Как правильно определить назначение контактов USB разъема различных типов. Какие цвета проводов соответствуют конкретным сигналам в USB кабеле. Чем отличается распиновка разъемов USB 2.0, USB 3.0 и USB Type-C.
Основные типы USB разъемов и их особенности
USB (Universal Serial Bus) стал де-факто стандартом для подключения периферийных устройств к компьютерам и мобильным гаджетам. За годы развития технологии появилось несколько типов USB разъемов, отличающихся формой, размерами и количеством контактов. Рассмотрим наиболее распространенные варианты:
- USB Type-A — классический плоский разъем, используемый в компьютерах и зарядных устройствах
- USB Type-B — квадратный разъем, часто применяемый в принтерах и сканерах
- Mini-USB — компактный 5-контактный разъем для портативных устройств
- Micro-USB — сверхкомпактный разъем, популярный в смартфонах и планшетах
- USB Type-C — современный универсальный разъем с симметричной конструкцией
Несмотря на различия в форме, базовая схема распиновки у большинства USB разъемов схожа и включает линии питания, передачи данных и заземления.
Распиновка разъема USB 2.0 Type-A
USB 2.0 Type-A — наиболее распространенный тип разъема, с которым сталкивается большинство пользователей. Он имеет 4 контакта со следующим назначением:
- VCC (+5В) — линия питания
- D- — линия передачи данных (отрицательная)
- D+ — линия передачи данных (положительная)
- GND — общий провод (земля)
Важно соблюдать правильное подключение этих контактов при самостоятельном изготовлении USB кабелей или устройств. Неправильное соединение может привести к повреждению оборудования.
Цветовая маркировка проводов в USB кабеле
Для удобства монтажа провода в USB кабелях обычно имеют стандартную цветовую маркировку:
- Красный — VCC (+5В)
- Белый — D-
- Зеленый — D+
- Черный — GND
Особенности распиновки USB 3.0
С появлением стандарта USB 3.0 количество контактов в разъеме увеличилось до 9, что позволило существенно повысить скорость передачи данных. Дополнительные линии используются для высокоскоростного обмена информацией в режиме SuperSpeed.
Распиновка USB 3.0 Type-A выглядит следующим образом:
- VCC (+5В)
- D-
- D+
- GND
- StdA_SSRX-
- StdA_SSRX+
- GND_DRAIN
- StdA_SSTX-
- StdA_SSTX+
Первые 4 контакта полностью совместимы с USB 2.0, что обеспечивает обратную совместимость с устаревшими устройствами.
Распиновка разъема USB Type-C
USB Type-C — новейший стандарт разъема, отличающийся компактностью и возможностью подключения в любой ориентации. Он имеет 24 контакта, расположенных симметрично. Основные группы контактов включают:
- Линии питания (VBUS)
- Линии передачи данных USB 2.0 (D+/D-)
- Высокоскоростные линии USB 3.x (TX/RX)
- Конфигурационные линии (CC)
- Дополнительные линии для альтернативных режимов
Сложная структура разъема Type-C позволяет реализовать множество дополнительных функций, включая передачу видео и быструю зарядку устройств.
Как определить назначение контактов неизвестного USB разъема
При работе с нестандартными или самодельными USB устройствами может потребоваться самостоятельно определить назначение контактов разъема. Для этого можно воспользоваться следующими методами:
- Визуальный осмотр — часто на печатной плате есть маркировка сигналов рядом с выводами разъема
- Прозвонка мультиметром — позволяет проследить соединения между разъемом и компонентами устройства
- Измерение напряжения — на линии питания должно присутствовать напряжение около 5В
- Анализ логическим пробником — помогает идентифицировать линии передачи данных
При проведении измерений важно соблюдать осторожность, чтобы не повредить компоненты устройства.
Распространенные ошибки при подключении USB устройств
Неправильное подключение USB устройств может привести к их повреждению или некорректной работе. Вот несколько типичных ошибок, которых следует избегать:
- Перепутывание линий питания и заземления — может вызвать короткое замыкание
- Неверное подключение линий данных D+ и D- — приводит к невозможности обмена информацией
- Использование нестандартных уровней напряжения — способно повредить чувствительные компоненты
- Отсутствие защитных элементов в схеме — делает устройство уязвимым к статическому электричеству
Для безопасного подключения рекомендуется всегда сверяться с документацией на конкретное устройство и использовать качественные кабели от проверенных производителей.
Особенности подключения USB-устройств к микроконтроллерам
При разработке устройств на базе микроконтроллеров часто возникает необходимость реализации USB-интерфейса. Это требует внимательного подхода к схемотехнике и программированию. Ключевые моменты, на которые стоит обратить внимание:
- Выбор микроконтроллера с аппаратной поддержкой USB или использование программной эмуляции
- Правильное подключение линий D+ и D- через резисторы подтяжки
- Реализация функции определения скорости работы (Full-Speed или Low-Speed)
- Корректная обработка событий подключения и отключения устройства
- Реализация протокола обмена данными в соответствии со спецификацией USB
Для упрощения разработки многие производители микроконтроллеров предоставляют готовые библиотеки и примеры кода для работы с USB.
