USB-пин
Полное руководство по USB 2.0, 3.0 и 3.1 (USB-C) разъемам
"Подробные схемы расположения контактов и технические описания для всех основных типов USB-разъемов, включая Standard-A, B, Mini, Micro и USB-C."
Этот веб-ресурс предоставляет детализированный обзор конфигураций контактов USB-разъемов, функций сигналов, уровней напряжения и цветовой кодировки для поколений: USB 2.0, USB 3.0 и USB 3.1 (Type-C). Все информация соответствует официальным спецификациям USB Implementers Forum (USB-IF).
Идеально подходит для инженеров, техников, любителей и студентов, работающих с встроенными системами, DIY-электроникой или ремонтом устройств.
Что такое USB?
Универсальная последовательная шина (USB) — это стандартизированный интерфейс для подключения периферийных устройств к компьютерам и мобильным устройствам. Она поддерживает:
Передачу данных
Доставку питания (до 240 Вт в USB PD)
Зарядку устройств
Горячую замену
Каждая версия USB вводит новые функции:
USB 2.0: до 480 Мбит/с
USB 3.0: до 5 Гбит/с
USB 3.1 Gen 2: до 10 Гбит/с
USB 3.2 / USB4: до 40 Гбит/с
Физические разъемы различаются по типу и поколению, но все они следуют строгим назначениям контактов.
Обзор типов USB-разъемов
| Разъем | Контакты | Применение |
|---|---|---|
| USB 2.0 A/B | 4 контакта | Хосты, принтеры, клавиатуры |
| Mini/Micro USB 2.0 | 5 контактов | Старые телефоны, камеры |
| USB 3.0 A/B | 9/11 контактов | Высокоскоростная передача данных, внешние накопители |
| Micro USB 3.0 | 10 контактов | Смартфоны, планшеты |
| USB 3.1 C (USB-C) | 24 контакта | Реверсивный, высокомощный, быстрый обмен данными |
Примечание: USB-C поддерживает реверсивность, двойную роль и Power Delivery (PD).
USB 2.0 – стандартные разъемы A и B
Стандарт A: Стандарт B: ┌─────────┐ ┌─────────┐ │ 4 3 2 1 │ │ 1 2 │ └─────────┘ └─────────┘ ↑ ↑ Вид разъема Вид разъема
Конфигурация контактов (4 контакта)
| Контакт | Сигнал | Цветовая кодировка | Функция |
|---|---|---|---|
| 1 | VCC (+5V) | Красный | Питание (до 500 мА) |
| 2 | Data - (D-) | Белый | Дифференциальная пара данных (-) |
| 3 | Data + (D+) | Зеленый | Дифференциальная пара данных (+) |
| 4 | Ground | Черный | Возврат сигнала и питания |
Полудуплексная связь с использованием дифференциального сигнала
Нет защиты от ЭСТ на стороне хоста? Используйте диоды TVS!
Mini/Micro USB 2.0 – стандартные разъемы A и B
Стандарт A: Стандарт B: ┌───────┐ ┌───────┐ │ 1 2 3 4 5 │ │ 1 2 3 4 5 │ └───────┘ └───────┘
Конфигурация контактов (5 контактов)
| Контакт | Сигнал | Функция |
|---|---|---|
| 1 | VCC (+5V) | Питание |
| 2 | Data - (D-) | USB 2.0 данные отрицательные |
| 3 | Data + (D+) | USB 2.0 данные положительные |
| 4 | None | Определение хоста: подключен к земле на хостах, открыт на устройствах |
| 5 | Ground | Общий заземляющий контакт |
Контакт 4 позволяет автоматически определить хост или устройство
Используется в старых смартфонах, GPS-устройствах и цифровых камерах
USB 3.0 – стандартные разъемы A и B
USB 3.0 A (9 контактов)
Вид разъема: ┌─────────────┐ │ 5 6 7 8 9 │ │ 4 3 2 1 │ └─────────────┘
| Контакт | Сигнал | Функция |
|---|---|---|
| 1 | VCC (+5V) | Питание |
| 2 | D- | USB 2.0 данные отрицательные |
| 3 | D+ | USB 2.0 данные положительные |
| 4 | GND | Заземление питания |
| 5 | RX2- | Линия приема USB 3.0 (-) |
| 6 | RX2+ | Линия приема USB 3.0 (+) |
| 7 | GND | Заземление сигнала |
| 8 | TX2- | Линия передачи USB 3.0 (-) |
| 9 | TX2+ | Линия передачи USB 3.0 (+) |
Совместим с USB 2.0
Скорость: до 5 Гбит/с (SuperSpeed)
USB 3.0 B (11 контактов)
Вид разъема: ┌─────────────┐ │ 9 8 7 6 5 │ │ 10 11 │ │ 4 3 │ └─────────────┘
