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USB-Schnittstelle

Anschlüsse und Kabel

Der USB kennt zwei verschiedene Steckertypen, Typ A und Typ B. Das System ist so konzipiert, dass keine Verwechslung möglich ist. Anders als bei der RS232 gibt es auch keine Unterschiede zwischen gekreuzten und geraden Verbindungen. Die Kabel sind immer 1:1 verbunden und die Belegung ist immer gleich.

Tab.1
Kabel-Belegung
LeitungBelegung
1+5 V
2Data-
3Data+
4Masse

An der Rückseite eines PCs findet man in der Regel zwei Buchsen vom Typ A. Hier können direkt zwei Geräte angeschlossen werden. Kleinere Lowspeed-Geräte (z.B. eine Maus) verwenden ein dünnes fest angebrachtes Kabel mit einem Stecker vom Typ A. In anderen Fällen enthält das Gerät selbst eine USB-Buchse vom Typ B. Die Verbindung erfolgt dann mit einem Kabel vom Typ A-B.

Abb.1

USB-Kabel gibt es nur fertig konfektioniert und vergossen. Einzelne USB-Stecker sind nicht erhältlich. Länge, Kabelquerschnitt, Abschirmung usw. sind genau vorgeschrieben. Auch der Unterschied zwischen Full-Speed und Low-Speed spielt hier eine Rolle. Das System der vorgeschiebenen Kabel verhindert zuverlässig, dass ein Lowspeed-Kabel für eine Fullspeed-Verbindung eingesetzt wird. Alle Verbindungskabel sind Fullspeed-Kabel, während Lowspeed-Kabel nur fest angebaut vorkommen. Für den Fall einer notwendigen Kabelverbindung gibt es Verlängerungskabel vom Typ A-A.

Die Signale auf den beiden Leitungen Data+ und Data- sind Differenzsignale mit Spannungspegeln von 0 V/3,3 V. Der angeschlossene Mikrocontroller arbeitet in vielen Fällen mit einer Betriebsspannung von 3,3 V. Die Versorgungsspannung am USB kann bis zu 5,25 V betragen und bei starker Belastung bis auf 4,2 V abfallen. Ein Spannungsregler liefert auch in diesem Fall noch stabile 3,3 V. Das gesamte System ist so ausgelegt, dass auch bei maximaler Belastung eine Versorgungsspannung von 4,2 V nicht unterschritten wird.

Man unterscheidet bei den anzuschließenden USB-Geräten zwischen Geräten mit eigenem Netzteil (Self-Powered) und solchen, die über den USB versorgt werden (Bus-Powered). In vielen Fällen können beide Betriebsarten gewählt werden. Das Gerät besitzt dann z.B. eine Netzteilbuchse, die wahlweise mit einem externen Netzteil verbunden werden kann. Nach den USB-Spezifikationen ist die Stromaufnahme aus dem Bus automatisch begrenzt. Wird also mehr als der erlaubte Strom entnommen, wird die Versorgung abgeschaltet.

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