usb(universal serial bus)通用串行总线。是1995年康柏、微软、ibm、dec等公司为解决传统总线的不足而推广的一种新型的通信标准。该总线接口具有安装方便、高带宽、易于扩展等优点，已逐渐成为现代数据传输的发展趋势。同时usb又是一种通信协议，支持主系统与其外设之间的数据传送。

1 usb的特点

(1)速度快

usb接口的传输速度高达4 80 mb／s，和串口11 5 200 b／s的速度相比，相当于串口速度的4 ooo多倍，完全能满足需要大量数据交换的外设的要求。

(2)使用方便，支持热插拔

其设备单独使用自己的保留中断，不会同其他设备争夺pc机资源，不会涉及irq冲突问题。其驱动程序和应用软件可自启动。

(3)无需外接电源

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外部设备直接利用usb接口提供的电源，能向低压设备提供5 v的电源，无需外接专门的交流电源。

(4)连接灵活

usb接口支持多个不同设备的串列连接，1个usb口理论上可连接127个usb设备。连接方式既可使用串行连接,也可通过中枢转接头(即hub)把多个设备连接在一起再和pc机的usb口相连接。

2 usb接口针脚和信号定义

usb使用一个4针插头作为标准插头。通过这个标准插头，采用菊花链形式可以把所有的外设连接起来，并且不会损失带宽。usb接口针脚如图1所示。

3.usb的结构及传输方式

3．1 usb的结构

usb采用菊花链结构，最多可以同时连接1 2 7台设备，由总线提供电源，并有检错、纠错功能以保证数据正确传输。usb规范将usb分为5个部分：控制器、控制器驱动程序、usb芯片驱动程序、usb设备以及针对不同usb设备的驱动程序。

(1)控制器 主要负责执行由控制器驱动程序发出的命令。

(2)控制器驱动程序 在控制器与usb设备之间建立通信信道。

(3)usb芯片驱动程序 提供对usb的支持。

(4)usb设备 包括与pc相连的usb外围设备，分为2类：一类设备本身可再接其他usb外围设备；另一类设备本身不可再连接其他外围设备。前者称为集线器，后者称为设备。或者说，集线器带有连接其他外围设备的usb端口，而设备则是连接在计算机上用来完成特定功能并符合usb规范的设备单元，如鼠标、键盘等。

(5)设备驱动程序 就是用来驱动usb设备的程序，通常由操作系统或usb设备制造商提供。

3．2 usb的传输方式

针对设备对系统资源需求的不同，在usb规范中规定了4种不同的数据传输方式：

(1)等时传输方式 该方式用来连接需要连续传输，且对数据的正确性要求不高而高而对时间极为敏感的外部设备，如麦克风、音箱以及电话等。等时传输方式以固定的传输速率连续不断地在主机与usb设备之间传输数据，在传送数据发生错误时，usb并不处理这些错误，而是继续传送新的数据。

(2)中断传输方式 该方式传送的数据量很小，但这些数据需要及时处理，以达到实时效果，此方式主要用在键盘、鼠标以及游戏手柄等外部设备上。

(3)控制传输方式 该方式用来处理主机usb设备的数据传输。包括设备控制指令、设备状态查询及确认命令。当usb设备收到这些数据和命令后，将依据先进先出的原则按队列方式处理到达的数据。

(4)批传输方式 该方式用来传输要求正确无误的数据。通常打印机、扫描仪和数码相机以这种方式与主机连接。

在这4种数据传输方式中，除等时传输方式外，其他3种方式在数据传输发生错误时，都会试图重新发送数据以保证其准确性。

4 usb接口标准

从1 9 94年11月11 iei发布了usb v0．7版本以后，usb版本经历了6年的发展，到现在已经到了2．0的版本。

usb 1．1标准接vi传输速率为1 2 mb／s，理论上可以支持1 27个装置，通过usb hub即usb扩展器连接多个周边设备，连接线缆的最大长度为5 m。

compaq，hewlett packard， intel，lucent，microsoft，nec和philips这7家厂商联合制定了usb 2·0接口标准。usb 2．0将设备之间的数据传输速度增加到了480 mb／s，~gusb 1．1标准快40倍左右，速度的提高对于用户的最大好处是可以使用更高效的外部设备，而且具有多种速度的周边设备都可以连接到usb 2．0的线路上，不像usb 1．1时代，因为高带宽使得更多的设备无需担心数据传输时发生瓶颈效应。usb 2．0可以使用原来usb定义中同样规格的线缆，接头的规格也完全相同，在高速的前提下同样保持了usb 1．1的优秀特色，也保证了向下兼容。

5 usb典型应用

理论上讲，usb技术由3部分组成：具备usb接口的pc系统、能够支持usb的系统软件和使用usb接口的设备。usb需要主机硬件、操作系统和外设3个方面的支持才能工作。目前主板一般都采用支持usb功能的控制芯片组，而且也安装了usb接口插槽。windows 98及以上版本的操作系统都内置了对usb接口的支持(但windowsnt不支持usb)。在操作系统拥有了对usb设备的支持后，安装us