USB（Universal Serial Bus）是一种广泛应用于计算机与外部设备连接的标准接口技术，其核心特点和功能如下：

一、基本定义

USB是“通用串行总线”的简称，由Intel、康柏、IBM等多家公司联合开发，用于规范计算机与外部设备之间的数据传输和通信。其设计初衷是替代传统的并行接口（如PS/2、并行端口），提供更简洁、高速的连接方式。

二、核心特点

即插即用与热插拔

设备无需重启计算机即可被识别，支持在系统运行时动态连接或断开。

高速传输能力

- 最新版本USB 3.0可达5Gbps传输速度，而USB 2.0为480Mbps。

- 支持大容量数据传输，如高速存储设备（U盘）。

供电与兼容性

- 可为外设提供最大100W的电力支持。

- 基于HID协议，兼容键盘、鼠标等输入设备，实现标准化的数据格式传输。

物理接口结构

采用四线制设计（地线、电源线、D+、D-），通过差分信号传输数据，确保抗干扰能力。

三、应用场景

设备连接：

鼠标、键盘、打印机、移动硬盘等常见外设均通过USB接口连接。

单片机开发：通过虚拟串口（CDC）、HID协议或自定义协议实现设备通信。

扩展功能：支持热插拔和即插即用特性，提升用户体验。

四、传输速率与版本

USB接口支持多种传输速率：

低速（1.5Mbps）：适用于低数据传输设备（如键盘、鼠标）；

全速/高速（12Mbps/480Mbps）：满足一般外设需求；

超高速（5Gbps）：未来扩展方向。

五、系统组成

USB采用主从结构：

主机：计算机等设备，负责发起数据传输请求；

外设：如U盘、鼠标等，响应主机指令并传输数据。

USB协议复杂但标准化程度高，实际开发中常用CDC类协议模拟串口通信，降低实现难度。

综上，USB通过高速、稳定、易用的特性，成为计算机与外设连接的首选标准。