USB通信的基本概念

usb接口工作原理
USB接口工作原理是通过电子设备间的数字通信来实现数据
传输和连接功能。

USB（Universal Serial Bus，通用串行总线）是一种用于计算机和外部设备之间数据传输的串行总线标准。

它使用一对差分信号线进行数据传输，即D+和D-线。

USB设备分为三类：主机、设备和集线器。

主机是计算机或
其他提供电源和总线服务的设备，设备是连接到主机的外部设备，而集线器则允许多个设备连接到主机上。

USB接口的工作原理是基于主机和设备通过握手协议进行通信。

当主机插入USB设备时，设备会发送一个握手信号给主机，通知主机有设备连接。

主机则会发送一个握手确认信号给设备，以建立连接。

在传输数据时，USB接口使用差分信号进行传输，即通过改
变D+和D-线上的电压差来表示数据。

USB接口采用一种称为差分振幅调制（Differential Amplitude Modulation，简称DAM）的技术来实现数据的传输。

数据传输的速率可以根据设备和主机之间的协商而变化。

USB接口还提供电源供应功能，允许设备通过USB接口从主
机获得电源。

主机会检测插入的设备是否需要电源，并根据设备的要求提供相应的电源供应。

总之，USB接口工作原理基于握手协议和差分信号传输，实
现了设备连接和数据传输功能。

它是一种通用、方便和高效的数据传输和连接标准。

串口通信协议什么是串口串口是计算机上一种非常通用设备通信的协议(不要与通用串行总线Uniｖｅrsa ｌSeriaｌＢｕｓ或者USB混淆）。

大多数计算机包含两个基于RS232的串口。

串口同时也是仪器仪表设备通用的通信协议;很多GＰIB兼容的设备也带有RS-23２口。

同时,串口通信协议也可以用于获取远程采集设备的数据。

串口通信的概念非常简单，串口按位(bｉt）发送和接收字节。

尽管比按字节（b yte)的并行通信慢，但是串口可以在使用一根线发送数据的同时用另一根线接收数据。

它很简单并且能够实现远距离通信。

比如IEEＥ488定义并行通行状态时,规定设备线总常不得超过20米,并且任意两个设备间的长度不得超过2米;而对于串口而言，长度可达1200米。

典型地，串口用于ASCIＩ码字符的传输。

通信使用3根线完成:（１)地线，(２)发送，（3）接收。

由于串口通信是异步的，端口能够在一根线上发送数据同时在另一根线上接收数据。

其他线用于握手，但是不是必须的。

串口通信最重要的参数是波特率、数据位、停止位和奇偶校验。

对于两个进行通行的端口，这些参数必须匹配: a，波特率：这是一个衡量通信速度的参数。

它表示每秒钟传送的bｉt的个数。

例如３0０波特表示每秒钟发送3００个bit。

当我们提到时钟周期时,我们就是指波特率例如如果协议需要480０波特率，那么时钟是480０Ｈz。

这意味着串口通信在数据线上的采样率为480０Hz。

通常电话线的波特率为14４00,28800和3660０。

波特率可以远远大于这些值,但是波特率和距离成反比。

高波特率常常用于放置的很近的仪器间的通信，典型的例子就是ＧPIB设备的通信。

b，数据位：这是衡量通信中实际数据位的参数。

当计算机发送一个信息包,实际的数据不会是８位的,标准的值是５、7和８位。

如何设置取决于你想传送的信息。

比如，标准的AＳCＩI码是0～127(7位)。

扩展的ASＣII码是0~２５5(8位）。

USB的HID通信协议USB的HID（Human Interface Device）通信协议是一种用于连接计算机和外部人机交互设备的通信协议。

HID协议定义了计算机和设备之间的数据传输格式、数据解释和通信流程，以实现设备的控制和数据交换。

下面将详细介绍USB的HID通信协议。