Какие преимущества дает использование USB-интерфейса в электронных устройствах?
USB-интерфейс обладает рядом преимуществ, делающих его привлекательным для разработчиков электронных устройств:
- Широкая распространенность и совместимость с большинством компьютеров и мобильных устройств
- Возможность получения питания через тот же разъем, что и передача данных
- Поддержка «горячего» подключения устройств без необходимости перезагрузки системы
- Высокая скорость передачи данных (до 20 Гбит/с в USB 3.2 Gen 2×2)
- Возможность подключения нескольких устройств через USB-хаб
- Наличие готовых драйверов для большинства классов USB-устройств
Эти факторы делают USB оптимальным выбором для широкого спектра применений — от простых периферийных устройств до сложных систем сбора и обработки данных.
Распиновка USB разъема: USB, mini-USB, micro-USB
Разъем USB (Universal Serial Bus) – это последовательная шина универсального назначения, современный способ подсоединения внешних устройств к персональному компьютеру. Заменяет ранее используемые способы подключения (последовательный и параллельный порт, PS/2, Gameport и т.д.) для обычных видов периферийных устройств — принтеры, мыши, клавиатуры, джойстики, камеры, модемы и т.д. Также данный разъем позволяет организовывать обмен данными между компьютером и видеокамерой, карт-ридером, MP3 — плеером, внешним жестким диском.
Преимуществом USB разъема перед иными разъемами заключается в возможности подключения Plug&Play устройств без необходимости перезагрузки компьютера или ручной установке драйверов. Устройства Plug&Play могут быть подключены во время работы компьютера и в течение нескольких секунд приступить к работе.
При подключении нового устройства сначала хаб (кабельный концентратор) получает высокий уровень по линии передачи данных, которое сообщает, что появилось новое оборудование. Затем следуют следующие шаги:
- Хаб сообщает Хост-компьютеру о том, что было подключено новое устройство.
- Хост-компьютер запрашивает хаб, на какой порт было подключено устройство.
- После получения ответа компьютер выдает команду об активации данного порта и выполняет обнуление (сброс) шины.
- Концентратор формирует сигнал сброса (RESET) длительностью 10 мсек. Выходной ток питания устройства составляет 100 мА. Устройство теперь готово к работе и имеет адрес по умолчанию.
Создание USB — результат сотрудничества таких компаний как Compaq, NEC, Hewlett-Packard, Philips, Intel, Lucent и Microsoft. USB стандарт был призван заменить широко используемый последовательный порт RS-232. USB в целом облегчает работу пользователю и имеет большую пропускную способность, чем последовательный порт RS-232.
Три версии USB
USB 1.1
Версия USB 1.1 предназначен был для обслуживания медленных периферийных устройств (Low-Speed) со скоростью передачи данных 1,5 Мбит/с и быстрых устройств (Full-Speed) со скоростью передачи данных 12 Мбит/с. USB 1.1, однако, был не в состоянии конкурировать с высокоскоростным интерфейсом, например. FireWire (IEEE 1394) от компании Apple со скоростью передачи данных до 400 Мбит/с.
USB 2.0
В 1999 году стали задумываться о втором поколении USB, который был бы применим и для более сложных устройств (например, цифровых видеокамер). Эта новая версия, обозначаемая как USB 2.0 была выпущена 2000 году и обеспечивала максимальную скорость до 480 Мбит/с в режиме Hi-Speed и сохранила обратную совместимость с USB 1.1 (тип передачи данных: Full-Speed , Low-Speed).
USB 3.0
Третья версия (обозначаемая также как Super-speed USB) была спроектирована в ноябре 2008 года, но, вероятно, из-за финансового кризиса ее массовое распространение было отложено вплоть до 2010. USB 3.0 имеет более чем в 10 раз большую скорость по сравнению с USB 2.0 (до 5 Гбит/с). Новая разработка имеет 9 проводов вместо первоначальных 4 (шина данных уже состоит из 4 проводов), тем не менее, этот стандарт по-прежнему поддерживает и USB 2.0 и обеспечивает пониженное энергопотребление. Благодаря этому можно использовать любую комбинацию устройств и портов USB 2.0 и USB 3.0.
USB разъем имеет 4 контакта. К контактам DATA+ и DATA- подключается витая пара (скрученные между собой два провода), а к выводам VCC (+5 В) и GND подключаются обычные провода. Затем весь кабель (все 4 провода) экранируется алюминиевой фольгой.
Ниже представлена распиновка (распайка) всех видов USB разъемов.
Виды и распиновка USB разъемов
Распайка USB кабеля по цветам:
- +5 вольт
- -Data
- +Data
- Общий
Схема распиновки разъема USB — тип А:
Распиновка USB-разъемов « схемопедия
|
| PIN# | SIGNAL |
| 1 | +5 |
| 2 | -Data |
| 3 | +Data |
| 4 | NC/GND |
| 5 | GND |
Микро USB
Распиновку у Micro USB см.
