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USB

USB

USB(Universal Serial Bus)是一种通用的总线标准,用于连接主机和外设设备。USB 主机(USB Host)可以通过 USB 接口与USB设备(UBS Device)连接,实现数据传输、电源供给等功能。

USB IF(USB Implementers Forum)是USB标准的制定者,它制定了USB标准,包括USB 1.1、USB 2.0、USB 3.0 等,定义了USB接口的物理层、数据链路层、传输层、会话层、表示层等协议,以及 USB 设备类(Device Class)标准,常见的设备类包括HID(Human Interface Device,人机接口设备)、MSC(Mass Storage Class,大容量存储设备)、CDC(Communication Device Class,通信设备)、Audio、Video 等。

USB协议版本(协议版本向下兼容):

  • USB 1.0/1.1(low/full speed),传输速率最大为12Mbps
  • USB 2.0(high speed),传输速率最大480Mbps
  • USB 3.0(super speed),传输速率最大5Gbps

USB接口类型:

  • Type A,即使我们电脑上的那种接口。
  • Type B,不太常见,比较方正的T型接口,有的嵌入式开发板会用。
  • Type C,2013年公布该接口类型,现在开始流行起来了,最大的好处就是可以盲插,而不用区分正反。后续电子产品接口将实现 Typc-C 接口大一统。
  • Micro/mini,早期的安卓手机上使用Micro USB比较常见。

USB各种接口图片:https://www.usbzh.com/article/detail-144.html

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引脚:

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USB Device:

USB Device 是连接到USB Host的外设,它响应Host的命令和请求,提供特定的功能或服务。USB Device可以是简单的输入设备(如键盘、鼠标)、存储设备(如U盘、外置硬盘)、打印机、摄像头等。

USB Host:

USB Host 是USB通信中的控制者,负责初始化和管理所有USB通信。它通常是一个计算设备,如个人计算机、笔记本电脑、平板电脑或某些嵌入式系统(如支持USB OTG的微控制器)。

USB OTG:

USB On-The-Go 通常缩写为USB OTG,是USB 2.0规格的补充标准。它可使USB设备,例如播放器或手机,从USB周边设备变为USB主机,与其他USB设备连接通信。在正常情况下,这些支持OTG的USB设备和USB主机(例如:PC),仍然作为USB周边设备使用。

支持OTG的设备,如USB打印机,可以不连接电脑的情况下直接接入U盘来读取设备内文件进行打印;或平板电脑可以直接接入USB存储碟、键盘或鼠标来扩充外界硬件功能。

疑问

1、USB Type-C OTG 口自身怎么判断当前只是供电,还是既供电又传输数据?

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USB Type-C 母头针脚定义:

针脚 定义 作用
A1/B1 GND 接地针脚
A2/B2 TX1+/TX2+ SuperSpeed 差分信号发送针脚正极
A3/B3 TX1-/TX2- SuperSpeed 差分信号发送针脚负极
A4/B4 VBUS 供电针脚
A5/B5 CC1/CC2 配置通道信号针脚
A6/B6 D+ 数据针脚正极
A7/B7 D- 数据针脚负极
A8/B8 SBU1/SBU2 边带使用针脚
A9/B9 VBUS 供电针脚
A10/B10 RX2-/RX1- SuperSpeed 差分信号接收针脚负极
A11/B11 RX2+/RX1+ SuperSpeed 差分信号接收针脚正极
A12/B12 GND 接地针脚

DFP、UFP和DRP概念:

  • DFP:Downstream Facing Port,也就是Host

  • UFP:Upstream Facing Port,也就是Device

  • DRP:Dual Role port,既可以做DFP,也可以做UFP,也就是OTG

  • CC线(CC1或CC2):CC线用于协商电源角色和数据角色,以及检测连接的设备类型(电源适配器或USB设备)。电源适配器通常只提供电源,不支持数据传输。USB设备会通过CC线与USB Host进行通信,协商电源和数据角色。

  • VBUS线:通过检测VBUS线有5V电压来确认连接的设备提供电源。

  • D+和D-线:两根查分信号线,支持USB2.0用于传输高速数字信号,最高传输速率可达480 Mbps。或支持Type-C 耳机的左右声道信号。

  • TX和RX:支持USB 3.2/4.0 信号传输

参考

ESP USB 外设介绍

Type-c接口及其协议介绍

USB 2.0 与 USB 3.2

ESP USB方案

OTG硬件检测电路

Type-C 接口 CC 针脚的工作模式

http://www.jsqmd.com/news/125180/

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