B的HID通信协议基本概念：USB的HID通信协议是在USB（Universal Serial Bus）标准之上定义的一种通信协议。

USB是一种高速串行总线标准，提供了与设备进行通信的硬件接口。

而HID通信协议定义了在USB接口上进行人机交互设备通信的规则和格式。

2.HID通信协议的数据传输格式：HID通信协议使用报文的方式进行数据传输。

每个报文由一个报头和一个或多个数据包组成。

报头包含了指示报文类型、报文长度等信息，数据包中存放实际的数据。

通常情况下，报文的数据是按字节进行传输的，但对于特定类型的设备，也可以使用其他格式进行传输。

3.HID通信协议的数据解释：HID通信协议定义了一种标准的数据解释方式，以便计算机能够正确地解释设备发送的数据。

例如，在鼠标设备中，数据包中的前2个字节表示鼠标的横坐标和纵坐标的变化量。

计算机根据这些数据来控制鼠标的移动。

4.HID通信协议的通信流程：HID通信协议规定了在设备和计算机之间进行通信的具体流程。

在通信开始前，设备必须向计算机发送设备描述符以告知其设备的类型和功能。

计算机收到设备描述符后，会根据描述符中的信息来设置相应的数据报文格式和解释方式。

设备在工作过程中，会根据HID协议规定的规则和格式发送数据到计算机，计算机则负责解析这些数据并执行相应的操作。

5.HID通信协议的扩展功能：HID通信协议除了定义了基本的数据传输、数据解释和通信流程外，还提供了一些扩展功能来支持设备的特殊需求。

这些扩展功能包括通信协议的可配置性、事件通知机制、设备状态的上报以及多设备的管理等。

总结：USB的HID通信协议是一种用于连接计算机和外部人机交互设备的通信协议。

USB接口的通讯原理USB（Universal Serial Bus，通用串行总线）是一种用于连接电脑与外部设备之间的通信接口标准。

USB是一种基于主从结构的通讯协议，它定义了物理连接和通信协议，以支持高速、低功耗的数据传输和插拔式设备连接。

1.物理层：物理层定义了USB连接的电气特性、信号传输和插头。

USB使用差分信号来传输数据，这意味着在数据线对之间存在电压差异，从而提高了信号的抗干扰性能。

USB接口包含四根数据线（D+、D-、VCC、地线）和两根电源线（VBUS、地线）。

D+和D-用于数据的双工传输，VCC提供设备所需的电源。

2.数据链路层：数据链路层定义了数据的传输格式、数据的包装和解包装机制，以及错误检测和纠正机制。

USB中的数据传输单位是帧，每个帧由一个开始标志、一个报头、数据包和检验值组成。

开始标志用于同步，报头包含帧的长度和报头校验位，数据包包含传输的实际数据，检验值用于检测数据的完整性。

3.传输层：传输层定义了数据的传输方式和通信机制。

USB支持多种传输方式，包括控制传输、批量传输、中断传输和等时传输。

控制传输用于设备和主机之间的控制命令和状态信息的交互；批量传输和中断传输用于数据传输；等时传输用于实时数据的传输。

4.应用层：应用层定义了USB设备的功能和设备类别。

USB设备可以根据需要实现不同的功能，例如存储设备、打印机、摄像头等。

每个USB设备都有一个唯一的Vendor ID和Product ID，以便主机识别和管理设备。

在USB通信过程中，主机负责控制和管理USB设备，设备则执行主机的命令并提供相应的功能。

当设备插入USB端口时，主机会检测到设备的插入并进行初始化。

主机向设备发送控制命令，设备返回相应的状态信息和数据。

数据传输过程中可以进行错误检测和重传，以确保数据的完整性和可靠性。

总的来说，USB接口的通信原理包括物理层的电气特性和信号传输、数据链路层的数据格式和错误检测、传输层的数据传输方式和通信机制，以及应用层的设备功能。

