课题名称:USB总线 学习目的:理解USB总线及其接口原理 学习重点:USB接口工作原理 学习难点:理解USB总线原理及其USB接口的工作原理 主讲人:尹小娟
五、USB总线 USB概况 主机与外设的通用接口，可用于不同的设备 串行、打包传送 两个版本： 设备连线最长5米 即插即用 2根数据线＋电源＋地线 两个版本： 1.1（12Mb/s），2.0（480Mb/s） 设备连线最长5米 即插即用 必须要有USB主机存在，设备不能独立工作
USB总线的优点 易于使用 即插即用，可热插拔； 具级联方式，并可智能识别链上外围设备的插拔； 提供电源 节省硬件资源 易于连接 WindowsNT/2000/XP/2003下不需安装驱动程序 具级联方式，并可智能识别链上外围设备的插拔； 提供电源 5V，500mA 节省硬件资源 IRQ、I/O地址 易于连接 主板上提供2－6个USB接口，通过集线器最多可支持127个外设 4芯电缆（＋D、-D、+5V、GND）
USB总线的优点 传送速率可满足大多数外设要求 可靠性高 低成本 低功耗 1.5MB/s，12MB/s，480MB/s（2.0） 能进行错误校验和控制，且由硬件实现 低成本 主板已集成USB接口 设备端的USB接口控制芯片很便宜 低功耗 不工作时能够自动进入休眠状态，并能自动恢复
USB设备及拓扑结构 USB设备 集线器 扩展接口数量 功能部件 即USB设备 复合部件 拓扑结构 星形（树形）、级连
USB接口工作原理 USB设备 分为集线器和功能设备 集线器：1个上连端口和若干个下连端口 功能设备：可以从USB总线上收发数据的设备 为下行设备分配电源 分离高速数据流和低速数据流 功能设备：可以从USB总线上收发数据的设备 包含自己的各种配置信息，以供USB主机查询 不能主动发起通信 功能：监视与自己的通信、对主机的请求进行响应、错误检查、管理电源（没有总线活动（3ms）时进入挂起状态）
USB接口工作原理 USB通信模型 主机 设备 消息 客户 功能模块 数据包 USB主机 USB设备 位流 USB接口 USB接口
USB接口工作原理 USB主机的软件和硬件 客户软件 USB主机软件 USB驱动程序 （USBD） USB主机 主机 主控制器驱动程序（HCD） USB接口
USB接口工作原理 USB数据包格式（主要的） PID USB地址(7位) 端点号 CRC 标识包 C3H：偶数包 4BH：奇数包 数据包 数据(1-1023字节) CRC D2H：ACK 5AH：NAK 应答 PID PID: 包的类型编号
课程小结:在微机原理这本书里我们主要学的都是各种总线及其接口原理. 我们今天所讲的这个USB总线,USB接口对于我们来说并不陌生,我们经常通过USB接口把电脑中的东西传输到MP3,或者是U盘中去 或者我们还会把射像头之类的接头插到USB接口中来进行射像. 今天我们学习到了它的原理,这对我们更好的理解我们所用的东西起了很大的帮助!