。通过根集线器，主机可以提供一个或多个接入点。为了防止出现环形接入的情况，在USB中使用了分层的拓扑结构，这种配置结果具有树形结构，如图1-5所示。
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USB共有3种类型的包，即令牌包、数据包和握手包。（1）令牌包。由PID、地址、端点和CRC校验字段组成，其格式如图1-9所示。
其中，地址字段和端点字段唯一地确定了某个设备上的某一个端点。只有主机才可以发出令牌包。
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图 1-9 令牌包格式
（2）数据包。由PID字段、0~1 023字节长度的数据字段和16位的CRC校验字段组成，其格式如图1-10所示。数据源向目的地发送的数据或者无数据传送的指示信息，数据包可以携带的数据最多为1 023字节。数据必须以整数的字节数发出。数据CRC仅通过对包中的数据字段计算而得到，不包括PID，它有自己的校验字段。
4 采用“主-从式”数据传输方式，所有传输由USB主机发起，USB设备仅在主机对它提出要求时才进行传输。
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1.3 USB的硬件结构
1.硬件构成（1）USB主控制器/根集线器。主控制器负责传输处理，这些传输已
经由主机软件安排好。主控制器对数据执行一个并行到串行的转换，建立 USB的传输处理，并传给根集线器在总线上发送。

USB协议通用串行总线的工作原理与规范

USB协议通用串行总线的工作原理与规范USB（Universal Serial Bus）即通用串行总线，是一种用于连接计算机和外部设备的通信接口标准。

USB协议定义了数据传输的规范和传输方式，使得各种设备可以通过USB接口进行连接和交互。

本文将介绍USB协议的工作原理与规范。

一、USB的工作原理USB协议采用串行传输方式，可以同时传输数据和供电，因此广泛应用于各种外部设备，如鼠标、键盘、打印机等。

USB的工作原理可以简单归纳为以下几个方面：1. 物理传输层：USB接口通常包含四根线缆，分别是VCC（电源线）、D+（数据线正向信号）、D-（数据线反向信号）和GND（地线）。

