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2019年10月22日 | STM32F103之USB(一)
2019-10-22 来源：eefocus
初识USB
由于项目需求，需要USB这块，花了几天时间了解了下USB方面的知识，的确挺难的！USB是个挺难啃的家伙，当时看了一遍看的一头雾水，不过几天下来还是有所收获的。顺便记录下自己学习的过程，一遍以后查看。
一、USB介绍
USB(Univetsal Serial Bus)的缩写，即通用串行总线。是现在通讯设备中不可或缺的一部分，可以这么说，电子工程师不懂USB那就太OUT了。
二、USB的发展史
Ø1994年 Philips公司 Access.Bus规范(USB的前身）
Ø1996年 Compaq、Intel、Microsoft、NEC USB1.0规范
Ø1997年 USB1.1规范
Ø2000年 USB2.0规范
Ø2002年 USB OTG规范
三、USB的特点
1)优点：
Ø可以热插拔：告别“并口和串口先关机，将电缆接上再开机”的动作。
Ø系统总线供电：可提供5V/500mA电源。
Ø支持设备众多：例如鼠标，键盘，打印机，显示器等。
Ø扩展容易，通过Hub可以连接多个设备只PC机
Ø高速数据传输：USB1.1是12Mb/s，USB2.0高达480Mb/S(ps210Mb/s/并口8Mb/s、R- 23220Kb/s)
Ø方便的设备互连：USBOTG支持点对点通信，例如数码相机和打印机直接互连，无 需PC断开连接。
2)缺点：
Ø供电能力差：高功率设备必须外接电源，例如:打印机
Ø传输距离短：USB总线的连线长度最大为5m，即便是用HUB来扩展最远也不超过 30m，距离越远数据传输误差越大！
不过对于这次做空中鼠标来说，还是挺好的。这些影响基本没有。
四、USB的工作原理
1)USB识别过程
以前的确很好奇，往电脑插个鼠标，它就能识别出鼠标来，插个键盘就能识别很出是键盘，插个U盘就能识别出U盘，太神奇了，心中充满了好奇，一直想找个机会了解下，这回，终于懂了，USB是如何识别的，呵呵！
在USB的原理图设计时，必须给D+和D-端接上连个电阻：
D+和D-是两个差分信号线。 D+ 减 D-进行区分，可以看到区分度还是挺大的。
在设备链接主机时，会检测设备电平，如果检测到在D+上有上拉电阻说明是全速设备，如果检测到在D-上有上拉电阻说明是低速设备。
识别过程是一个枚举过程。
首先设备上电---USB设备会自动复位(将自己的地址初始化为0（包括设备地址和端口地址）)---主机检测到复位了(检测到地址为0 的设备)---主机要求USB提供设备址，此时USB设备会将自己的一些描述符发送给主机(电脑)，在这些描述符中包括，生产厂商、名字、干什么的、属于什么类别(比如U盘、鼠标……)……，接着主机会查找自己的当前没有占用的地址分配给设备，包括端口地址、设备地址-----想刚分配的地址发送索取信息--包括描述符(比如是U盘的话，索取U盘的大小、什么牌子等等)，然后就可进行其他通讯了。想象还是挺神奇的，USB枚举居然做了这么多的事情。
在枚举完成后，主机会给设备安装驱动程序，这也是我们经常可以看到的，刚买的鼠标、键盘或U盘插入电脑后会提示正在安装驱动，当驱动程序安装完成后就可以记性相关的操作了。
2)描述符类型
在USB枚举过程中，主机要求设备提供描述符，描述符主要有一下几个：
标准的(通用的)描述符主要有：
设备描述符：属于什么设备
配置描述符：
接口描述符：
端点描述符：有多少个端口
字符串描述符：告诉USB英文的一个表述：比如U盘的名字，KingSton(金士顿)
以上描述符的详细信息会在后面讲解。
史海拾趣
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