USB通信协议深入理解USB（Universal Serial Bus），即通用串行总线，是一种广泛应用于计算机和其他电子设备的通信协议。

USB协议提供了一种方便、快捷的通信方式，使得各种外设设备能够与计算机之间进行数据传输和通信。

本文将深入理解USB通信协议，包括其基本原理、架构和常见的传输方式等。

一、USB通信协议的基本原理USB通信协议是一种基于主从结构的传输协议。

在USB系统中，主要包括USB主机（Host）和USB外设（Device）两个角色。

USB主机控制着通信的发起和结束，而USB外设则负责接收和处理数据。

USB通信协议采用了数据包传输的方式。

数据在USB系统中以数据包（Packet）的形式进行传输。

每个数据包包含了特定的控制信息和数据内容，以确保数据的有效传输和正确解析。

在USB通信中，数据被分为控制传输、中断传输、批量传输和等时传输四种类型。

控制传输主要用于配置和管理USB系统，中断传输用于低延迟的数据交互，批量传输用于大数据流的传输，等时传输用于实时数据的传输。

二、USB通信协议的架构USB通信协议的架构主要由四个组件组成，分别是主机控制器（Host Controller）、总线（Bus）、外设和驱动程序。

1. 主机控制器：主机控制器是USB通信协议的核心组件，负责控制整个通信过程。

主机控制器通过总线将主机和外设连接起来，并发送控制命令和数据包给外设。

2. 总线：总线是主机和外设之间的物理连接介质。

USB通信协议使用了一对差分信号线来进行数据的传输，其中D+和D-线用于传输数据，VCC线提供电源，GND线用于地线连接。

3. 外设：外设是连接在USB总线上的各种设备，如打印机、键盘、鼠标等。

外设接收主机控制器发送的命令和数据包，并执行相应的操作。

4. 驱动程序：驱动程序是运行在主机控制器上的软件，用于控制和管理外设。

驱动程序通常由设备制造商提供，并通过操作系统进行加载和运行。

三、USB通信协议的传输方式1. 控制传输：控制传输是USB通信协议中最基本的传输方式，用于配置和管理USB系统。

USB通信协议转⾃0. 基本概念⼀个【传输】(控制、批量、中断、等时)：由多个【事务】组成；⼀个【事务】(IN、OUT、SETUP)：由⼀多个【Packet】组成。

USB数据在【主机软件】与【USB设备特定的端点】间被传输。

【主机软件】与【USB设备特定的端点】间的关联叫做【pipes】。

⼀个USB设备可以有多个管道(pipes)。

1. 包(Packet)包（Packet）是USB系统中信息传输的基本单元，所有数据都是经过打包后在总线上传输的。

数据在 USB总线上的传输以包为单位，包只能在帧内传输。

⾼速USB 总线的帧周期为125us，全速以及低速 USB 总线的帧周期为 1ms。

帧的起始由⼀个特定的包（SOF 包）表⽰，帧尾为 EOF。

EOF不是⼀个包，⽽是⼀种电平状态，EOF期间不允许有数据传输。

注意：虽然⾼速USB总线和全速/低速USB总线的帧周期不⼀样，但是SOF包中帧编号的增加速度是⼀样的，因为在⾼速USB系统中，SOF包中帧编号实际上取得是计数器的⾼11位，最低三位作为微帧编号没有使⽤，因此其帧编号的增加周期也为 1mS。

• USB总线上的情形是怎样的？• 包是USB总线上数据传输的最⼩单位，不能被打断或⼲扰，否则会引发错误。

若⼲个数据包组成⼀次事务传输，⼀次事务传输也不能打断，属于⼀次事务传输的⼏个包必须连续，不能跨帧完成。

⼀次传输由⼀次到多次事务传输构成，可以跨帧完成。

USB包由五部分组成，即同步字段（SYNC）、包标识符字段（PID）、数据字段、循环冗余校验字段（CRC）和包结尾字段（EOP），包的基本格式如下图：1.1 PID类型(即包类型)1.2 Token Packets此格式适⽤于IN、OUT、SETUP、PING。

