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USB接口中的秘密 ——为您提供最真实的数据 研究时间：2015.5.30——2015.6.9 作者学校：浙江省普陀中学 作者班级：高一（2）班 小组成员：童卓路（组长兼执笔） 蔡苗君 顾依琳 指导老师: 柯林 【摘要】 随着计算机硬件飞速发展，外围设备日益增多，电脑，手机，早已为人所共知、MP3随身听接踵而至，这么多的设备，如何接入个人计算机？USB就是基于这个目的产生的。然而，在平时的生活中，有时我们会发现手机通过USB接口充电充了很久都没有充满，相同配置的电脑，数据传输速度差很多，这是为什么呢？我们猜测，这也许是USB接口电压差异导致的。于是我们围绕USB接口的电压值展开了研究，并提出了独到的见解。目的在于提供用户一份科学合理的对于USB使用的建议。（主要以USB2.0为主） 【关键字】 USB 电压 手机 电脑 USB接口中的秘密 ——为您提供最真实的数据 研究背景与意义 1.研究背景 USB，是英文Universal Serial Bus（通用串行总线）的缩写，而其中文简称为“通串线”，是一个外部总线标准，用于规范电脑与外部设备的连接和通讯。USB主要应用于各种不同的设备或移动设备间的联接，进行数据交换。 既然要研究USB，那么首先要做的就是了解它的构造： USB接口的输出电压和电流是：+5V 500MA实际上有误差，最大不能超过+/-0.2V 也就是4.8-5.2V。 定义： 红色-USB电源： 标有—VCC、Power、5V、5VSB字样 白色－USB数据线：（负）－DATA-、USBD-、PD-、USBDT- 绿色－USB数据线：（正）－DATA+、USBD+、PD+、USBDT+ 黑色－地线： GND、Ground USB采用在D+或D-线上增加上拉电阻的方法来识别低速和全速设备。当全速/低速设备连接以后,电流流过由集线器的下拉电阻和设备在D+/D-的上拉电阻构成的分压器。由于下拉电阻的阻值是15KΩ,上拉电阻的阻值是1.5KΩ,所以在D+/D-线上会出现大小为(VCR*15/(15+1.5))的直流高电平电压。当USB主机探测到D+/D-线的电压已经接近高电平,而其它的线保持接地时,它就知道全速/低速设备已经连接了。 2.研究意义 在我们的认知中，USB只不过是一个用于手机充电，用于U盘和电脑之间数据传输的媒介，再普通不过。而就是USB让我们欢喜让我们忧：你是否有手机原装充电器丢失而混搭充电的习惯？你是否为电脑传输数据太慢而烦恼？相同的USB外围设备哪一种更好？为此我们课题组选择了这个被很多人忽略的研究领域，希望解开USB接口中的秘密。 从而为国内用户提供一份具有较高参考价值的研究报告，增加人们对USB的认知，改正日常生活中对USB设备的不正确操作，为人们提供USB设备的购买建议。 研究过程与方法 研究方法： 此次研究报告采用文献查阅，USB电压实际测量相结合的方法。 测量电压我们采用了最常见的电压测量器，如下图所示： 该测量器操作简单，但测量过程中我们发现，其功能有局限性，如果测电脑后置电压时很麻烦，而且只能测出USB2.0的插口。所以我们研究小组急中生智，自助制作了功能更强大的电压测量器，原理很简单，我们改装万能表，使其正负接口连接USB的D+，D-两接口，这样就能测所有USB接口的电压了。 为了提供一组更加精确的数据，我们测量了多组电脑，手机，以此来减少误差，为了使报告更具有实际意义，我们来到了欧尚超市（大型商场）,测量了各种各样的电脑，记录了多种数据。我们收集各种手机，来使报告更具说服力。 2.研究过程： 本研究主要分为四个阶段 ： 阶段一：研究小组确立课题，了解研究USB相关知识，通过权威网站收集有关资料。 阶段二：研究小组实地测量并记录同品牌，不同品牌电脑和手机的USB电压值。 阶段三：研究小组讨论研究数据，分析整理资料。 阶段四：撰写课题报告，总结课题成果。 研究成果展示： 【电脑篇】 我们对学校两个机房的两个电脑教室进行测量： 电脑序号（清华同方） USB型号 机箱前置USB接口电压值 平均值 1 USB2.0 5.09V 5.08V 2 USB2.0 5.11V 3 USB2.0 5.06V 4 USB