通过这些线缆，USB可以提供设备间的电源供应和数据传输功能。

2. 握手协议：当设备插入到USB接口时，计算机会向设备发送握手信号。

设备收到握手信号后，会返回一个设备描述符，用于识别设备类型和功能。

3. 设备通信：设备与计算机之间的通信是通过数据传输的方式进行的。

USB协议使用分组的方式传输数据，每个分组包含一个起始标记、数据内容和一个终止标记。

通过这种方式，USB可以高效地实现数据的传输和交换。

4. 端点和管道：USB通信中的端点是指设备上的数据缓冲区，而管道是指连接计算机和设备的逻辑通道。

USB协议将端点分为输入端点和输出端点，以实现数据的双向传输。

5. 帧结构：USB通信的最小单位是帧，每个帧由若干个数据包组成。

USB协议规定了帧的长度和组成结构，使得数据可以按照一定的规则进行传输和解析。

6. USB总线功率管理：USB协议支持对外部设备进行功率管理，通过对设备的供电进行控制，可以有效管理系统的功耗和电源消耗，延长设备的使用寿命。

二、USB的规范USB协议的规范包括了以下几个方面：1. USB设备接口规范：USB设备接口规范定义了设备与计算机之间的物理连接方式和通信协议。

该规范规定了USB接口的电气特性，如电压、速度等，以及数据传输和供电方式。

USB基本概念介绍

USB基本概念介绍1、什么是USBUSB是Universal Serial Bus的缩写，翻译为中⽂就是通⽤串⾏总线。

在USB出现之前，计算机领域已经存在很多的接⼝，这些接⼝互相都有⾃⼰的应⽤领域，并且之间互不兼容，⽤户为了使⽤不同的应⽤，需要配置不同的硬件接⼝。

USB的出现就是为了解决这些问题，通过单个的USB接⼝，同时⽀持不同的应⽤，⽅便不同设备的互联。

说⽩了，USB就相当于在众多接⼝之上，设计出⼀个万能的USB接⼝，以后各种外设都可以使⽤这种接⼝。

2、USB相关的硬件2.1 USB主机控制器USB设备，从物理上的结构来看，包含了主机Host端和设备Device端。

其中，主机端有对应的USB的主机控制器Host Controller，⽽设备端，对应的是USB设备。

例如，我们⽇常使⽤的台式电脑的机箱上的USB接⼝就属于主机控制器⼀种，⽤以存储资料的U盘属于USB设备⼀种。

由于历史原因，USB的主机控制器有多种不同的类型，分为OHCI和UHCI、EHCI和XHCI。

尽管不同的USB主控类型有着不同的特点，但他们都符合对应的USB规范，都实现了USB规范中所规定的USB主控所要实现的内容。

不同类型USB控制器之间简要概括可以如下表所⽰：USB主机控制器类型共同点区别对应的USB的协议和⽀持的速率创⽴者功能划分常⽤于OHCI都实现了对应的USB的规范中所要求的功能USB 1.1=LowSpeed和FullSpeedCompaq，Microsoft和NationalSemiconductor硬件功能 > 软件功能⇒硬件做的事情更多，所以实现对应的软件驱动的任务，就相对较简单扩展卡，嵌⼊式开发板的USB主控UHCI Intel软件功能 > 硬件功能⇒软件的任务重，可以使⽤较便宜的硬件的USB控制器PC端的主板上的USB主控EHCI USB 2.0=HighSpeedIntel定义了USB 2.0主控中所要实现何种功能，以及如何实现各种USB 2.0主控xHCI USB 3.0=SuperSpeedIntel定义了USB 3.0主控中所要实现何种功能，以及如何实现各种USB 3.0主控2.2 USB接⼝的引脚定义USB 1.x/2.x共有4个引脚，分别为VBUS、D-、D+、GNDVBUS：+5V电源引脚D-：data-，数据线，与D+构成差分信号D+：data+，数据线，与D-构成差分信号GND：Ground，地线在USB主机端的每个端⼝的D+和D-上，分别接了⼀个15K欧姆的下拉电阻到地。

USB总线技术及应用

USB总线技术及应用USB（Universal Serial Bus，通用串行总线）是一种计算机外部设备连接标准，用于在计算机系统和外部设备之间传输数据和提供供电。

随着技术的推进，USB总线技术也不断发展壮大，目前已经发展到USB 3.1、USB Type-C等新一代标准。

USB 3.1的最大传输速度可达到10 Gbps，是USB 2.0的几倍，它还支持双向电源传输，可以为连接的设备提供更大的电流。

USB总线技术在广泛的应用领域中扮演着重要的角色。

首先，USB总线技术在个人电脑中得到广泛应用。

无论是鼠标、键盘、打印机、扫描仪等标准设备，还是外部硬盘驱动器、数码相机、手机等非标准设备，几乎所有的设备都可以通过USB接口连接到计算机，并方便地进行数据传输和供电。

其次，USB总线技术在嵌入式系统中也非常常见。

例如，智能手机、平板电脑、数码相机等嵌入式设备通常通过USB接口与计算机进行通信和数据传输。

USB总线技术还支持充电功能，使得移动设备可以通过USB接口进行充电。

USB总线技术的发展也为多媒体设备提供了更好的连接解决方案。

比如，USB总线技术可以方便地将音频设备如扬声器、麦克风、耳机等连接到计算机，并实现高品质的音频输入和输出。

此外，USB总线技术还可以连接视频设备如摄像头、显示器等，实现高速的视频数据传输。

此外，USB总线技术在汽车领域也有广泛的应用。

现代汽车中的娱乐系统、导航系统、车载通信系统等多个模块都可以通过USB接口进行连接和交互，从而提供更好的用户体验和功能。

综上所述，USB总线技术是一种重要的计算机外设连接标准，它的应用范围广泛，不仅可以连接标准设备和非标准设备，还可以应用于个人电脑、嵌入式系统、多媒体设备以及汽车等领域。

