来源：公众号【鱼鹰谈单片机】 作者：鱼鹰Osprey ID ：emOsprey 本篇笔记将大概介绍 USB的情况，了解 USB 的一些基本知识。
USB接口
首先看一看 USB 的接口，当你看到这些接口时，你应该知道，哦，那是 USB 接口。不然学完了USB，USB 接口都不认识那就很尴尬了。 看到这些接口是不是很熟悉？常用的接口有 Type A 接口，这个接口一般直接插在电脑上的，Type B 接口比较少见，目前比较常见的是 Mini-B、Micro-B接口，前者在 MP3 之类的设备中比较常见，当然在我们工程师中的调试器中也经常使用，后者多用于手机等设备，不过目前大部分手机接口用 Type-C接口代替了：（图片来源于网络） 这种接口可以正反插，并且能提供比其它接口更大的电流，速度更快，所以今天可以看到越来越多的设备开始支持 Type-C了。 我们可以看看这些接口内部的引脚分布情况（不包含 Type-C 接口，这个接口引脚很多）：第四引脚在某些接口中可能没有，其他引脚都是存在的。Vbus 和 GND 两个硬件用于供电，提供恒定的 4.4 ~5.25 V电源（当 USB 为设备提供 5.25 V 电源时，数据线工作在 3.3 V），当设备使用总线供电时，将由这两根引脚提供所需电源，当然总线提供的电流比较有限，所以如果说总线不足以提供足够的电源，那么就需要使用外部供电。D-、D+两个引脚用于数据传输，类似串口的Tx、Rx数据线，不同的是，USB采用差分方式传输，使用双绞线，并且在线上传输的数据编码远比串口的复杂，这个将在下节介绍。这里需要注意一下线的颜色，一般的厂家生产USB数据线时会按照标准来生产，但是有些厂家却不一定，红色不一定是电源，黑色不一定就是地，使用的时候需要注意确认。标准的USB数据线外部一般会有屏蔽线包裹，防止外部干扰，但是有些厂家偷工减料，可能并没有屏蔽线，甚至连D-、D+数据线都没有，只提供电源线。（图片来源于网络，外层白色包裹为屏蔽线） 因为采用差分传输，并且只有两个引脚，所以总线为半双工传输，即同一时刻只能发送或接收。同时 USB 采用一主多从模式，即USB网络中只有一个主机，其他都是从机，也就是设备。
除了常见的设备外，在 USB 网络中，还有一种特殊的设备，即 HUB（集线器），这种设备只有一个作用，就是将一个 USB 接口分成多个 USB 接口（最多 7 个）使用，这样即使你的电脑只有一个USB接口，通过 HUB，你也可以实现多个设备的连接。HUB对于用户而言是透明的（即用户在使用时不用特别去操作它），而为了实现这种透明，HUB所做的工作要比上述复杂的多，具体可以找相关资料，鱼鹰有时间也会研究一下这种特殊的设备。上图是USB连接图，可以看到，通过 HUB，一个 USB 网络中可以连接非常多的设备（最多 127 个，由 USB 设备7位地址决定），并且由于集线器的时间和电缆传播的延迟，最多只能连接五个 HUB，在层次上表现为上图的 7 层（在全速和高速设备中，最大线缆长度为 5 m，低速设备限制为 3 m）。USB网络中的所有设备（包括HUB）都有一个地址，范围 0~127，地址 0 是所有设备在接入 USB 网络时使用的默认地址，当设备完成枚举后，即可拥有新的 USB设备地址，之后所有的通信都将采用新地址通信。也就是说， USB 设备的地址是动态的，类似网络的IP地址。
USB 层次结构
下面再来看看 USB 层次结构： 在开发时，由于我们主要是软件开发，所以主要的关注对象是上面两层，而底层的实现一般来说都是由硬件自动完成的，比如STM32就帮我们实现了这一层，我们只需要获取底层的数据然后进行相应的处理即可。 但是为了更好、更全面的理解USB，这一层的内容鱼鹰也会在下一节进行介绍。
