دبابيس USB
دليل كامل لـ USB 2.0 و 3.0 و 3.1 (USB-C)
"مخططات دبابيس شاملة ووصف فني لكل أنواع موصلات USB الرئيسية، بما في ذلك Standard-A، B، Mini، Micro، و USB-C."
توفر هذه المرجع عبر الويب تفكيكًا مفصلًا لأتكوين دبابيس موصلات USB، وظائف الإشارات، مستويات الجهد، وتشفير الألوان عبر الأجيال: USB 2.0، USB 3.0، و USB 3.1 (Type-C). تتبع جميع المعلومات المواصفات الرسمية من USB Implementers Forum (USB-IF).
مثالي للمهندسين والفنيين وهواة الإلكترونيات والطلاب الذين يعملون مع الأنظمة المدمجة والإلكترونيات DIY أو إصلاح الأجهزة.
ما هو USB؟
Universal Serial Bus (USB) هو واجهة موحدة لربط الأجهزة الخارجية بالحواسيب والأجهزة المحمولة. يدعم:
نقل البيانات
تقديم الطاقة (حتى 240W في USB PD)
شحن الأجهزة
تبديل الساخن
يقدم كل إصدار من USB ميزات جديدة:
USB 2.0: حتى 480 Mbps
USB 3.0: حتى 5 Gbps
USB 3.1 Gen 2: حتى 10 Gbps
USB 3.2 / USB4: حتى 40 Gbps
تختلف الموصلات الفيزيائية بناءً على النوع والإصدار، ولكنها جميعها تتبع تعيينات دبابيس صارمة.
نظرة عامة على أنواع موصلات USB
| الموصل | دبابيس | حالة الاستخدام |
|---|---|---|
| USB 2.0 A/B | 4 دبابيس | الأجهزة المضيفة، الطابعات، لوحة المفاتيح |
| Mini/Micro USB 2.0 | 5 دبابيس | هواتف أقدم، كاميرات |
| USB 3.0 A/B | 9/11 دبابيس | بيانات عالية السرعة، محركات أقراص خارجية |
| Micro USB 3.0 | 10 دبابيس | هواتف ذكية، أجهزة لوحية |
| USB 3.1 C (USB-C) | 24 دبوس | قابل للعكس، قوة عالية، بيانات سريعة |
ملاحظة: يدعم USB-C العكس، العمل ثنائي الدور، و تقديم الطاقة (PD).
USB 2.0 – موصلات Standard A & B
Standard A: Standard B: ┌─────────┐ ┌─────────┐ │ 4 3 2 1 │ │ 1 2 │ └─────────┘ └─────────┘ ↑ ↑ View Plug View Plug
تكوين الدبابيس (4 دبابيس)
| الدبوس | الإشارة | رمز اللون | الوظيفة |
|---|---|---|---|
| 1 | VCC (+5V) | أحمر | مصدر الطاقة (حتى 500mA) |
| 2 | Data - (D-) | أبيض | زوج بيانات تفاضلي (-) |
| 3 | Data + (D+) | أخضر | زوج بيانات تفاضلي (+) |
| 4 | Ground | أسود | عودة الإشارة والطاقة |
الاتصال ذو الاتجاهين الكامل باستخدام الإشارات التفاضلية
لا يوجد حماية ESD على الجانب المضيف؟ استخدم معاكسات TVS!
Mini/Micro USB 2.0 – Standard A & B
Standard A: Standard B: ┌───────┐ ┌───────┐ │ 1 2 3 4 5 │ │ 1 2 3 4 5 │ └───────┘ └───────┘
تكوين الدبابيس (5 دبابيس)
| الدبوس | الإشارة | الوظيفة |
|---|---|---|
| 1 | VCC (+5V) | مصدر الطاقة |
| 2 | Data - (D-) | بيانات USB 2.0 سالبة |
| 3 | Data + (D+) | بيانات USB 2.0 موجبة |
| 4 | None | اكتشاف المضيف: متصل بالأرض في المضيف، مفتوح في الأجهزة |
| 5 | Ground | الأرض المشتركة |
يدعّم الدبوس 4 اكتشاف المضيف تلقائيًا مقابل الجهاز التابع
مستخدم في هواتف ذكية أقدم وأجهزة GPS وكاميرات رقمية
USB 3.0 – موصلات Standard A & B
USB 3.0 A (9 دبابيس)
View Plug: ┌─────────────┐ │ 5 6 7 8 9 │ │ 4 3 2 1 │ └─────────────┘
| الدبوس | الإشارة | الوظيفة |
|---|---|---|
| 1 | VCC (+5V) | مصدر الطاقة |
| 2 | D- | بيانات USB 2.0 سالبة |
| 3 | D+ | بيانات USB 2.0 موجبة |
| 4 | GND | أرض الطاقة |
| 5 | RX2- | خط استقبال USB 3.0 (-) |
| 6 | RX2+ | خط استقبال USB 3.0 (+) |
| 7 | GND | أرض الإشارة |
| 8 | TX2- | خط إرسال USB 3.0 (-) |
| 9 | TX2+ | خط إرسال USB 3.0 (+) |
متوافق مع USB 2.0
السرعة: حتى 5 Gbps (SuperSpeed)
USB 3.0 B (11 دبوس)
View Plug: ┌─────────────┐ │ 9 8 7 6 5 │ │ 10 11 │ │ 4 3 │ └─────────────┘