随着技术的不断进步，USB总线技术的传输速度和功能将会不断提升，为各个领域的应用提供更好的支持。

USB工作原理

USB工作原理USB（Universal Serial Bus）是一种常见的计算机外部设备连接标准，它可以用于连接各种外部设备，如打印机、键盘、鼠标、摄像头等。

USB的工作原理涉及到硬件、电气和通信协议等多个方面。

一、USB的硬件结构USB由以下几个主要组成部份组成：1. USB插头和插座：USB插头是用于连接USB设备的接口，插座是用于连接主机的接口。

2. USB线缆：USB线缆用于连接USB插头和插座。

3. USB控制器：USB控制器是用于控制USB设备与主机之间的通信的芯片。

4. USB设备：USB设备是指连接到USB总线上的各种外部设备。

二、USB的电气特性USB采用差分信号传输方式，其中D+和D-是用于传输数据的差分信号线。

USB还包括VCC（电源供应线）和GND（地线）等路线。

USB的电压标准为5V。

三、USB的通信协议USB采用主从式通信协议，主机是指控制USB总线的设备，从设备是指连接到USB总线上的外部设备。

USB通信协议包括以下几个重要的概念：1. 握手协议：USB通信的开始阶段，主机和从设备之间进行握手协议，以确定通信的速率和传输方式等参数。

2. 帧结构：USB通信采用分组传输的方式，每一个分组称为一个帧，帧由同步头、数据包和校验位等组成。

3. 端点：USB通信中的数据传输通道，每一个USB设备可以有多个输入端点和输出端点。

4. 控制传输、中断传输和批量传输等传输方式。

四、USB的工作流程USB的工作流程如下：1. 插入USB设备：将USB设备插入主机的USB插座。

2. 硬件检测：主机检测到USB设备的插入，并进行硬件检测，确定设备的类型和能力。

3. 驱动程序加载：根据设备的类型，主机加载相应的驱动程序，以便与设备进行通信。

4. 握手协议：主机和设备进行握手协议，确定通信的速率和传输方式等参数。

5. 数据传输：主机通过控制传输、中断传输或者批量传输等方式与设备进行数据传输。

USB总线技术及应用

USB总线技及术应用摘要:USB是通用串行总线（Universal Serial Bus）的简称，是一种应用在计算机领域的新型接口技术（也越来越多地应用于嵌入式便携设备)，是当前最流行的接口技术之一.USB以其卓越的易用性、稳定性、兼容性、扩展性、完备性、网络性和低功耗等诸多优点得到了迅速发展和广泛的应用。

USB是英文Universal Serial Bus的简称，是一种应用在计算机领域的新型接口技术（也越来越多地应用于嵌入式便携设备），是当前最流行的接口技术之一。

USB以其卓越的易用性、稳定性、兼容性、扩展性、完备性、网络性和低功耗等诸多优点得到了迅速发展和广泛的应用.当今的计算机外部设备都在追求高速度和高通用性。

为了满足用户的需求,以Intel为首的七家公司Intel、Compaq、Microsoft、IBM、DEC、Northern、Telecom 以及日本NEC于1994年11月推出了USB(Universal Serial Bus）通用串行总线协议的第一个草案专用于低中速的计算机外设，USB可把多达127个外设同时连到用户的系统上，所有的外设通过协议来共享USB的带宽，其12Mbps的带宽对于键盘鼠标等低中速外设是完全足够.随着USB技术的应用不断深入，在2000年发布的USB规范版本2。

0中已经将USB支持的带宽提升到480Mbps。

USB 正在不断地占领PC外设的市场,成为了PC外设的主流接口。

在自己的产品中使用USB已经成为了一种潮流。

如果希望产品被市场接受开发者往往不得不使用USB。

现在USB不光成为了微机主板上的标准端口而且还成为了所有微机外设（包括键盘、鼠标、显示器、打印机、数字相机、扫描仪和游戏手柄等等）与主机相连的标准协议之一.这种连接较以往普通并口(Parallel port）和串口（serial port）的连接而言主要的优点是速度高、功耗低、支持即插即用（Plug& Play）和使用维护方便。