PID 数据传输⽅向IN Device->HostOUT Host->DeviceSETUP Host->DevicePING Device->Host1.3 Start-of-Frame(SOF) PacketsSOF包由Host发送给Device。

USB endpoint是USB通信中的基本概念，它代表了USB设备中的一个通信端点。

在USB通信中，主机和设备之间通过端点进行数据传输。

每个端点都有一个地址，用于标识端点的位置。

USB endpoint有两种类型，分别是控制传输（Control Transfers）、中断传输（Interrupt Data Transfers）、批量传输（Bulk Data Transfers）和等时传输（Isochronous Data Transfers）。

控制传输用于控制对USB 设备的访问，通常用于配置设备、获取设备信息、发送命令到设备或获取设备的状态报告。

中断传输用于以固定速率传送少量的数据，通常用于键盘、鼠标等设备的通信。

批量传输用于传送大量的数据，确保没有数据丢失，并不保证在特定的时间内完成。

等时传输则用于传送时间敏感的数据，如音频和视频数据。

在USB通信中，主机通过发出器件地址和每次数据传输的端点号，向一个具体端点发送数据。

每个端点的地址为0到15，一个端点地址对应一个方向。

端点2-IN与端点2-OUT是完全不同的端点。

每个器件有一个默认的双向控制端点0，因此不存在端点0-IN和端点0-OUT。

在一个USB设备中会有很多endpoint，最多有16个。

每个EP本质上讲是FIFO，也就是一段缓冲区。

USB接口的通讯原理和故障解决USB（Universal Serial Bus，通用串行总线）是一种用于连接计算机和外部设备的通信协议和接口标准。

它提供了高速、简单、低成本的数据传输和供电功能，被广泛应用于计算机和其他电子设备中。

1.差分信号传输：USB接口使用差分信号传输，即同时传输正负极性的电信号。

这样可以减少电磁干扰和抗干扰能力。

2.主从通信模式：USB设备之间的通信采用主从通信模式，其中主机负责控制和发起通信，而从设备则被动地响应主机的指令。

3.握手协议：USB使用握手协议来确保数据的可靠传输。

握手协议包括三个阶段：设备请求，主机应答，设备响应。

通过握手协议，可以确保主机和设备之间的数据传输按照预期进行。

1.设备不被识别：当设备插入USB接口但无法被识别时，可以首先检查USB接口是否正常工作，可以尝试将设备插入其他接口进行测试。

如果端口正常，可能是设备驱动程序出现问题。

可以尝试重新安装驱动程序来解决问题。

2.数据传输失败：如果数据传输失败，首先可以检查USB接口是否插好，是否有松动或接触不良的问题。

还可以检查USB端口是否存在物理损坏，如脏污、弯曲或损坏的引脚。

此外，也可以尝试使用其他USB线缆或设备进行测试，以确定是否存在线缆或设备问题。

B接口速度慢：如果USB接口的传输速度较慢，可以检查是否有其他USB设备正在使用大量带宽。

可以尝试通过关闭其他USB设备或使用具有更高传输速度的USB接口来提高速度。

还可以更新系统的USB驱动程序或固件，以提供更好的兼容性和性能。

B接口供电问题：有时USB接口无法提供足够的电源，导致设备无法正常工作。

可以尝试连接设备时使用另一个USB接口或使用USB集线器来增加供电能力。

也可以尝试使用具有独立电源供应的USB接口或通过外部电源为设备供电。

总结：USB接口的通信原理是基于差分信号传输的主从通信模式，使用握手协议确保数据的可靠传输。

在解决USB接口故障时，可以检查设备是否被识别，数据传输是否失败，接口速度是否慢以及供电是否正常等问题，并采取相应的措施来解决问题。

USB接口通信的设计与实现USB（Universal Serial Bus）接口是一种广泛用于计算机和其他电子设备之间进行通信和数据传输的接口标准。

它具有插拔方便、传输速度快、能够供电等优点，被广泛应用于各种外设、手机、平板电脑等设备中。

本文将对USB接口通信的设计与实现进行详细介绍。