в таблице выше (Mini USB)
USB 3.0
| 1 | Vbus (Vcc) | Red |
| 2 | -Data | White |
| 3 | +Data | Green |
| 4 | GND | Black |
| 5 | StdA_SSRX- | Blue |
| 6 | StdA_SSRX+ | Yellow |
| 7 | GND_DRAIN | GROUND |
| 8 | StdA_SSTX- | Purple |
| 9 | StdA_SSTX+ | Orange |
| Shell | Shield | Connector Shell |
Категория: Электроника и компьютер
USB TYPE-A Штыревой разъем Распиновка, техническое описание, подключение и характеристики
2 декабря 2021 — 0 комментариев
0 Type-A (штыревой) USB — это аббревиатура от Universal Serial Bus. Это отраслевой стандарт, который стандартизировал некоторые конкретные правила и положения, с помощью которых устройства могут довольно легко взаимодействовать друг с другом. USB был представлен в 1998, но в настоящее время существует широкий спектр USB-оборудования с четырнадцатью различными типами разъемов, из которых самым последним является USB Type-C.
Конфигурация контактов USB
Номер контакта | Название контакта | Описание контакта |
1 | ВКЦ | Контакт питания +5 В |
2 | Д- | Дифференциальная пара D- контакта данных |
3 | Д+ | Дифференциальная пара D+ контакта данных |
4 | Земля | Подключается к земле хост-устройства. |
Характеристики и характеристики
- Разъем USB 2.0 типа A (штыревой)
- Универсальный и безопасный протокол USB
- Может использоваться для подключения мыши и клавиатуры к UP/UC
- Блок питания USB: от 100 до 500 мА
- Протокол поддерживает надежное обнаружение ошибок
- Также можно настроить как
Различные типы разъемов USB
- micro-USB
- USB тип A
- USB тип B
- USB Type-C
Примечание : Полную техническую информацию можно найти в Спецификация USB 2.0 , приведенная в конце страницы.
Как работает USB?
Как мы уже говорили ранее, USB означает универсальную последовательную шину. Как следует из названия, это универсальная форма связи, которая поддерживается как программным, так и аппаратным обеспечением, теперь остается вопрос, как работает это устройство? Это работает через асинхронный последовательный протокол, что означает, что между отправителем и получателем нет общих часов.
Каждое устройство, которое мы подключаем к порту USB, работает через этот протокол. Если микроконтроллер или микропроцессор поддерживает USB-хост, то мы можем подключить любое USB-устройство, такое как клавиатура, мышь, камера, принтер, MP3-плеер и т. д., для обмена информацией между этим устройством и хостом (UP или UC), когда USB-устройство подключен, сначала Дескриптор устройства сообщает хосту, что такое Vendor ID и Product ID , которые используются для загрузки определенного драйвера для устройства, затем идет дескриптор конфигурации , который в основном используется для определения значений энергопотребления. , затем есть дескриптор интерфейса , что хост-устройство может быть принтером, сканером или флэш-накопителем USB, этот дескриптор отвечает за определение устройства, наконец, есть дескриптор конечной точки ; этот дескриптор используется для определения скорости типа передачи, полосы пропускания размера пакета и многого другого, существует четыре конечных точки для низкоскоростного устройства USB 2.
0 и 16 для высокоскоростного устройства USB 2.0.
Как подключить USB?
USB-устройство имеет только четыре контакта, поэтому его очень просто подключить. Из этих четырех контактов два (контакт 1 и контакт 4) используются для подачи питания. И два других используются для передачи данных. Ниже показана простая схема подключения USB-устройства.
Приложения
- Интерфейс Клавиатура или мышь с MCU
- Соединения последовательной шины
- Портативные и сменные устройства
- Малое расстояние, высокоскоростная связь
2D-модель и размеры
Если вы проектируете печатную плату или плату Perf с этим компонентом, следующее изображение из таблицы данных будет полезно, чтобы узнать его тип упаковки и размеры.
Ярлыки
Разъемы
USB
Связанный пост
Распиновка разъема USB
спросил
Изменено 3 года, 6 месяцев назад
Просмотрено 22к раз
\$\начало группы\$
Я планирую использовать этот разъем USB, но не могу найти распиновку:
https://www.
digikey.in/product-detail/en/USB-A1SSW6/ED2991-ND/2677752
Я проверил 3-4 разных производителя, и все они дают только рисунок и информацию об упаковке. Любая помощь будет очень высоко ценится. Спасибо
\$\конечная группа\$
3
\$\начало группы\$
Следуйте спецификации USB. Вот изображение, показывающее контакт и сети:
Также привяжите корпус к GND.
В техническом описании нумерация контактов:
\$\конечная группа\$
\$\начало группы\$
Распиновка USB сбивает с толку, так как доступно много типов с разным количеством контактов. Мне было трудно найти ответ на несколько вопросов, поэтому я решил оставить их здесь, чтобы они оставались полезными для других.
Наиболее распространенный USB-разъем имеет 4 контакта.