USB产品简介范文

USB产品简介范文USB（通用串行总线）产品是一种用于连接计算机和其他外部设备的通信和电源接口技术。

它是目前最常见和广泛使用的接口类型之一，用于连接各种设备，包括存储设备、打印机、摄像头、键盘、鼠标、音频设备、游戏控制器等。

USB产品具有易用性、可靠性和高速数据传输的特点，适用于各种不同的应用场景。

1. USB闪存驱动器（USB Flash Drive）：USB闪存驱动器是一种便携式的存储设备，通常用于存储和传输文件。

它可以插入计算机的USB接口，通过简单的拖放和复制粘贴操作，轻松地将文件从计算机复制到闪存驱动器中，或者从闪存驱动器复制到计算机中。

闪存驱动器通常以各种容量和外形设计提供，从几GB到几百GB不等。

2. USB打印机（USB Printer）：USB打印机是一种通过USB接口连接到计算机的打印设备。

它可以直接连接到计算机，无需使用繁琐的并行接口或网络连接。

USB打印机可以轻松地与计算机通信，并通过打印驱动程序将文件转换为打印任务。

USB打印机具有较高的打印速度和打印质量，并且易于设置和使用。

3. USB扬声器（USB Speaker）：USB扬声器是一种通过USB接口连接到计算机的音频设备。

它可以提供高质量的音频输出，并且无需额外的电源线。

USB扬声器通常具有内置的数字信号处理器，可以提供立体声或环绕立体声音效。

用户可以通过调节计算机的音量来控制USB扬声器的音量，从而简化了使用过程。

4. USB键盘和鼠标（USB Keyboard and Mouse）：USB键盘和鼠标是常见的输入设备，可通过USB接口连接到计算机。

相比于传统的PS/2接口设备，USB键盘和鼠标具有更高的数据传输速率和更长的连接距离。

USB键盘和鼠标还可以通过单个USB接口连接到计算机，从而减少了接口数量和线缆混乱。

5. USB摄像头（USB Webcam）：USB摄像头是一种通过USB接口连接到计算机的视频输入设备。

USB工作原理

USB工作原理USB（Universal Serial Bus）是一种通用的串行总线接口，用于连接计算机和外部设备。

USB接口已成为现代计算机和电子设备中最常用的接口之一。

USB接口具有插拔方便、高速传输、广泛兼容等特点，广泛应用于打印机、摄像头、键盘、鼠标、移动存储设备等各种外部设备。

USB接口的工作原理可以分为硬件层和软件层两个部分。

硬件层工作原理：1. 物理连接：USB接口采用四根线缆进行连接，包括两根数据线（D+和D-）、一根电源线（VCC）和一根地线（GND）。

2. 插拔检测：当设备插入USB接口时，USB控制器会检测到插入事件，并发送插拔信号给主机。

3. 供电与电源管理：USB接口可以为外部设备提供电源，同时也可以通过电源管理功能对设备进行电源管理。

4. 数据传输：USB接口支持全双工通信，数据传输速率可以达到480 Mbps （USB 2.0标准）或更高。

5. 错误检测和纠正：USB接口使用差分信号传输数据，通过差分信号可以实现对传输过程中的错误进行检测和纠正。

软件层工作原理：1. 主机控制器：计算机上的USB主机控制器负责管理USB接口和外部设备的通信。

主机控制器通过USB驱动程序与操作系统进行交互。

2. 设备描述符：每个USB设备都有一个设备描述符，其中包含设备的厂商ID、产品ID、设备类别等信息。

主机控制器通过设备描述符识别设备并加载相应的驱动程序。

3. 驱动程序：USB设备需要特定的驱动程序才能与计算机进行通信。

驱动程序负责解析设备描述符、控制设备的功能和数据传输等操作。

4. 控制传输：USB设备和主机之间的通信通过控制传输进行。

控制传输用于设备的初始化、配置和控制命令的传输。

5. 数据传输：USB设备可以进行数据的输入和输出。

数据传输可以通过批量传输、中断传输和等时传输等方式进行。

总结：USB接口的工作原理涉及硬件层和软件层两个部分。

在硬件层，USB接口通过物理连接、插拔检测、供电与电源管理、数据传输和错误检测和纠正等方式实现设备和主机之间的通信。

串行总线是什么？（优点和作用）

串行总线是什么？（优点和作用）串行总线是什么？（优点和作用）任何一个微处理器都要与一定数量的部件和外围设备连接，但如果将各部件和每一种外围设备都分别用一组线路与CPU直接连接，那么连线将会错综复杂，甚至难以实现。

