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1、USB介紹一USB 含義是什麼 USB是Universal Serial Bus的缩写,中文意思就是“通用串行总线”, 它包含如下含義1 首先它的傳輸方式是串行傳輸。 即傳輸時是一位(二進製的“0” 或“1”) 接着一位來傳輸的其它的串行傳輸方式還有 SPI, I2C接口等2 它是一種總線。任何通信都需要協議的支持正如同發出的Mail 都要有回應才知道發出的Mail 對方有收到一樣USB 也有一套相應的比較複雜的通訊協議, USB主機控制器通過總線(如一般為USB-PCI ) 與PC內部總線相連通來處理USB事務。3 它的一個目的就是要通用而不是某一專用設備如IDE接口一般只用于硬盤傳輸LPT
2、一般用于打印設備USB則不同它可以應用于多種用途以通用為目的。二USB提出的背景之前x86个人电脑的外接规格十分混乱,例如键盘要接AT规格的接孔,鼠标要接COM口或PS/2接口，Modem要接另一个COM口、打印机要接Parallel Port(并口),而摇杆则是要跟MIDI装置共抢Game/MIDI口，每个周边外设都是单独与电脑连接,如果各位绕到电脑背后看看,一定可以看到一堆惨不忍睹的“纠结”现象,这正是USB想解决的一个问题。(體現通用的特性)除了线路紊乱与安装模糊混淆外,这些线路都不是可以随意插拔的,必须在开机前装妥才能正常使用。如果在电脑工作期间插上或拔出,虽然有时电脑还是可以继续工作
3、,但大多数时候电脑会停止响应,或是插入的装置无法工作,甚至死机。(支持“熱”插拔)USB就是要解决上述这些问题,它是一种新规格的外接串联口,提出该规格的厂商希望用USB来取代现有种种的外接设备接口。它还具备连接单一化、软件自动“侦测”以及热插拔的功能,也就是说,在电脑不关机的情况下,就可以将设备连接到电脑上或是将设备从电脑上拔下来拿走。这可以说是做到了真正的即插即用。 三USB 由誰提出USB是由Compaq(康柏)、DEC、IBM、Intel、NEC、微软以及Northern Telecom(北方电讯)等公司于1994年11月共同提出的,这跟PCI、AGP、AMR等单独由Intel提出的硬件
4、标准不同。有些厂商指出:PCI、AGP等属于Intel单独提出的硬件标准,所以Intel的芯片组可以充分支持这些标准,而其他厂家依据公布的规格文件标准设计芯片,反而因此处于劣势,这个道理是显尔易见的。然而USB标准是多家公司一同提出的,自然不会发生上述情况。四USB 傳輸速度如何依据USB的规格文件,区分成低速、中速、高速等三种传输等级。 低速主要就是针对这些鼠标、键盘而来的,这些称为“Interactive Device”，中文暂且称做“交互式设备”USB指的低速为10-100kbps。 中速是针对音效(Audio)、电话(Phone)、压缩视频(Compressed Video)等用途的传
5、输而设,速度范围为500k-10Mbps。至于高速就是指视频(Video)、磁盘(Disk)等用途,速度为25-500Mbps。 目前v1.0、v1.1版的USB,是针对中速与低速应用所制订,最高传输上限为12Mbps,低速通道则为1.5Mbps, 最新的USB V2.0版本加入了Hi-Speed的傳輸速率(480Mb/s), 使得USB也覆蓋了高速傳輸應用層面真正做到 達到了“通用”的目的.五USB的優點及其應用 1. 傳輸速度快: USB 2.0規格的高速接口的传输速度高达480Mbps, 和串口115200bps的速度相比，相当于串口速度的4000多倍，完全能满足需要大量数据交换的外设的
6、要求。 2.连接简单快捷所有的USB外设利用通用的连接器可简单方便地连入计算机中，安装过程高度自动化，既不必打开机箱插入插卡，也不必考虑资源分配，更不用关掉计算机电源，即可实现热插拔。3.无须外接电源大家都知道，一些采用普通串口或并口设备比如打印机、扫描仪等都需要相应的外接电源系统，而USB电源能向低压设备提供5V的电源，因此新的设备就不需要专门的交流电源，从而降低了这些设备的成本并提高了性价比。4.有不同的带宽和连接距离USB提供低速与全速两种数据传送速度规格。全速传送时，结点间连接距离为5m，连接使用4芯电缆(电源线2条，信号线2条)。该速率与标准的串行端口相比，大约快100倍，与标准的并
7、行端口相比，也快近10倍。因此，USB能支持高速接口(例如ISDN、PRI、T1等)，使用户拥有足够的带宽供新的数字外设使用。5.支持多设备连接利用菊花链的形式对端口加以扩展，避免了PC机上插槽数量对扩充外设的限制，减少PC机I/O接口数量。6.具有高保真音频由于USB音频信息生成于计算机外，因此减少了电子噪音干扰声音质量的机会，从而使音频系统具有更高的保真度。7.良好的兼容性USB接口标准有良好的向下兼容性，以USB 2.0和1.1版本为例，2.0版本就能很好地兼容以前的USB 1.1的产品。系统在自动侦测到1.1版本的接口类型时，会自动按照以前的12Mbps的速度进行传输，而其他的采用2.
