1 USB總線電平標準

USB總線電平標準如下，下圖標識了低速/全速、高速總線輸出特性的電平標準。

2 USB總線狀態

下圖顯示了USB低速和全速總線信號1、信號0、SE0狀態、SE1狀態、J狀態、K狀態、空閑IDLE狀態下D+、D-線分別對應的電平信號范圍。

下圖顯示了USB高速總線信號1、信號0、J狀態、K狀態、Chirp J狀態、Chirp K狀態、空閑IDLE狀態下D+、D-線分別對應的電平信號范圍。

注：由上面兩張圖可以總結出low speed和full/high spped J狀態/K狀態相反。

3 USB總線信號

USB總線信號有SOP信號、EOP信號、Reset信號、Suspend信號、Resume信號、SYNC信號、連接信號、斷開信號等。那么當USB總線狀態發生怎樣的變化才會生成這些信號呢？我們在這里只討論低速/全速的總線信號，高速的略有差別，大家可以查閱usb_20.pdf進行學習。

3.1.SOP信號

低速設備SOP信號：總線從IDLE狀態（J狀態：差分0）切到K狀態（差分1），即可完成低速SOP信號的發送。

全速設備SOP信號：總線從IDLE狀態（J狀態：差分1）切到K狀態（差分0），即可完成全速SOP信號的發送。

3.2.EOP信號

低速設備EOP信號：總線持續2位時間的SE0（單端0）狀態，后跟隨1位時間的J狀態（差分0），即可完成低速EOP信號的發送。

全速設備EOP信號：總線持續2位時間的SE0（單端0）狀態，后跟隨1位時間的J狀態（差分1），即可完成全速EOP信號的發送。

3.3.Reset信號

主機可以對USB設備進行復位，主要是主機在和設備通訊之前會發送Reset信號把設備設置到默認的未配置狀態， 即主機拉低兩根信號線（SE0狀態）并保持10ms。

3.4.Suspend信號

總線3ms以上的IDLE狀態，則設備會認為主機發起了一次掛起操作。

3.5.Resume信號

USB設備進入掛起狀態之后，將由Resume信號進行喚醒。Resume信號可以由USB主機發起，也可以由USB設備本身觸發， 但是只有USB主機可以結束Resume信號。

• 主機在掛起設備后可通過翻轉數據線上的極性并保持20ms來喚醒設備，并以低速EOP信號結尾。
• 如果設備支持遠程喚醒，設備可向主機發起遠程喚醒請求，前提是設備已進入idle狀態至少5ms，設備會驅動總線進入K狀態，如下圖，K狀態必須維持1ms-15ms之內，此信號會在1ms內被主機接管，主機會繼續驅動喚醒信號直到20ms，并以低速EOP信號結尾。

3.6.SYNC信號

3個KJ狀態的切換，后跟隨2位時間的K狀態，完成一次同步信號的發送。如下圖所示。

3.7.連接信號

當主機檢測到 某一個數據線電平拉高保持了一段時間 ，就認為有設備連接上來了。低速設備連接時，主機會檢測到D-線被拉高，全速/高速設備連接時，主機會檢測到D+線被拉高。

（1）低速設備連接檢測時序圖

（2）全速/高速設備連接檢測時序圖

TDCNN針對Hub不同的狀態，時間是不同的，如下對應表（見usb_20.pdf P186）。

3.8.斷開信號

沒有設備連接時或者設備斷開時，主機端D+、D-數據線上的下拉電阻起作用，使得二者都在低電平；當低電平持續TDDIS時間就會被主機認為是斷開狀態。如下圖，TDDIS在2到2.5us之間。

STM32 USB設備也可以對自身進行復位，置位控制寄存器的FRES對USB模塊強制復位，此時USB模塊將一直保持在復位狀態下直到軟件清除此位。如果USB復位中斷被使能，將產生一個復位中斷。USB設備在上電后首先會強制對自己進行復位，讓自己處于未配置狀態。