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1、摘nbsp;要：通用串行总线(USB)是一种简单的计算机外围接口标准。
2、它具有即插即用、扩展方便等优点，已成为计算机必备的一个接口。
3、本文简要介绍USB总线的功能、拓朴结构及其数据传输过程，并举例说明USB接口的实际应用。
4、关键词：通用串行总线nbsp;USB接口nbsp;外围接口标准一、USB接口背景在早期的计算机系统上常用串口或并口连接外围设备。
5、每个接口都需要占用计算机的系统资源(如中断，I/O地址，DMA通道等)。
6、无论是串口还是并口都是点对点的连接，一个接口仅支持一个设备。
7、因此每添加一个新的设备，就需要添加一个ISA/EISAnbsp;或PCI卡来支持，同时系统需要重新启动才能驱动新的设备。
8、USB总线是INTEL、DEC、MICROSOFT、IBM等公司联合提出的一种新的串行总线标准，主要用于PC机与外围设备的互联。
9、USB总线具有低成本、使用简单、支持即插即用、易于扩展等特点，已被广泛地用在PC机及嵌入式系统上。
10、二、USB总线优缺点1.优nbsp;点（1）使用简单所用USB系统的接口一致，连线简单。
11、系统可对设备进行自动检测和配置，支持热插拔。
12、新添加设备系统不需要重新启动。
13、（2）应用范围广USB系统数据报文附加信息少，带宽利用率高，可同时支持同步传输和异步传输两种传输方式。
14、一个USB系统最多可支持127个物理设备。
15、USB设备的带宽可从几Kbpsnbsp;到几Mbpsnbsp;(在USB2.0版本，最高可达几百Mbps)。
16、一个USB系统可同时支持不同速率的设备，如低速的键盘、鼠标，全速的ISDN、语音，高速的磁盘、图像等(仅USB2.0版本支持高速设备)。
17、（3）较强的纠错能力nbsp;USB系统可实时地管理设备插拔。
18、在USB协议中包含了传输错误管理、错误恢复等功能，同时根据不同的传输类型来处理传输错误。
19、（4）总线供电USB总线可为连接在其上的设备提供5V电压/100mA电流的供电，最大可提供500mA的电流。
20、USB设备也可采用自供电方式。
21、（5）低成USB接口电路简单，易于实现，特别是低速设备。
22、USB系统接口/电缆也比较简单，成本比串口/并口低。
23、2.缺nbsp;点USB技术还不是很成熟，特别是高速设备。
24、市场上现有的USB设备价格都比较昂贵，但随着USB技术的日益成熟，设备的不断增加和广泛应用，其价格将会有所降低。
25、三、USB系统拓扑结nbsp;nbsp;一个USB系统包含三类硬件设备:nbsp;USB主机(USBnbsp;HOST)、nbsp;USB设备(USBnbsp;DEVICE)、USB集线器(USBnbsp;HUB)，如图1所示。
26、nbsp;（1）USBnbsp;HOST在一个USB系统中，当且仅当有一个USBnbsp;HOST时，USBnbsp;HOST有以下功能:◇nbsp;管理USB系统；◇nbsp;每毫秒产生一帧数据；◇nbsp;发送配置请求对USB设备进行配置操作；◇nbsp;对总线上的错误进行管理和恢复。
27、（2）USBnbsp;DEVICE在一个USB系统中，USBnbsp;DEVICE和USBnbsp;HUB总数不能超过127个。
28、USBnbsp;DEVICE接收USB总线上的所有数据包，通过数据包的地址域来判断是不是发给自己的数据包：若地址不符，则简单地丢弃该数据包；若地址相符，则通过响应USBnbsp;HOST的数据包与USBnbsp;HOST进行数据传输。
29、（3）USBnbsp;HUBnbsp;USBnbsp;HUB用于设备扩展连接，所有USBnbsp;DEVICE都连接在USBnbsp;HUB的端口上。
30、一个USBnbsp;HOST总与一个根HUBnbsp;(USBnbsp;ROOTnbsp;HUB)相连。
31、USBnbsp;HUB为其每个端口提供100mA电流供设备使用。
32、同时，USBnbsp;HUB可以通过端口的电气变化诊断出设备的插拔操作，并通过响应USBnbsp;HOST的数据包把端口状态汇报给USBnbsp;HOST。
33、一般来说，USB设备与USBnbsp;HUB间的连线长度不超过5m，USB系统的级联不能超过5级（包括ROOTnbsp;HUB）。
34、四、USB总线数据传输nbsp;nbsp;USB总线上数据传输的结构如图2所示。
35、nbsp;nbsp;从物理结构上，USB系统是一个星形结构；但在逻辑结构上，每个USB逻辑设备都是直接与USBnbsp;HOST相连进行数据传输的。
36、在USB总线上，每ms传输1帧数据。
37、每帧数据可由多个数据包的传输过程组成。
38、USB设备可根据数据包中的地址信息来判断是否响应该数据传输。
39、在USB标准1.1版本中，规定了4种传输方式以适应不同的传输需求：（1）控制传输（controlnbsp;transfer）控制传输发送设备。
本文到此讲解完毕了，希望对大家有帮助。
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