8、0版本的设备，并不会因为接入了一个1.1标准的设备而减慢它们的速度，它们还是能以2.0标准所规定的速度进行传输。 8. 低成本 为了把外设连接到PC上，USB提供了一种低成本的解决方案對于低速設備, 在5m長度內,其通訊電纜甚至可以不需屏蔽層但為確保其電磁兼容性考量, 一般低速USB電纜仍有屏蔽要求。可以以USB接口与计算机相联结的外设有：电话、Modem、键盘、光驱、摇杆、磁带机、软驱、扫描仪、打印机、ISDN Modem、Cable Modem、ADSL Modem等宽频拨接装置等等,还可以连接Zip、LS-120等新型高容量软驱,传统软磁盘的传输率仅60KB/Sec,实在太慢了! 一部电
9、脑最多可以接几个127设备,但是,这是理论,即使是COMDEX 98的插拔大会,目前也只做到111个可同时工作而已,还没到127个。但实际上这个数字已非常够用,一般电脑也甚少接超过10个周边外设。六USB的数据流传输控制传输类型：支持外设与主机之间的控制，状态，配置等信息的传输，为外设与主机之间提供一个控制通道。每种外设都支持控制传输类型，这样主机与外设之间就可以传送配置和命令/状态信息。實時传输类型：支持有周期性，有限的时延和带宽且数据传输速率不变的外设与主机间的数据传输。该类型无差错校验，故不能保证正确的数据传输，支持像计算机电话集成系统（CTI）和音频系统与主机的数据传输。中断传输类型：
10、支持像游戏手柄，鼠标和键盘等输入设备，这些设备与主机间数据传输量小，无周期性，但对响应时间敏感，要求马上响应。批量传输类型：支持打印机，扫描仪，数码相机等外设，这些外设与主机间传输的数据量大，USB在满足带宽的情况下才进行该类型的数据傳輸如相机等外设，这些外设与主机间传输的数据量大，USB在满足带宽的情况下才进行该类型的数据传输。七USB Mouse 原理知識1. 鼠標在電腦外圍設備中屬於低速率輸入設備(1.5Mb/s) 所以通常USB Mouse (也包括鍵盤) 都是採用USB的Low Speed規格來設計與生產的但目前已經有些Game Mouse(如本廠的Lenvo Laser Mouse
11、) 由于更高的DPI已經不能用低速來傳輸來滿足要求了,表現在快速移動鼠標時出現丟步, 進而採用全速度(Full Speed) 規格來設計生產了2. 以下為一款典型鼠標的光機鼠標電路圖(MCU 採用Cypress 的CY7C63723,XY包括Z軸均採用光機式) 從功能上來看其包括以下幾個部份A. XY 部份B. Z部份C. Button部份D. MCU處理與USB傳輸部份由圖中可見其關鍵部份還是MCU(CY7C63723), 此顆IC之主要特性如下目前在我們公司產品中佔據了相當大的比例 (除5007 與Lase系列Mouse外), 究其原因是其因為其專為Mouse/KB 搖桿等低速輸入設備而設
12、計USB功能滿足要求且開發相對簡單內部包含MCU故, 批量價格偏移且質量優良, 與Agilent Sensor搭配簡單(SPI或GPIO) 對于一只光機式老鼠一顆IC就可搞定。.(The best design of phase difference is 90 degree. Best detect timing is under 100u Sec.)以下為XYZ 軸的原理結構示意圖燒入IC的F/W 通過定時(時間很重要)讀取每一軸的感應器的兩個PIN腳高低電平然後與前次結果相比較通過查表或判別的方式就可以了解此時是前進還是後退。(右圖為示範代碼) 以下為USB接口(PC端) 的接口圖(注意 D+,D-有時也稱之為DP,DM)以下為F/W 控制流程圖 以下為USB Mouse中斷傳輸每次發送給PC得數據包格式(含XYZButton信息)有三字節(3D) 與四字節(3D Wheel)格式。
