USB的结构及工作原理VIP免费

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(UniversalSerialBus)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USBUSB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roothub______________|___________||hubhub___|__________|________||||||||d1d2d3h1h2d4d5d6d*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roothub。roothub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。USBhub结构类似通常的网络集线器，有一个upperlink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roothub后，主机控制器和主机软件(hostcontroller&hostsoftware)能自动侦测到设备的接入。然后hostsoftware读取一系列的数据用于确认设备特征，如vendorID,productID,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(USBHOST)、USB设备(USBDEVICE)、USB集线器(USBHUB)，如图1所示。（1）USBHOST在一个USB系统中，当且仅当有一个USBHOST时，USBHOST有以下功能:◇管理USB系统；◇每毫秒产生一帧数据；◇发送配置请求对USB设备进行配置操作；◇对总线上的错误进行管理和恢复。（2）USBDEVICE在一个USB系统中，USBDEVICE和USBHUB总数不能超过127个。USBDEVICE接收USB总线上的所有数据包，通过数据包的地址域来判断是不是发给自己的数据包：若地址不符，则简单地丢弃该数据包；若地址相符，则通过响应USBHOST的数据包与USBHOST进行数据传输。（3）USBHUBUSBHUB用于设备扩展连接，所有USBDEVICE都连接在USBHUB的端口上。一个USBHOST总与一个根HUB(USBROOTHUB)相连。USBHUB为其每个端口提供100mA电流供设备使用。同时，USBHUB可以通过端口的电气变化诊断出设备的插拔操作，并通过响应USBHOST的数据包把端口状态汇报给USBHOST。一般来说，USB设备与USBHUB间的连线长度不超过5m，USB系统的级联不能超过5级（包括ROOTHUB）。四、USB总线数据传输USB总线上数据传输的结构如图2所示。从物理结构上，USB系统是一个星形结构；但在逻辑结构上，每个USB逻辑设备都是直接与USBHOST相连进行数据传输的。在USB总线上，每ms传输1帧数据。每帧数据可由多个数据包的传输过程...