通用串行总线(USB) 2.0 
STM32 USB 开发者培训 
2013年5月 
2012 
内容 
 USB技术简介 
 技术背景 
 架构、系统、协议和供电 
 设备的枚举、识别 
 各类描述符解析 
 传输类型 
MCU Group Shanghai 
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技术背景(1) 
 通用串行总线(USB)协议的设计目标 : 
 
 易于使用的PC外设 
 以低成本的方案支持高达480Mbps的传输速率 
 满足声音,音频和视频类传输的实时需求 
 灵活的协议,能混合同步和异步的消息数据传递 
 集成商品设备技术 
 能适应于任意外形和配置的PC 
 提供一个标准接口,能快速应用于产品中 
 允许扩展出新的USB设备类,以提升PC的功能 
 UBS2.0协议必需向下兼容,以容纳早期版本的设备 
MCU Group Shanghai 
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技术背景(2) 
应用范围 
性能 
应用 
特性 
低速(1.5Mbps): 
交互式设备 
10-100kbps 
键盘,鼠标 
手写笔 
游戏手柄 
虚拟设备 
外设 
全速(12Mbps): 
电话,音频类 
压缩的视频类 
500kbps – 10Mbps 
话音 
宽带 
音频 
麦克风 
高速(480Mbps): 
视频,大容量存储 
25 – 400Mbps 
视频 
大容量存储 
图像 
宽带 
MCU Group Shanghai 
•极低的成本 
•易于使用 
•热插拔 
•同时使用多个外设 
•较低的成本 
•易于使用 
•热插拔 
•同时使用多个外设 
•可保证的带宽 
•可保证的延迟 
•低成本 
•易于使用 
•热插拔 
•同时使用多个设备 
•可保证的带宽 
•可保证的延迟 
•高带宽 
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技术背景(3) 
特性: 
简单易用  使用统一制式的电缆和连接插座,支持热插拔 
 
应用广泛  支持从几kbps到几百Mbps的数据带宽,支持同步和    
                           异步的传输,支持连接多达127个设备,并支持复 
                           合设备 
同步带宽  提供保证的带宽和低延迟 
 
 
 
使用灵活  支持不同大小的数据包和各种传输速率 
鲁棒性佳  多种的错误校验和恢复机制 
协同PC产业  协议易于实现和整合,并支持热插拔机制 
低成本实现  低成本的电缆和连接插座,商品化的实现技术 
易于升级  整体结构易于升级,能适应各类新生的应用 
 
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USB 系统结构  
主机 
设备 
连接层 
客户端 
应用程序 
系统端 
驱动程序 
主机端 
控制程序 
应用层 
应用程序 
逻辑层 
驱动程序 
总线层 
控制程序 
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实际的通信信道 
逻辑上的信道 
实现的核心区域 
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USB拓扑结构 
 USB总线基于分层的星状拓扑结构 
 以Hub为中心,连接周围设备 
 总线上最多可连接127个设备 
 Hub串联数量最多5个 
 线缆长度最长5米 
 
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USB 拓扑结构示例 
高速通信 
480Mbps 
USB 2.0  
主机 
高速 
Hub 
高速 
设备 
USB 1.1 
Hub 
全速 / 低速 
设备 
全速/低速通信 
12M/1.5Mbps 
全速 / 低速 
设备 
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