پین USB
راهنمای کامل برای کانکتورهای USB 2.0، 3.0 و 3.1 (USB-C)
"نمودارهای پین‌بندی جامع و توضیحات فنی برای تمام انواع اصلی کانکتور USB، از جمله استاندارد A، B، مینی، میکرو و USB-C."
این مرجع وب‌مباسیت شامل تجزیه و تحلیل دقیق پیکربندی پین‌های کانکتور USB، عملکرد سیگنال‌ها، سطوح ولتاژ و رمزگذاری رنگ در نسل‌های مختلف: USB 2.0، USB 3.0 و USB 3.1 (Type-C). تمام اطلاعات بر اساس مشخصات رسمی از USB Implementers Forum (USB-IF) است.
مناسب برای مهندسان، فنی‌کاران، هابیست‌ها و دانشجویان کار کننده با سیستم‌های تعبیه شده، الکترونیک خودساخت و تعمیر دستگاه‌ها.
USB چیست؟
Universal Serial Bus (USB) یک رابط استاندارد برای اتصال پریفرا به کامپیوترها و دستگاه‌های موبایل است. این رابط حمایت می‌کند:
انتقال داده
ارائه توان (تا 240W در USB PD)
شارژ دستگاه
تعویض گرم
هر نسخه جدید USB ویژگی‌های جدیدی را معرفی می‌کند:
USB 2.0: تا 480 Mbps
USB 3.0: تا 5 Gbps
USB 3.1 Gen 2: تا 10 Gbps
USB 3.2 / USB4: تا 40 Gbps
کانکتورهای فیزیکی بر اساس نوع و نسل متفاوت هستند، اما همه آنها پیرو تخصیص پین‌های دقیق هستند.
مروری بر انواع کانکتورهای USB
| کانکتور | پین‌ها | کاربرد |
|---|---|---|
| USB 2.0 A/B | 4 پین | میزبان‌ها، پرینترها، کیبوردها |
| Mini/Micro USB 2.0 | 5 پین | تلفن‌های قدیمی، دوربین‌ها |
| USB 3.0 A/B | 9/11 پین | داده با سرعت بالا، درایوهای خارجی |
| Micro USB 3.0 | 10 پین | گوشی‌های هوشمند، تبلت‌ها |
| USB 3.1 C (USB-C) | 24 پین | معکوس‌پذیر، توان بالا، داده سریع |
توجه: USB-C حمایت می‌کند از معکوس‌پذیری، عملکرد دوگانه و ارائه توان (PD).
USB 2.0 – کانکتورهای استاندارد A & B
استاندارد A: استاندارد B: ┌─────────┐ ┌─────────┐ │ 4 3 2 1 │ │ 1 2 │ └─────────┘ └─────────┘ ↑ ↑ نمای پلاگ نمای پلاگ
پیکربندی پین (4-پین)
| پین | سیگنال | رمزگذاری رنگ | کاربرد |
|---|---|---|---|
| 1 | VCC (+5V) | قرمز | ارائه توان (تا 500mA) |
| 2 | Data - (D-) | سفید | جفت داده دیفرانسیل (-) |
| 3 | Data + (D+) | سبز | جفت داده دیفرانسیل (+) |
| 4 | Ground | سیاه | بازگشت سیگنال و توان |
ارتباط دوطرفه با استفاده از سیگنال‌های دیفرانسیل
در صورت عدم محافظت ESD در طرف میزبان؟ از دیود TVS استفاده کنید!
Mini/Micro USB 2.0 – استاندارد A & B
استاندارد A: استاندارد B: ┌───────┐ ┌───────┐ │ 1 2 3 4 5 │ │ 1 2 3 4 5 │ └───────┘ └───────┘
پیکربندی پین (5-پین)
| پین | سیگنال | کاربرد |
|---|---|---|
| 1 | VCC (+5V) | ارائه توان |
| 2 | Data - (D-) | داده منفی USB 2.0 |
| 3 | Data + (D+) | داده مثبت USB 2.0 |
| 4 | None | تشخیص میزبان: به زمین متصل در میزبان‌ها، باز در دستگاه‌ها |
| 5 | Ground | زمین مشترک |
پین 4 امکان تشخیص خودکار میزبان و دستگاه را فراهم می‌کند
در تلفن‌های هوشمند قدیمی، واحدهای GPS و دوربین‌های دیجیتال استفاده می‌شود
USB 3.0 – کانکتورهای استاندارد A & B
USB 3.0 A (9-پین)
نمای پلاگ: ┌─────────────┐ │ 5 6 7 8 9 │ │ 4 3 2 1 │ └─────────────┘
| پین | سیگنال | کاربرد |
|---|---|---|
| 1 | VCC (+5V) | ارائه توان |
| 2 | D- | داده منفی USB 2.0 |
| 3 | D+ | داده مثبت USB 2.0 |
| 4 | GND | زمین توان |
| 5 | RX2- | خط دریافت USB 3.0 (-) |
| 6 | RX2+ | خط دریافت USB 3.0 (+) |
| 7 | GND | زمین سیگنال |
| 8 | TX2- | خط ارسال USB 3.0 (-) |
| 9 | TX2+ | خط ارسال USB 3.0 (+) |
توافق‌پذیر با USB 2.0
سرعت: تا 5 Gbps (SuperSpeed)
USB 3.0 B (11-پین)