一、USB接口通信的设计原理1.物理层设计：USB接口通信的物理层采用差分传输方式，通过D+和D-两根数据线进行信号传输。

当D+和D-的电压差大于0.2V时，表示逻辑1；当电压差小于0.2V时，表示逻辑0。

通过调整差分电压的大小和方向，可以实现数据传输。

此外，USB接口还包括Vbus（供电线）、GND（地线）等。

2.逻辑层设计：USB接口通信的逻辑层采用分组传输方式，将数据分为多个包进行传输。

每个包包含同步头、数据包、校验包等部分。

主机通过发送Token包请求设备传输数据，设备收到请求后会返回ACK包表示接收成功，并进行数据传输。

传输过程中，主机和设备通过同步头和校验包来判断数据的正确性。

3.协议层设计：USB接口通信的协议层定义了主机和设备之间的通信规则。

USB协议分为控制传输、中断传输、批量传输和等时传输四个模式，每种模式有不同的传输带宽和延迟要求。

同时，USB协议还定义了设备描述符、配置描述符、接口描述符等数据结构，用于描述设备的功能和属性。

主机和设备通过解析这些描述符来获取设备的信息。

二、USB接口通信的实现步骤1.硬件设计：硬件设计主要包括USB接口的电路设计和PCB布线。

USB接口的电路设计需要根据USB接口的规范来设计电压调整器、差分电路和保护电路等部分。

PCB布线需要遵循规范，保证信号的传输质量和稳定性。

2.软件开发：软件开发主要包括设备端驱动程序和主机端应用程序的开发。

设备端驱动程序负责处理和响应主机的指令，实现数据的传输和处理。

主机端应用程序负责控制和管理设备，发送指令和接收数据。

在软件开发过程中，需要使用USB开发工具包来进行开发。

USB接口的通讯原理和故障解决USB（Universal Serial Bus）是一种用于连接计算机与外部设备的标准接口。

USB接口的通讯原理主要包括硬件连接、电器特性、信号传输和协议规范等方面。

在使用USB接口时，有时会遇到一些故障情况，需要进行故障解决。

下面将详细介绍USB接口的通讯原理和故障解决方法。

一、USB接口的通讯原理1.硬件连接：USB接口通过四根线缆进行连接，包括两根供电线缆（VCC和GND），一根数据线缆（D+）和一根地线缆（D-）。

供电线缆用于提供电源给外部设备，数据线缆用于传输数据。

2. 电器特性：USB接口的电压通常为5V，传输速率根据标准的不同，可以达到480Mbps。

USB接口还可以提供不同的电流供应能力，包括分别为100mA、500mA和900mA等。

3.信号传输：USB接口通过差分传输的方式传输数据，即D+和D-之间的电压差表示二进制数据。

在传输数据时，会使用时钟同步和差分信号进行数据的发送和接收。

4.协议规范：USB接口的通信遵循一定的协议规范，包括设备的插入与移除、设备的枚举与配置、数据的传输等。

在数据传输中，会使用不同的传输方式，如控制传输、批量传输和中断传输等。

二、USB接口故障解决1.驱动程序问题：在使用USB设备时，计算机需要安装相应的驱动程序才能正常识别设备。

如果设备未能正确安装驱动程序，可能无法正常工作。

此时，可以尝试重新安装设备的驱动程序或升级计算机的操作系统。

2.线缆连接问题：USB接口使用的线缆可能会出现接触不良或线缆本身损坏的情况。

如果遇到USB设备无法正常连接或断开连接的情况，可以尝试更换线缆或使用其他可靠的连接方式。

3.供电问题：USB接口可以提供供电功能，但是供电能力有限。

如果连接的设备需要较大的电流供应，而USB接口无法提供足够的电流，则可能无法正常工作。

此时，可以尝试使用外部电源为设备供电或更换具备更大供电能力的USB接口。

4.信号干扰问题：USB接口传输的数据受到其他电磁信号干扰可能会导致通信错误。

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通信协议简介USB（Universal Serial Bus，通用串行总线）是一种常见的计算机外设连接标准，用于在计算机系统和外部设备之间进行数据传输和通信。