| Контакт | Сигнал | Функция |
|---|---|---|
| 1 | VCC (+5V) | Питание |
| 2 | D- | USB 2.0 данные отрицательные |
| 3 | D+ | USB 2.0 данные положительные |
| 4 | GND | Заземление питания |
| 5 | TX2- | Линия передачи USB 3.0 (-) |
| 6 | TX2+ | Линия передачи USB 3.0 (+) |
| 7 | GND | Заземление сигнала |
| 8 | RX2- | Линия приема USB 3.0 (-) |
| 9 | RX2+ | Линия приема USB 3.0 (+) |
| 10 | DPWR | Питание, предоставляемое устройством (например, автономный хаб) |
| 11 | GND | Возврат для DPWR |
Редко используется; заменен USB-C в современных устройствах
Micro USB 3.0 (10 контактов)
Вид разъема: ┌─────────────────────┐ │ 1 0 9 8 7 6 │ │ 5 4 3 2 1 │ └─────────────────────┘
| Контакт | Сигнал | Функция |
|---|---|---|
| 1 | VCC (+5V) | Питание |
| 2 | D- | USB 2.0 данные отрицательные |
| 3 | D+ | USB 2.0 данные положительные |
| 4 | ID | Идентификация OTG (роль хоста/устройства) |
| 5 | GND | Заземление питания |
| 6 | TX2- | Линия передачи USB 3.0 (-) |
| 7 | TX2+ | Линия передачи USB 3.0 (+) |
| 8 | GND | Заземление сигнала |
| 9 | RX2- | Линия приема USB 3.0 (-) |
| 10 | RX2+ | Линия приема USB 3.0 (+) |
Используется в ранних смартфонах и планшетах до внедрения USB-C
Поддерживает режим On-The-Go (OTG)
USB 3.1 Type-C (24 контакта) – реверсивный разъем
Вид разъема (верхняя сторона): ┌────────────────────────────┐ │ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 │ └────────────────────────────┘ │ 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 │ └────────────────────────────┘
Конфигурация контактов (24 контакта)
| Контакт | Сигнал | Функция |
|---|---|---|
| 1 | GND (A1) | Заземление |
| 2 | TX1+ (A2) | Линия передачи SuperSpeed (+) |
| 3 | TX1- (A3) | Линия передачи SuperSpeed (-) |
| 4 | Vbus (A4) | Питание +5В |
| 5 | CC1 (A5) | Канал конфигурации (определение ориентации, роли питания) |
| 6 | D+ (A6) | USB 2.0 данные положительные |
| 7 | D- (A7) | USB 2.0 данные отрицательные |
| 8 | SBU1 (A8) | Боковой канал (для видео/аудио, альтернативных режимов) |
| 9 | Vbus (A9) | Питание +5В (второй путь) |
| 10 | RX2- (A10) | Линия приема SuperSpeed (-) |
| 11 | RX2+ (A11) | Линия приема SuperSpeed (+) |
| 12 | GND (A12) | Заземление |
| 13 | GND (B12) | Заземление (симметричная сторона) |
| 14 | RX1+ (B11) | Линия приема SuperSpeed (+) |
| 15 | RX1- (B10) | Линия приема SuperSpeed (-) |
| 16 | Vbus (B9) | Питание +5В |
| 17 | SBU2 (B8) | Боковой канал |
| 18 | D- (B7) | USB 2.0 данные отрицательные |
| 19 | D+ (B6) | USB 2.0 данные положительные |
| 20 | CC2 (B5) | Канал конфигурации (резервный) |
| 21 | Vbus (B4) | Питание +5В |
| 22 | TX2- (B3) | Линия передачи SuperSpeed (-) |
| 23 | TX2+ (B2) | Линия передачи SuperSpeed (+) |
| 24 | GND (B1) | Заземление |
Полностью реверсивный разъем
Двухрольный поток данных (хост/устройство)
Поддерживает USB Power Delivery (до 240 Вт)
Поддерживает DisplayPort и HDMI через альтернативный режим
Советы для инженеров
Всегда прокладывайте D+/D- как дифференциальные пары с контролируемым импедансом (~90 Ом)
Держите трассу Vbus короткой и широкой для лучшей проводимости тока
Используйте диоды TVS на линиях D+/D- для защиты от ЭСТ
Добавьте резисторы-тяготени на контакты CC для правильной переговорки
Следуйте руководствам по совместимости USB-IF для сертификации
Соответствие стандартам
USB 2.0: Спецификация USB-IF 2.0
USB 3.0: Спецификация USB 3.0 (Rev. 1.0)
USB 3.1: Спецификация USB 3.1 (Rev. 1.0)
USB-C: Спецификация USB Type-C (Rev. 2.1)
Все современные устройства должны соответствовать этим стандартам для обеспечения взаимодействия.
