1 USB總線電平標(biāo)準(zhǔn)

USB總線電平標(biāo)準(zhǔn)如下，下圖標(biāo)識(shí)了低速/全速、高速總線輸出特性的電平標(biāo)準(zhǔn)。

2 USB總線狀態(tài)

下圖顯示了USB低速和全速總線信號(hào)1、信號(hào)0、SE0狀態(tài)、SE1狀態(tài)、J狀態(tài)、K狀態(tài)、空閑IDLE狀態(tài)下D+、D-線分別對(duì)應(yīng)的電平信號(hào)范圍。

下圖顯示了USB高速總線信號(hào)1、信號(hào)0、J狀態(tài)、K狀態(tài)、Chirp J狀態(tài)、Chirp K狀態(tài)、空閑IDLE狀態(tài)下D+、D-線分別對(duì)應(yīng)的電平信號(hào)范圍。

注：由上面兩張圖可以總結(jié)出low speed和full/high spped J狀態(tài)/K狀態(tài)相反。

3 USB總線信號(hào)

USB總線信號(hào)有SOP信號(hào)、EOP信號(hào)、Reset信號(hào)、Suspend信號(hào)、Resume信號(hào)、SYNC信號(hào)、連接信號(hào)、斷開(kāi)信號(hào)等。那么當(dāng)USB總線狀態(tài)發(fā)生怎樣的變化才會(huì)生成這些信號(hào)呢？我們?cè)谶@里只討論低速/全速的總線信號(hào)，高速的略有差別，大家可以查閱usb_20.pdf進(jìn)行學(xué)習(xí)。

3.1.SOP信號(hào)

低速設(shè)備SOP信號(hào)：總線從IDLE狀態(tài)（J狀態(tài)：差分0）切到K狀態(tài)（差分1），即可完成低速SOP信號(hào)的發(fā)送。

全速設(shè)備SOP信號(hào)：總線從IDLE狀態(tài)（J狀態(tài)：差分1）切到K狀態(tài)（差分0），即可完成全速SOP信號(hào)的發(fā)送。

3.2.EOP信號(hào)

低速設(shè)備EOP信號(hào)：總線持續(xù)2位時(shí)間的SE0（單端0）狀態(tài)，后跟隨1位時(shí)間的J狀態(tài)（差分0），即可完成低速EOP信號(hào)的發(fā)送。

全速設(shè)備EOP信號(hào)：總線持續(xù)2位時(shí)間的SE0（單端0）狀態(tài)，后跟隨1位時(shí)間的J狀態(tài)（差分1），即可完成全速EOP信號(hào)的發(fā)送。

3.3.Reset信號(hào)

主機(jī)可以對(duì)USB設(shè)備進(jìn)行復(fù)位，主要是主機(jī)在和設(shè)備通訊之前會(huì)發(fā)送Reset信號(hào)把設(shè)備設(shè)置到默認(rèn)的未配置狀態(tài)， 即主機(jī)拉低兩根信號(hào)線（SE0狀態(tài)）并保持10ms。

3.4.Suspend信號(hào)

總線3ms以上的IDLE狀態(tài)，則設(shè)備會(huì)認(rèn)為主機(jī)發(fā)起了一次掛起操作。

3.5.Resume信號(hào)

USB設(shè)備進(jìn)入掛起狀態(tài)之后，將由Resume信號(hào)進(jìn)行喚醒。Resume信號(hào)可以由USB主機(jī)發(fā)起，也可以由USB設(shè)備本身觸發(fā)， 但是只有USB主機(jī)可以結(jié)束Resume信號(hào)。

• 主機(jī)在掛起設(shè)備后可通過(guò)翻轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)線上的極性并保持20ms來(lái)喚醒設(shè)備，并以低速EOP信號(hào)結(jié)尾。
• 如果設(shè)備支持遠(yuǎn)程喚醒，設(shè)備可向主機(jī)發(fā)起遠(yuǎn)程喚醒請(qǐng)求，前提是設(shè)備已進(jìn)入idle狀態(tài)至少5ms，設(shè)備會(huì)驅(qū)動(dòng)總線進(jìn)入K狀態(tài)，如下圖，K狀態(tài)必須維持1ms-15ms之內(nèi)，此信號(hào)會(huì)在1ms內(nèi)被主機(jī)接管，主機(jī)會(huì)繼續(xù)驅(qū)動(dòng)喚醒信號(hào)直到20ms，并以低速EOP信號(hào)結(jié)尾。

3.6.SYNC信號(hào)

3個(gè)KJ狀態(tài)的切換，后跟隨2位時(shí)間的K狀態(tài)，完成一次同步信號(hào)的發(fā)送。如下圖所示。

3.7.連接信號(hào)

當(dāng)主機(jī)檢測(cè)到 某一個(gè)數(shù)據(jù)線電平拉高保持了一段時(shí)間 ，就認(rèn)為有設(shè)備連接上來(lái)了。低速設(shè)備連接時(shí)，主機(jī)會(huì)檢測(cè)到D-線被拉高，全速/高速設(shè)備連接時(shí)，主機(jī)會(huì)檢測(cè)到D+線被拉高。

（1）低速設(shè)備連接檢測(cè)時(shí)序圖

（2）全速/高速設(shè)備連接檢測(cè)時(shí)序圖

TDCNN針對(duì)Hub不同的狀態(tài)，時(shí)間是不同的，如下對(duì)應(yīng)表（見(jiàn)usb_20.pdf P186）。

3.8.斷開(kāi)信號(hào)

沒(méi)有設(shè)備連接時(shí)或者設(shè)備斷開(kāi)時(shí)，主機(jī)端D+、D-數(shù)據(jù)線上的下拉電阻起作用，使得二者都在低電平；當(dāng)?shù)碗娖匠掷m(xù)TDDIS時(shí)間就會(huì)被主機(jī)認(rèn)為是斷開(kāi)狀態(tài)。如下圖，TDDIS在2到2.5us之間。

STM32 USB設(shè)備也可以對(duì)自身進(jìn)行復(fù)位，置位控制寄存器的FRES對(duì)USB模塊強(qiáng)制復(fù)位，此時(shí)USB模塊將一直保持在復(fù)位狀態(tài)下直到軟件清除此位。如果USB復(fù)位中斷被使能，將產(chǎn)生一個(gè)復(fù)位中斷。USB設(shè)備在上電后首先會(huì)強(qiáng)制對(duì)自己進(jìn)行復(fù)位，讓自己處于未配置狀態(tài)。