USB通信协议指的是一组规范和标准，用于定义USB设备与计算机之间的通信方式和数据格式。

USB通信协议从最早的1.0版本到现在的3.2版本经历了多次更新和改进。

随着技术的发展，USB通信协议越来越成熟和稳定，支持更高的传输速度和更丰富的功能。

架构USB通信协议的架构主要由三个部分组成：主机（Host），设备（Device）和主机控制器（Host Controller）。

主机是指计算机系统，负责控制和管理USB设备的通信。

设备是指连接到主机的外部设备，如打印机、键盘、鼠标等。

主机控制器则是位于主机和设备之间的硬件或软件，负责管理数据传输和通信。

USB通信协议采用分层的设计，按照功能可以划分为四层：物理层（Physical Layer），数据链路层（Data Link Layer），传输层（Transport Layer）和应用层（Application Layer）。

•物理层：负责传输数据的物理接口和电气特性。

包括USB插口的形状和引脚定义，以及电压、电流等信号规范。

•数据链路层：负责将数据划分成小的数据包，并添加必要的控制信息进行传输。

包括数据包的格式、错误检测和纠错等机制。

•传输层：负责管理数据的传输和流控，确保数据的可靠性和完整性。

包括数据传输的协议和错误处理机制。

•应用层：提供特定功能的接口和协议。

例如，USB设备可以通过USB打印协议（USB Printer Class）进行打印操作，或通过USB存储协议（USB Mass Storage Class）进行文件传输。

数据传输USB通信协议支持多种数据传输方式，包括控制传输（Control Transfer），批量传输（Bulk Transfer），中断传输（Interrupt Transfer）和同步传输（Isochronous Transfer）。