نمای پلاگ: ┌─────────────┐ │ 9 8 7 6 5 │ │ 10 11 │ │ 4 3 │ └─────────────┘
| پین | سیگنال | کاربرد |
|---|---|---|
| 1 | VCC (+5V) | ارائه توان |
| 2 | D- | داده منفی USB 2.0 |
| 3 | D+ | داده مثبت USB 2.0 |
| 4 | GND | زمین توان |
| 5 | TX2- | خط ارسال USB 3.0 (-) |
| 6 | TX2+ | خط ارسال USB 3.0 (+) |
| 7 | GND | زمین سیگنال |
| 8 | RX2- | خط دریافت USB 3.0 (-) |
| 9 | RX2+ | خط دریافت USB 3.0 (+) |
| 10 | DPWR | توان ارائه شده توسط دستگاه (به عنوان مثال، هاب تغذیه شده از خط) |
| 11 | GND | بازگشت برای DPWR |
کمتر استفاده می‌شود؛ توسط USB-C در دستگاه‌های مدرن جایگزین شده است
Micro USB 3.0 (10-پین)
نمای پلاگ: ┌─────────────────────┐ │ 1 0 9 8 7 6 │ │ 5 4 3 2 1 │ └─────────────────────┘
| پین | سیگنال | کاربرد |
|---|---|---|
| 1 | VCC (+5V) | ارائه توان |
| 2 | D- | داده منفی USB 2.0 |
| 3 | D+ | داده مثبت USB 2.0 |
| 4 | ID | شناسایی OTG (نقش میزبان/دستگاه) |
| 5 | GND | زمین توان |
| 6 | TX2- | خط ارسال USB 3.0 (-) |
| 7 | TX2+ | خط ارسال USB 3.0 (+) |
| 8 | GND | زمین سیگنال |
| 9 | RX2- | خط دریافت USB 3.0 (-) |
| 10 | RX2+ | خط دریافت USB 3.0 (+) |
در تلفن‌های هوشمند و تبلت‌های اولیه قبل از پذیرش USB-C استفاده می‌شد
حمایت از حالت On-The-Go (OTG)
USB 3.1 Type-C (24-پین) – کانکتور معکوس‌پذیر
نمای پلاگ (سطح بالا): ┌────────────────────────────┐ │ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 │ └────────────────────────────┘ │ 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 │ └────────────────────────────┘
پیکربندی پین (24-پین)
| پین | سیگنال | کاربرد |
|---|---|---|
| 1 | GND (A1) | زمین |
| 2 | TX1+ (A2) | ارسال SuperSpeed (+) |
| 3 | TX1- (A3) | ارسال SuperSpeed (-) |
| 4 | Vbus (A4) | ارائه توان +5V |
| 5 | CC1 (A5) | کانال پیکربندی (تشخیص جهت، نقش‌های توان) |
| 6 | D+ (A6) | داده مثبت USB 2.0 |
| 7 | D- (A7) | داده منفی USB 2.0 |
| 8 | SBU1 (A8) | استفاده جانبی (برای ویدئو/صدا، حالت‌های جایگزین) |
| 9 | Vbus (A9) | ارائه توان +5V (مسیر دوم) |
| 10 | RX2- (A10) | دریافت SuperSpeed (-) |
| 11 | RX2+ (A11) | دریافت SuperSpeed (+) |
| 12 | GND (A12) | زمین |
| 13 | GND (B12) | زمین (سوی متقارن) |
| 14 | RX1+ (B11) | دریافت SuperSpeed (+) |
| 15 | RX1- (B10) | دریافت SuperSpeed (-) |
| 16 | Vbus (B9) | ارائه توان +5V |
| 17 | SBU2 (B8) | استفاده جانبی |
| 18 | D- (B7) | داده منفی USB 2.0 |
| 19 | D+ (B6) | داده مثبت USB 2.0 |
| 20 | CC2 (B5) | کانال پیکربندی (پشتیبان) |
| 21 | Vbus (B4) | ارائه توان +5V |
| 22 | TX2- (B3) | ارسال SuperSpeed (-) |
| 23 | TX2+ (B2) | ارسال SuperSpeed (+) |
| 24 | GND (B1) | زمین |
پلاگ کاملاً معکوس‌پذیر
جریان داده دوگانه (میزبان/دستگاه)
حمایت از USB Power Delivery (تا 240W)
حمایت از DisplayPort و HDMI از طریق حالت‌های جایگزین
نکات طراحی برای مهندسان
همیشه D+/D- را به صورت جفت‌های دیفرانسیل با امپدانس کنترل شده (~90Ω) مسیر دهید
Vbus را کوتاه و گسترده نگه دارید برای مدیریت بهتر جریان
از دیودهای TVS روی خطوط D+/D- برای محافظت از ESD استفاده کنید
مقاومت‌های پول-آپ را روی پین‌های CC برای مذاکره صحیح اضافه کنید
规格化指南以获得认证。
标准合规性
USB 2.0: USB-IF 规范 2.0
USB 3.0: USB 3.0 规范（修订版 1.0）
USB 3.1: USB 3.1 规范（修订版 1.0）
USB-C: USB Type-C 规范（修订版 2.1）
所有现代设备必须符合这些标准以实现互操作性。