| الدبوس | الإشارة | الوظيفة |
|---|---|---|
| 1 | VCC (+5V) | مصدر الطاقة |
| 2 | D- | بيانات USB 2.0 سالبة |
| 3 | D+ | بيانات USB 2.0 موجبة |
| 4 | GND | أرض الطاقة |
| 5 | TX2- | خط إرسال USB 3.0 (-) |
| 6 | TX2+ | خط إرسال USB 3.0 (+) |
| 7 | GND | أرض الإشارة |
| 8 | RX2- | خط استقبال USB 3.0 (-) |
| 9 | RX2+ | خط استقبال USB 3.0 (+) |
| 10 | DPWR | الطاقة المقدمة بواسطة الجهاز (مثل مركز الشبكة المزود بالطاقة) |
| 11 | GND | عودة DPWR |
نادر الاستخدام؛ تم استبداله بـ USB-C في الأجهزة الحديثة
Micro USB 3.0 (10 دبابيس)
View Plug: ┌─────────────────────┐ │ 1 0 9 8 7 6 │ │ 5 4 3 2 1 │ └─────────────────────┘
| الدبوس | الإشارة | الوظيفة |
|---|---|---|
| 1 | VCC (+5V) | مصدر الطاقة |
| 2 | D- | بيانات USB 2.0 سالبة |
| 3 | D+ | بيانات USB 2.0 موجبة |
| 4 | ID | تحديد OTG (دور المضيف/الجهاز) |
| 5 | GND | أرض الطاقة |
| 6 | TX2- | خط إرسال USB 3.0 (-) |
| 7 | TX2+ | خط إرسال USB 3.0 (+) |
| 8 | GND | أرض الإشارة |
| 9 | RX2- | خط استقبال USB 3.0 (-) |
| 10 | RX2+ | خط استقبال USB 3.0 (+) |
مستخدم في الهواتف الذكية والأجهزة اللوحية الأولى قبل اعتماد USB-C
يدعم وضع On-The-Go (OTG)
USB 3.1 Type-C (24 دبوس) – موصل قابل للعكس
View Plug (Top Side): ┌────────────────────────────┐ │ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 │ └────────────────────────────┘ │ 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 │ └────────────────────────────┘
تكوين الدبابيس (24 دبوس)
| الدبوس | الإشارة | الوظيفة |
|---|---|---|
| 1 | GND (A1) | أرض |
| 2 | TX1+ (A2) | إرسال SuperSpeed (+) |
| 3 | TX1- (A3) | إرسال SuperSpeed (-) |
| 4 | Vbus (A4) | مصدر طاقة +5V |
| 5 | CC1 (A5) | قناة التكوين (كشف الاتجاه، أدوار الطاقة) |
| 6 | D+ (A6) | بيانات USB 2.0 موجبة |
| 7 | D- (A7) | بيانات USB 2.0 سالبة |
| 8 | SBU1 (A8) | استخدام جانبي (للفيديو/الصوت، الوضع البديل) |
| 9 | Vbus (A9) | مصدر طاقة +5V (مسار ثانٍ) |
| 10 | RX2- (A10) | استقبال SuperSpeed (-) |
| 11 | RX2+ (A11) | استقبال SuperSpeed (+) |
| 12 | GND (A12) | أرض |
| 13 | GND (B12) | أرض (الجانب المتماثل) |
| 14 | RX1+ (B11) | استقبال SuperSpeed (+) |
| 15 | RX1- (B10) | استقبال SuperSpeed (-) |
| 16 | Vbus (B9) | مصدر طاقة +5V |
| 17 | SBU2 (B8) | استخدام جانبي |
| 18 | D- (B7) | بيانات USB 2.0 سالبة |
| 19 | D+ (B6) | بيانات USB 2.0 موجبة |
| 20 | CC2 (B5) | قناة التكوين (احتياطية) |
| 21 | Vbus (B4) | مصدر طاقة +5V |
| 22 | TX2- (B3) | إرسال SuperSpeed (-) |
| 23 | TX2+ (B2) | إرسال SuperSpeed (+) |
| 24 | GND (B1) | أرض |
موصل قابل للعكس تمامًا
تدفق بيانات ثنائي الدور (المضيف/الجهاز)
يدعم USB Power Delivery (حتى 240W)
يدعم DisplayPort و HDMI عبر الوضع البديل
نصائح التصميم للمهندسين
دائماً قم بتوجيه D+/D- كأزواج تفاضلية مع مقاومة محكومة (~90Ω)
حافظ على تعقب Vbus قصيرًا وواسعًا لتحسين التعامل مع التيار
استخدم معاكسات TVS على خطوط D+/D- للحماية من ESD
أضف مقاومات سحب على دبابيس CC للتفاوض الصحيح
اتبع إرشادات مطابقة USB-IF للحصول على شهادة
توافق المعايير
USB 2.0: مواصفات USB-IF 2.0
USB 3.0: مواصفات USB 3.0 (Rev. 1.0)
USB 3.1: مواصفات USB 3.1 (Rev. 1.0)
USB-C: مواصفات USB Type-C (Rev. 2.1)
يجب أن يتماشى جميع الأجهزة الحديثة مع هذه المعايير لتحقيق التوافق.
