USB的结构及工作原理

USB的结构及工作原理？

USB的结构及通讯原理？为什么现在的USB才4条线就可以代替打印机口（25针）？USB的优点缺点？还有，有什么控件可以进行USB通讯（VB）？

USB(Universal Serial Bus)是1995年Microsoft、Compaq、IBM等公司联合制定的一种新的PC串行通信协议。USB协议出台后得到各PC厂商、芯片制造商 和PC外设厂商的广泛支持。USB本身也处于不断的发展和完善中，从当初的0.7、0.8到现在广泛采用的1.0、1.1版本到即将被采用的2.0版本。 USB外设在国外以惊人的速度发展，迄今为止，各种USB的外设已经有上千种。那么，USB为什么如此受亲睐呢？这要从它自身所具有的很多优点谈起。

1. PC为什么急需USB

USB 的出现就能够为您完全解决掉上面提到的这些尴尬，每台PC通过USB端口最多可以接127个外设！把您所有的东西全接上来吧，没问题！还有，USB完全是 PNP的，在您第一次安装完成以后，加减设备只需要拔出或插上USB插头就一切OK了，不必理会机器是开还是关，就这么简单。

可不要因为慢得象蜗牛的232而使你联想到串行就代表慢。USB有快速和慢速工作方式，传输速率分别为12Mbps和1.5Mbps，比232快了不知道多少倍。 2. USB的结构框架

root hub

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hub hub

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d1 d2 d3 h1 h2 d4 d5 d6 d* 外设 h* hub

上图显示了USB的拓扑结构。

PC主板上的那两个插口，就是root hub。root hub是一个USB系统的总控制端口。它既可以直接接外设，也可以通过hub控制更多的外设。

USB hub结构类似通常的网络集线器，有一个upper link和很多子端口，每个子端口可以接一个外设，也可以再通过一个hub接入更多外设，直到所有外设加起来到127为止。 3. USB设备的加载过程

当USB 设备接入hub或root hub后，主机控制器和主机软件(host controller & host software)能自动侦测到设备的接入。然后host software读取一系列的数据用于确认设备特征，如vendor ID, product ID, interface工作方式，电源消耗量等参数。之后主机分配给外设一个单独的地址。地址是动态分配的，各次可能不同。在分配完地址之后对设备进行初始 化，初始化完成以后就可以对设备进行IO操作了。 4. USB的适用范围

其实除了象显卡这种需要极高数据量和一些实时性要求特别高 的控制设备，几乎所有的PC外设都可以移植到USB上来。而事实上国外几乎已经做到了这一点。我想对于国内的开发者来说，在鼠标、键盘等产品上就不必去和 国外竞争了。但即使这样，USB的PC外设仍然有大得不可限量的发展空间。我归纳了以下几个大类供开发者参考： 1). 传统PC外设，象鼠标、键盘、音箱、游戏杆、扫描仪、打印机等。

2). 基于PC的通信设备，如Modem, ISDN等

3). 端口转接器，如USB-->232, USB-->LPT等，以适应原来的设备。 4). 具有中国特色的设备，象汉字输入笔那样的东西。 5). 工业领域。

三、USB系统拓扑结构

一个USB系统包含三类硬件设备: USB主机(USB HOST)、 USB设备(USB DEVICE)、USB集线器(USB HUB)，如图1所示。

（1）USB HOST

在一个USB系统中，当且仅当有一个USB HOST时，USB HOST有以下功能: