USB通信协议详解：从1.1到2.0，通俗理解

USB全称通用串行总线(Universal Serial Bus)，是一种广泛应用于个人电脑和其他电子设备之间的接口标准。本文档深入介绍了USB的通信协议，特别是USB2.0版本，它相对于早期的USB1.1有着显著的进步。 USB1.1和USB2.0是两种主要的USB协议，它们在数据传输速度上有明显差异。USB1.1的最大数据传输率是12Mbps，其中1.5Mbps用于支持较慢的外设，如打印机和扫描仪等。相比之下，USB2.0的最高数据传输速率达到480Mbps，这使得USB2.0能够提供更快的设备连接和数据交换，对于现代电子设备来说，这是至关重要的性能提升。 USB设备通常被用户视为“外设”，通过一根USB电缆与PC或主机相连，主机作为USB“主机”负责控制数据传输。通信方向分为上行和下行，上行指的是从主机到外设的数据传输，下行则是相反的方向。USB系统采用了阶梯式星形拓扑结构，即每个USB网络只有一个主机，主机通过根集线器连接多个外设。这种设计确保了数据传输的有序性和可靠性。 例如，在图16-1所示的架构中，主机位于“阶梯0”，它是整个系统的中心，可以连接多个集线器或直接连接外设，如鼠标、扫描仪、游戏杆等。集线器作为复合设备，可以进一步扩展USB端口的数量，允许更多的设备连接。这种层级结构方便了设备的管理和数据流管理。 在编写嵌入式技术应用时，理解USB的这些基本原理至关重要，因为开发者需要考虑如何高效地利用USB接口，确保设备间的稳定通信。无论是设计简单的外设驱动程序，还是构建复杂的嵌入式系统，对USB通信协议的掌握都是必不可少的。通过USB2.0协议的升级，不仅可以提高设备的传输效率，还可以简化开发过程，提高用户体验。