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常用识别及标准和作用(2)

时间:2018-05-11 15:20来源:USB开发群 作者:USB开发频道 点击:

  

  图1 全速设备与PC主机之间电气特性的连接图
本文来自织梦

低速设备与PC主机之间电气特性的连接图

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  图2 低速设备与PC主机之间电气特性的连接图

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  整个PC主机与设备之间的电气特性是如何操作的呢?首先,在设备未连接至PC主机的根集线器或集线器的连接端口时,D+与D-两条信号线因为下拉电阻的关系,几乎都视为接地,但是若有一个设各刚连接上时,由于提升电阻(1.5 kΩ)与下拉电阻(15 kΩ)形成了一个分压器;因此其中有一条数据信号线(D+或D-)的电位将被提升至电压Vdc的90%左右。此时,当集线器检测到其中的一条数据信号线趋近3 Vcc,而另外一条仍维持接地状态时就可确定有一设备已连接上。PC主机会不断地每隔一般时间来查询根集线器,检查D+与D一的电位变化,以了解设备的连接状态。 dedecms.com

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技术分析及电路设计

  USB的英文全称为Universal Serial Bus,中文含义是通用串行总线,它是一种快速的,双向的,同步传输的廉价的并可以进行热拔插的串行接口。USB接口使用方便,它可以连接多个不同的设备,而过去的串口和并口只能接一个设备。速度快是USB技术的突出特点之一。全速USB接口的最高传输率可达12Mb/s,比串口快了整整100倍,而执行USB2.0标准的高速USB接口速率更是达到了480Mb/s.这使得高分辨率、真彩色的大容量图象的实时传送成为可能。USB接口支持多个不同设备的串列连接,一个USB接口理论上可以连接127个USB设备。连接方式也十分灵活,既可以使用串行连接,也可以使用集线器(Hub)把多个设备连接在一起,再同PC机的USB接口相接。普通的使用串口、并口的设备都需要单独的供电系统,而USB设备则不需要。正是由于USB的这些特点,使其获得了广泛的应用。到目前为止,USB已经在PC机的多种外设上得到应用,包括扫描仪,数码相机,数码摄像机、音频系统、显示器、输入设备等。对于广大的工程设计人员来说,USB是设计外设接口时理想的总线。

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  对于USB接口芯片,通常分为普通和DMA(直接存储器存取)两种工作模式。相对于普通模式,DMA数据传输模式传输速率更快,更适合于视频数字信号等高速、实时信号的传送。但遗憾的是,国内市场上提供的各种USB接口电路板大部分仅工作在普通模式,缺少对DMA工作模式的支持,不能直接用于象CCD数字摄像机USB接口这样的需要工作在DMA模式下的设计开发。为了解决这个问题,我们对USB的原理进行了研究,尝试着利用51单片机结合PHILIPS公司的PDIUSBD12带并行总线的USB接口器件设计带DMA工作模式的可供视频信号传输的多功能USB接口电路,现已设计出了完整的硬件电路。 本文来自织梦

  1、USB概述 织梦内容管理系统

  由于多媒体技术的发展对外设与主机之间的数据传输率有了更高的需求,因此,USB总线技术应运而生。USB(Universal Serial Bus)翻译为中文就是通用串行总线,是由Conpaq、DEC、IBM、Inter、Microsoft、NEC和Northen Telecom等公司为简化PC与外设之间的互连而共同研究开发的一种免费的标准化连接器,它支持各种PC与外设之间的连接,还可实现数字多媒体集成。现在生产的PC几乎都配备了USB接口,Microsoft 的Windows98、NT以及MacOS、Linux、FreeBSD等流行操作系统都增加了对 USB的支持。

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  USB的主要优点: copyright dedecms

  l 使用方便。连接外设不必再打开机箱;允许外设热插拔,而不必关闭主机电源。

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  l 速度快。USB支持三种设备传输速率:1.5 Mb/s(低速设备)、12 Mb/s(中速设备)和480 Mb/s(高速设备)。 织梦好,好织梦

  l 独立供电。USB接口提供了内置电源。

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  l 连接灵活。一个USB口理论上可以连接127个USB设备。连接的方式也十分灵活,既可以使用 串行连接,也可以使用集线器Hub,把多个设备连接在一起,再同PC机的USB口相接。 本文来自织梦

  l 成本低。为了把外设连接到PC上,USB提供了一种低成本的解决方案。 内容来自dedecms

  现在满足USB要求的外设有:调制解调器,键盘,鼠标,光驱,游戏手柄,软驱,扫描仪,音箱等。USB总线标准由1.1版升级到2.0版后,传输率由12Mbps增加到了480Mbps,更换介质后连接距离由原来的5米增加到近百米。基于这点,USB也可以做生产ISDN以及基于视频的产品。USB 总线结构简单,信号定义仅由2条电源线,2条信号线组成。

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  2、USB结构与工作原理 内容来自dedecms

  一个USB系统可以从三个方面加以描述

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  (1)USB互联。

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  (2)USB设备。 内容来自dedecms

  (3)USB主机。 本文来自织梦

  USB互联是指一个USB设备与USB主机相联并和其通信的方式,它包括:

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  (1)总线拓扑结构:USB主机和USB设备的连接模型。 织梦好,好织梦

  (2)层间关系:USB在系统中的每一层都要完成一定的任务。

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  (3)数据流模型:USB系统中信源和信息之间的数据传送方式。 copyright dedecms

  (4)任务规划:USB提供可以共享的互联机制。通过规划对互连机制的访问,可以支

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  持同步数据传输。

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  下面简要讨论USB硬件结构和数据流传输。 copyright dedecms

  2.1 USB硬件结构

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  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)。参见图2-1。

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  (1)USB HOST copyright dedecms

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

  ◇ 管理USB系统; 织梦内容管理系统

  ◇ 每毫秒产生一帧数据;

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  ◇ 发送配置请求对USB设备进行配置操作;

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  ◇ 对总线上的错误进行管理和恢复。 copyright dedecms

  (2)USB DEVICE dedecms.com






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