USB 简介和引脚定义
USB，全称通用串行总线，自 1996 年问世以来，已成为连接计算机和外设的标准接口。 随着时间的推移，USB 经历了多次迭代，带来了更高的数据传输速度和更大的供电能力。
USB 版本和速度
以下是主要 USB 版本及其数据传输速度：
- USB 1.0/1.1: 1.5 Mbps 或 12 Mbps
- USB 2.0: 480 Mbps
- USB 3.0 (USB 3.1 Gen 1): 5 Gbps
- USB 3.1 (USB 3.1 Gen 2): 10 Gbps
- USB 3.2: 最高 20 Gbps
- USB4: 最高 40 Gbps (v1.0) / 80 Gbps (v2.0)
USB 连接器类型
为了适应不同设备的需求，USB 发展出了多种连接器类型：
- Type-A: 最常见的类型，用于连接到计算机上的主机端口
- Type-B: 通常用于连接到打印机和扫描仪等外设
- Mini-A, Mini-B 和 Micro-B: 为移动设备设计的较小型连接器
- Type-C: 一种较新的可逆连接器，用于数据传输和电源传输，主要用于 USB 3.1、USB 3.2 和 USB4
USB 引脚定义
USB 1.x/2.0
| 引脚 | 名称 | 电缆颜色 | 描述 |
|---|---|---|---|
| 1 | VBUS | 红色 | +5V 供电 |
| 2 | D− | 白色 | 数据线 – |
| 3 | D+ | 绿色 | 数据线 + |
| 4 | GND | 黑色 | 接地 |
USB 3.0
| 引脚 | A 型连接器 | B 型连接器 | 线缆颜色 | 描述 |
|---|---|---|---|---|
| 1 | VBUS | 红色 | 红色 | 供电 |
| 2 | D- | D- | 白色 | 2.0 数据差分对 – |
| 3 | D+ | D+ | 绿色 | 2.0 数据差分对 + |
| 4 | GND | GND | 黑色 | 电源地 |
| 5 | StdA_SSRX− | StdB_SSTX− | 蓝色 | 高速数据差分对 – 接收 |
| 6 | StdA_SSRX+ | StdB_SSTX+ | 黄色 | 高速数据差分对 + 接收 |
| 7 | GND_DRAIN | N/A | N/A | 信号地 |
| 8 | StdA_SSTX− | StdB_SSRX− | 紫色 | 高速数据差分对 – 发送 |
| 9 | StdA_SSTX+ | StdB_SSRX+ | 橙色 | 高速数据差分对 + 发送 |
Type-A/Type-B 接口
| 引脚 | 名称 | 线缆颜色 | 描述 |
|---|---|---|---|
| 1 | VBUS | 红色 或 橙色 | +5V 供电 |
| 2 | D- | 白色 或 金色 | 差分数据 – |
| 3 | D+ | 绿色 | 差分数据 + |
| 4 | GND | 黑色 或 蓝色 | 地 |
Mini/Micro-A/B 接口
- Mini USB 第 4 针为 ID，其他接口功能与标准 USB 相同。
- ID 针：在 Mini-A 上连接到第 5 针 (GND)，在 Mini-B 上可以悬空或连接到第 5 针。
| 引脚 | 名称 | 线缆颜色 | 描述 |
|---|---|---|---|
| 1 | VBUS | 红色 | +5V 供电 |
| 2 | D- | 白色 | 差分数据 – |
| 3 | D+ | 绿色 | 差分数据 + |
| 4 | ID | N/A | 区分另一端接口类型 A 接口 (主机): 接地 B 接口 (设备): 不连接 |
| 5 | GND | 黑色 | 地 |
Type-C 接口引脚定义及颜色
| 引脚 | 名称 | 导线颜色 | 描述 | USB 2.0 | USB 3.x |
|---|---|---|---|---|---|
| A1 | GND | 黑色 | 接地 | ✓ | ✓ |
| A2 | TX1+ | 黄色 | SuperSpeed 差分对 1 发送+ | ✓ | |
| A3 | TX1- | 蓝色 | SuperSpeed 差分对 1 发送- | ✓ | |
| A4 | VBUS | 红色 | +5V 供电 | ✓ | ✓ |
| A5 | CC1 | 配置通道 1 | ✓ | ||
| A6 | D+ | 绿色 | USB 2.0 差分数据+ | ✓ | |
| A7 | D- | 白色 | USB 2.0 差分数据- | ✓ | |
| A8 | SBU1 | 旁带用途 | |||
| A9 | VCONN | 有源线缆供电 | |||
| A10 | RX1- | 紫色 | SuperSpeed 差分对 1 接收- | ✓ | |
| A11 | RX1+ | 橙色 | SuperSpeed 差分对 1 接收+ | ✓ | |
| A12 | GND | 黑色 | 接地 | ✓ | ✓ |
| B1 | GND | 黑色 | 接地 | ✓ | ✓ |
| B2 | TX2+ | SuperSpeed 差分对 2 发送+ | ✓ | ||
| B3 | TX2- | SuperSpeed 差分对 2 发送- | ✓ | ||
| B4 | VBUS | 红色 | +5V 供电 | ✓ | ✓ |
| B5 | CC2 | 配置通道 2 | ✓ | ||
| B6 | D+ | 绿色 | USB 2.0 差分数据+ | ✓ | |
| B7 | D- | 白色 | USB 2.0 差分数据- | ✓ | |
| B8 | SBU2 | 旁带用途 | |||
| B9 | VBUS | 红色 | +5V 供电 | ✓ | ✓ |
| B10 | RX2- | SuperSpeed 差分对 2 接收- | ✓ | ||
| B11 | RX2+ | SuperSpeed 差分对 2 接收+ | ✓ | ||
| B12 | GND | 黑色 | 接地 | ✓ | ✓ |
说明：
- 表格中列出了 Type-C 接口的 24 个引脚，并根据其功能和所属模块进行了分类。
- 对于 USB 2.0 模块，表格中列出了其使用的 4 个引脚以及对应的颜色。
- 对于 USB 3.x 模块，表格中列出了其使用的 8 个引脚以及对应的颜色。需要注意的是，USB 3.x 模块并非所有 Type-C 接口都支持。
- 表格中还列出了一些其他引脚，例如 CC1、CC2、VCONN 等，这些引脚用于配置和供电等功能。
- 部分引脚没有特定的颜色分配。
补充说明：
- Type-C 接口支持正反插功能，因此 USB 2.0 模块使用了两组相同的 D+/D- 引脚。
- 部分 Type-C 线缆内部包含芯片，用于增强信号或实现特殊功能，这些线缆称为有源线缆，VCONN 引脚用于为其供电。
- SBU1 和 SBU2 引脚可以用于旁带用途，例如音频传输等。