为了简化硬件电路设计、简化系统结构，常用一组线路，配置以适当的接口电路，与各部件和外围设备连接，这组共用的连接线路被称为总线。

采用总线结构便于部件和设备的扩充，尤其制定了统一的总线标准则容易使不同设备间实现互连。

微机中总线一般有内部总线、系统总线和外部总线。

内部总线是微机内部各外围芯片与处理器之间的总线，用于芯片一级的互连；而系统总线是微机中各插件板与系统板之间的总线，用于插件板一级的互连；外部总线则是微机和外部设备之间的总线，微机作为一种设备，通过该总线和其他设备进行信息与数据交换，它用于设备一级的互连。

图串行通信另外，从广义上说，计算机通信方式可以分为并行通信和串行通信，相应的通信总线被称为并行总线和串行总线。

并行通信速度快、实时性好，但由于占用的口线多，不适于小型化产品；而串行通信速率虽低，但在数据通信吞吐量不是很大的微处理电路中则显得更加简易、方便、灵活。

串行通信一般可分为异步模式和同步模式。

-随着微电子技术和计算机技术的发展，总线技术也在不断地发展和完善，而使计算机总线技术种类繁多，各具特色。

下面仅对微机各类总线中目前比较流行的总线技术分别加以介绍。

一、内部总线1．I2C总线I2C（Inter-IC）总线10多年前由Philips公司推出，是近年来在微电子通信控制领域广泛采用的一种新型总线标准。

它是同步通信的一种特殊形式，具有接口线少，控制方式简化，器件封装形式小，通信速率较高等优点。

在主从通信中，可以有多个I2C总线器件同时接到I2C总线上，通过地址来识别通信对象。

2．SPI总线串行外围设备接口SPI（serial peripheral interface）总线技术是Motorola公司推出的一种同。

通用串行总线USB的开发及应用

第17卷　第6期Vol.17　No.6重　庆　工　学　院　学　报Journal of Chongqing Institute of Technology2003年12月Dec.2003 文章编号:167120924(2003)0620019203通用串行总线U SB的开发及应用Ξ陈福文,王国梁,张婧婧,张云麟(重庆邮电学院程控研究所,重庆　400065)摘要:通用串行总线(USB)接口已逐渐成为PC必需的接口之一。

文中介绍USB的体系结构、工作原理以及实现技术,讨论USB总线设备驱动程序(USBD)的设计流程。

关键词:通用串行总线;管道;令牌;驱动程序中图分类号:TN915145 文献标识码:AThe Exploitation and Application of the U niversal Serial Bus(USB) CHEN Fu2wen,WAN G Guo2liang,ZHAN G Jing2jing,ZHAN G Yun2lin (Research Institute of SPC Switching Technique,Chongqing University of Posts and Telecommunication,Chongqing400065,China)Abstract:Universal Serial Bus(USB)becomes a bus interface indis pensable to PC.This paper introduces the architec2 ture,the working principle and the implementing method of the USB system and discusses the design process of the bus device driver(USBD).K ey w ords:Universal Serial Bus;pipes;token;Driver0　引言USB总线和RS232类似,也是一种串行外围设备连接的总线形式。