usb的工作原理USB（Universal Serial Bus）是一种用于连接计算机和外部设备的标准接口。

USB的工作原理是通过发送和接收数据来实现计算机和外部设备之间的通信。

USB接口通常有四个信号线：D+、D-、V（电源）和GND （地线）。

D+和D-线用于数据传输，V线用于提供电源，GND线用于地线连接。

其中，D+和D-线是差分传输线，通过在两条线上发送相互反向的信号来减小干扰和噪声。

当计算机插入USB设备时，计算机会发送一个RESET信号到USB设备，以让其进入待机模式。

USB设备接收到RESET信号后，会回复一个带有设备描述符的设备标识符。

计算机根据设备标识符来识别设备类型和功能。

接下来，计算机和USB设备会进行握手协商。

计算机会发送一个特定的请求给USB设备，请求设备信息或者发送数据。

USB设备在收到请求后，会回复相应的响应。

这样，计算机和USB设备之间就建立了通信通道。

一旦通信通道建立，计算机可以通过发送控制命令或者数据来控制USB设备的操作。

USB设备会根据接收到的命令或者数据来执行相应的动作，并通过在D+和D-线上传输数据来向计算机发送返回结果。

需要注意的是，USB还支持多种不同的传输模式，如批量传输、中断传输和等时传输。

每种传输模式都有自己的特点和适用场景，可以根据不同的需求选择合适的传输模式。

总的来说，USB的工作原理是通过发送和接收数据来实现计算机和外部设备之间的通信，使得计算机可以控制USB设备的操作，并获取设备返回的结果。

通过标准化的接口和协议，USB实现了设备的即插即用，并广泛应用于各种设备和领域。

电子设计中常用的通信接口标准介绍在电子设计领域，通信接口标准是非常重要的，它定义了不同设备之间的通信协议和规范，使得设备能够正确地进行数据交换和互操作。

下面将介绍一些常用的通信接口标准。

1. USB（Universal Serial Bus）：USB是一种常见的通信接口标准，用于连接计算机和外部设备，如打印机、键盘、鼠标等。

USB接口具有热插拔和高速数据传输的特点，已成为大多数设备的标准接口。

目前最常用的USB接口是USB 3.0和USB-C，它们支持更快的数据传输速度和更小的接头尺寸。

2. HDMI（High Definition Multimedia Interface）：HDMI是一种数字音视频接口标准，用于连接高清电视、投影仪、游戏机等设备。

HDMI接口可以传输高清视频和音频信号，支持多通道音频和高清视频分辨率，是目前最常用的数字音视频接口之一。

此外，HDMI标准还不断更新，如HDMI 2.0、HDMI 2.1等版本，以支持更高的视频分辨率和帧率。

3. Ethernet：Ethernet是用于局域网（LAN）的通信接口标准，用于连接计算机、路由器、交换机等设备。

Ethernet接口支持快速数据传输和网络通信，并且具有较高的可靠性和稳定性。

常见的Ethernet标准包括10Base-T、100Base-TX、1000Base-T等，它们分别表示不同的传输速度和传输介质。

4. SPI（Serial Peripheral Interface）：SPI是一种串行外设接口标准，用于连接微控制器和外围设备，如存储器、传感器、显示屏等。

SPI接口具有简单的硬件连接和高速数据传输的特点，适用于短距离通信和设备控制。

SPI接口通常包括四根信号线：时钟线、数据线、主从选择线和片选线。

5. I2C（Inter-Integrated Circuit）：I2C是一种双线串行总线接口标准，用于连接微控制器和外围设备，如传感器、温度计、EEPROM等。

usb的通讯原理
USB（Universal Serial Bus）是一种用于计算机和外部设备之
间进行数据传输和通信的通用接口标准。

它的通信原理主要包括以下几个方面：
1. 硬件连接：USB采用四根线缆来进行数据传输，包括两根
用于数据传输的差分信号线（Data+和Data-），一根用于提供电源（Vbus），一根用于共享地线（Ground）。

通过这种硬
件连接方式，USB接口可以同时支持数据传输和电源供应。

2. 握手协议：USB在数据传输之前进行握手协议的交换，以
确保设备之间的通信顺利进行。

握手协议包括设备检测、速度协商、地址分配和数据包确认等步骤。

通过握手协议，USB
设备可以自动识别和适配各种设备类型，并确定数据传输的速度和传输方式。

3. 数据传输：USB采用帧结构的方式进行数据传输。

数据被
分割成多个数据包，每个数据包中包含同步头、数据信息、CRC校验和等字段。

数据包通过差分信号线进行传输，并在
接收端进行解码和校验。

USB支持多种传输模式，包括控制
传输、批量传输、中断传输和等时传输等，以适应不同设备的需求。

4. 主从模式：USB通信采用主从模式，其中主机负责控制数
据传输和管理外部设备，而外部设备则根据主机的命令进行响应和执行。

主机和外部设备之间通过USB接口进行通信，主
机可以同时连接多个外部设备，并通过USB集线器进行扩展。

总结起来，USB的通信原理包括硬件连接、握手协议、数据传输和主从模式等方面。

通过以上的通信原理，USB接口可以实现高速、可靠的数据传输，广泛应用于计算机、移动设备和各种外部设备中。

USB基本知识及通信协议USB（Universal Serial Bus，通用串行总线）是一种广泛应用于计算机和电子设备的通信接口标准，使设备之间可以快速、简便地进行数据传输和电力供应。

