USB接口（1）—基础知识

USB全称：Universal Serial Bus

1、USB速度：

USB1.0 :1.5Mbits/s

USB1.1 :12Mbits/s

USB2.0 Full Speed：12Mbits/s，实际上就是USB1.1改名

USB2.0 High-Speed ：480Mbits/s

单片机常用的是USB2.0全速类型，高速的也有比较少，毕竟单片机的速率不是很快。以上速率只是理论值，传输1bit的速率确实是以上速率，但是USB总线有空闲时间，以及协议字节开销，并非只传输有效数据，因此实际速率远远达不到理论值。

2、USB输出电流：

USB2.0: 500mA

USB3.0: 900mA

有人说以上输出电流能力都是老黄历了，说现在的USB接口输出电流能力都比较大了，但是如果要做到非常好的兼容性，一定要按照规范设计。

3、Pin定义

管脚编号	颜色	定义
Pin1	红色	VBUS(5V)
Pin2	白色	D-
Pin3	绿色	D+
Pin4	黑色	GND

4、低速、全速、高速的区别

低速设备上拉电阻在D-上，主机通过监听两个数据线的状态识别不同类型的设备，上拉电压源3.0-3.6V，如下图：

全速设备上拉电阻在D+上，上拉电压源3.0-3.6V，如下图：

高速设备也是在D+上，使用全速模式协商后切换为高速模式。

5、低速/全速信号电平

6、低速/全速直流电气参数

7、USB数据编码

USB采用NRZI编码，NRZI编码格式原理是：翻转为0，保持为1，如下图：

注:J状态和K状态已在上面表格中罗列出。

另外，为了保证足够的NRZI编码转换，长时间的稳定电平会导致同步问题，因此在USB通讯中使用填充技术，即，6个连续的1之后填充一个0，然后再编码为NRZI格式。

8、USB校验

USB有两种校验方式，如下：

令牌类数据包采用CRC5校验方式，多项式如下：

数据类数据包采用CRC16校验方式，多项式如下：

USB在协议层已经做了数据校验，而且有错误重传功能，跟UART通讯不一样，UART传输需要额外的增加校验方法保证数据正确性。

9、USB布线

USB走线按照90欧姆阻抗控制，严格按照差分线走线。