通用串行总线的应用

通用串行总线的应用【摘要】：通用串行总线USB已成为PC标准，利用USB可以实现较传统方式更有效、更经济、点数更多的数据采集。

文章介绍了利用USB接口的应用远景。

【关键词】：电信运营商; 计费系统; 安全在工业生产和科学技术研究的各行业中，常常利用PC或工控机对各种数据进行采集。

如浓度、湿度、温度、压力、频率等等。

现在常用的采集方式是通过数据采集板卡，常用的有A/D卡以及422、485等总线板卡。

采用板卡不仅安装麻烦、易受机箱内环境的干扰，而且由于受计算机插槽数量和地址、中断资源的限制，不可能挂接很多设备。

而通用串行总线（简称USB）的出现，很好地解决了以上这些冲突，很容易就能实现低成本、高可靠性、多点的数据采集。

1. 通用串行总线简介为了解决日益增加的PC外设与有限的主板插槽和端口之间的矛盾，Microsoft、Intel等制定了串行通信的标准，至今已广泛地为各PC厂家所支持。

现在生产的PC几乎都配备了USB接口，流行操作系统都增加了对USB的支持。

①USB系统的构成USB系统主要由主控制器、USB Hub 和USB外设组成系统拓扑结构。

②USB的主要优点速度快：USB有高速和低速两种方式，主模式为高速模式，速率为12Mbps，另外为了适应一些不需要很大吞吐量和很高实时性的设备，如鼠标等，USB还提供低速方式，速率为1.5Mb/s。

设备安装和配置容易：所有USB设备支持热拔插，系统对其进行自动配置，彻底抛弃了过去的跳线和拨码开关设置，加减已安装过的设备完全不用关闭计算机。

易于扩展：通过使用Hub扩展可拨接多达127个外设。

标准USB电缆长度为3m（5m低速）。

通过Hub或中继器可以使外设距离达到30m。

能够采用总线供电：USB总线提供最大达5V电压、500mA电流。

使用灵活：USB共有４种传输模式：控制传输、同步传输、中断传输、批量传输，以适应不同设备的需要。

2. 实现远距离采集数据传输传输距离是限制USB在工业现场应用的一个瓶颈，即使增加了中继或Hub，USB传输距离通常也不超过几十米，这对工业现场而言显然是太短了。

通用串行总线控制器(介绍、目的及电脑如何查看)

通用串行总线控制器（介绍、目的及电脑如何查看）1、什么是通用串行总线通用串行总线（Universal Serial Bus，USB）是连接外部设备的一个串口总线标准，在计算机上使用广泛，但也可以用在机顶盒和游戏机上，补充标准（On-The-Go）使其能够用于在便携设备之间直接交换数据。

每个USB只有一个主机，它包括以下几层：总线接口USB总线接口处理电气层与协议层的互连。

从互连的角度来看，相似的总线接口由设备及主机同时给出，例如串行接口机（SIE）。

USB总线接口由主控制器实现。

USB系统用主控制器管理主机与USB设备间的数据传输。

它与主控制器间的接口依赖于主控制器的硬件定义。

同时，USB系统也负责管理USB资源，例如带宽和总线能量，这使客户访问USB成为可能。

USB系统还有三个基本组件：主控制器驱动程序（HCD）这可把不同主控制器设备映射到USB系统中。

HCD与USB 之间的接口叫HCDI，特定的HCDI由支持不同主控制器的操作系统定义，通用主控制器驱动器（UHCD）处于软结构的最底层，由它来管理和控制主控制器。

UHCD实现了与USB主控制器通信和控制USB主控制器，并且它对系统软件的其他部分是隐蔽的。

系统软件中的最高层通过UHCD的软件接口与主控制器通信。

USB驱动程序（USBD）它在UHCD驱动器之上，它提供驱动器级的接口，满足现有设备驱动器设计的要求。

USBD以I/O请求包（IRPs）的形式提供数据传输架构，它由通过特定管道（Pipe）传输数据的需求组成。

此外，USBD使客户端出现设备的一个抽象，以便于抽象和管理。

作为抽象的一部分，USBD拥有缺省的管道。

通过它可以访问所有的USB 设备以进行标准的USB控制。

该缺省管道描述了一条USBD和USB设备间通信的逻辑通道。

主机软件在某些操作系统中，没有提供USB系统软件。

这些软件本来是用于向设备驱动程序提供配置信息和装载结构的。

在这些操作系统中，设备驱动程序将应用提供的接口而不是直接访问USBDI（USB驱动程序接口）结构。