USB接口在现代科技发展中起着重要作用，了解USB的基本知识和通信协议对于使用和开发USB设备的人来说至关重要。

一、USB的历史与发展USB接口标准最早是由英特尔、微软、康柏和IBM等公司于1996年共同提出的。

当时，计算机中各类接口数量庞大，用户使用不方便，为了解决这一问题，USB通信接口迅速崭露头角。

随着技术的进步，USB接口标准也在不断改进和升级，从最初的USB 1.0发展到今天的USB 3.0和USB 3.1版本。

二、USB的基本特点1. 插拔方便：USB接口是热插拔的，不需要重启电脑或设备即可插拔设备，大大方便了用户的使用。

2. 通用性强：几乎所有的电脑和电子设备都提供了USB接口，能够连接各种类型的设备，如打印机、键盘、鼠标、移动存储设备等。

3. 数据传输速度快：USB接口支持高速数据传输，随着版本的升级，速度也得到了逐步提高。

USB 3.1接口的传输速度可达到10 Gbps。

4. 电力供应能力强：USB接口不仅可以传输数据，还可以为设备提供电力供应，解决了设备在使用过程中的电力问题。

三、USB的工作原理1. 主机与从机：USB通信中，一个是主机（Host），主要负责整个系统的管理和控制；另一个是从机（Peripheral），负责执行主机的命令并传输数据。

2. 异步传输：在USB中，数据的传输是异步进行的。

主机和从机通过令牌（Token）来协调传输行为，主机发送令牌，从机返回响应，然后进行数据传输。

3. 枚举过程：插入一个USB设备后，主机需要对该设备进行枚举（Enumeration）。

主机通过发送设备描述符和配置描述符等命令，获取设备的类型、功能和参数，从而确定如何与设备进行通信。

4. 数据传输：USB支持多种数据传输方式，包括控制传输（Control Transfer）、批量传输（Bulk Transfer）、中断传输（Interrupt Transfer）和等时传输（Isochronous Transfer）。

我理解的USB接口通信的几个关键点我理解的USB接口通信的几个关键点一、我理解的USB接口通信的几个关键点1、硬件连接和数据传输的特点（1）USB设备接口共有四根线：电源线VBUS，数据线D 、D-，地线GND。

采用的是差分数据传输。

两根线有四种状态：低低、高高、低高、高低。

低高、高低是正常数据传输时所用，低低是设备断开状态，高高好像是USB的复位状态。

（这是我的理解，不一定正确吗，看过书以后再更正。

）（2）USB传输一般采用NRZI（非归零反相编码）编码方式：电平翻转表示0，电平维持表示1。

（3）在USB设备端，有一个SIE（串行接口引擎），对差分线上的BIT流进行解释。

2、USB设备检测的原理在主机端，D 和D-两根线都被下拉电阻拉到了低电平。

若是在设备端差分线上提供上拉的话，可以被主机检测到。

比如在 D 线提供3.3V电源、1.5K左右电阻，则该设备被识别为“高速设备12Mbps”；如果在D-线提供上拉，则识别为低速设备（1.5Mbps）。

3、USB通信的主从原则一般的USB主机和设备之间遵循主从通信的原理，每一次的数据传输都是又主机发起。

如果主机要输出数据，则先发一个握手包，通知设备。

然后发送数据，设备接收到数据后，再发送一个确认包。

如果主机要输入数据，也是先发一个握手包，通知设备。

设备然后将准备好的数据发送给主机。

主机再给设备一个确认包。

4、USB数据通信的最小单位USB数据传输的基本单位是一个包。

以异步串行通信对比：它的一个传输单位是起始字节、N个数据位、奇偶校验位、停止位。

USB传输也差不多，只是它称为包。

包的基本组成包括：同步域、包ID、数据、CRC校验、包结束符。

跟异步串行通信本质上是相同的。

同步域用来告诉对方一个包的开始，并且利用NRZI编码规律的特点，可以同步通信双方的时钟包结束是总线的特殊状态：低低状态，我前面提到过。

但与我原来的想法有出入，是“低低”状态表示“包结束、复位”等特殊状态。