你知道如何使用USB Type-C连接器吗?本文介绍了USB Type-C引脚的结构，并简要介绍了它的各种模式。
USB Type-C是一种用于USB连接器系统的规范，该系统在智能手机和移动设备中越来越流行，能够同时进行电源传输和数据传输。
与之前的USB接口不同，它也是可翻转的，所以你不需要尝试三次。
USB - c接口。图片由丹尼斯维塔利
这篇介绍性文章将介绍USB-C标准的一些最重要的特性。在深入到pinout并解释它们的能力之前，我们将快速地从高层角度了解USB-C是什么以及它最擅长什么。
USB-C是什么?
USB-C是一个相对较新的标准，旨在提供高达10Gb/s的高速数据传输，以及高达100W的功率流动能力。这些特性可以使USB-C成为现代设备真正通用的连接标准。
USB- c还是USB Type-C?
这两个术语通常是可以互换的(我们将在本文中使用这两个术语)。虽然USB- c更常用，但USB Type-C是标准的官方名称USB.org。
USB-C特性
USB-C接口有三个主要特点:
- 它有一个可翻转的连接器。该接口设计的方式，插头可以翻转相对于插座。
- 它支持USB 2.0, USB 3.0和USB 3.1 Gen 2标准。此外，它可以支持第三方协议，如显示端口和HDMI的操作模式称为替代模式。
- 它允许设备通过接口进行协商并选择适当的电量电量。
在下面的章节中，我们将看到USB Type-C标准如何提供这些特性。
USB Type-C插座/插销
USB Type-C连接器有24个引脚。图1和图2分别显示了USB Type-C插座和插头的引脚。
图1所示。USB Type-C插座。图片由微芯片。
图2。USB Type-C插头。图片由微芯片。
USB 2.0差分对
D+和D-引脚是用于USB 2.0连接的差分对。在插座中有两个D+管脚和两个D-管脚。
然而，引脚是相互连接的，实际上只有一个USB 2.0数据差分对可用。冗余仅用于提供可翻转的连接器。
电源和接地引脚
VBUS和GND引脚是电源和信号的返回路径。默认的VBUS电压是5v，但是标准允许设备协商并选择一个非默认值的VBUS电压。电源交付允许VBUS有一个高达20v的电压。最大电流也可以提高到5 A。因此，USB Type-C可以提供100 W的最大功率。
当给大型设备(如笔记本电脑)充电时，高功率流很有用。图3显示了RICHTEK的一个例子，其中buck-boost转换器用于生成适当的电压由笔记本电脑请求。
图3。图片由Richtek。
请注意，电源传输技术使USB Type-C比旧标准更加通用，因为它使电源水平适应负载的需要。你可以用同一根线给你的智能手机和笔记本电脑充电。
RX和TX引脚
有两组RX差分对和两组TX差分对。
这两个RX中的一个和一个TX对可以用于USB 3.0/USB 3.1协议。由于连接器是可翻转的，需要一个多路复用器来通过电缆正确地重新路由所使用的差分对上的数据。
注意，USB Type-C端口可以支持USB 3.0/3.1标准，但USB Type-C的最小功能集不包括USB 3.0/3.1。在这种情况下，RX/TX对不被USB 3.0/3.1连接使用，而可以被其他USB Type-C功能使用，如Alternate Mode和USB Power Delivery协议。这些功能甚至可以利用所有可用的RX/TX差分对。
CC1和CC2引脚
这些引脚是通道配置引脚。它们执行许多功能，如电缆连接和拆卸检测，插座/插头方向检测，以及当前广告。这些引脚也可以用于电力传输和交替模式所需的通信。
下面的图4显示了CC1和CC2引脚如何显示插座/插头的方向。在图中，DFP代表下行端口，该端口既作为数据传输的主机，也作为电源的来源。upp表示上行端口，即设备与主机或电源用户连接的端口。
图4。图片由微芯片。
DFP通过RP电阻提取CC1和CC2引脚，但UFP将它们拉下来通过RD。如果没有连接电缆，则源在CC1和CC2引脚处看到逻辑高。连接USB Type-C电缆从5V电源到地带产生电流路径。由于USB Type-C电缆中只有一个CC线，因此仅形成一个电流路径。例如，在图4的上图中，DFP的CC1引脚连接到UFP的CC1引脚。因此，DFP CC1引脚的电压低于5V，但DFP CC2引脚仍然处于逻辑高。因此，监控DFP CC1和CC2引脚上的电压，我们可以确定电缆附件及其方向。
除了电缆方向外，Rp-Rd路径还被用作一种传递有关源电流能力信息的方式。为此，电源用户(upp)监测CC线路上的电压。当CC线上电压最低时(约0.41 V)，电源可以提供默认的USB电源，分别为USB 2.0和USB 3.0提供500 mA和900 mA。当CC线电压约为0.92 V时，电源可以提供1.5 a的电流。最高的CC线电压约为1.68 V，相当于3 A的电源电流能力。
VCONN销
如上所述，USB Type-C旨在提供高速的数据传输速度以及高水平的功率流。这些特点可能需要使用特殊的电缆，这些电缆通过在内部使用芯片进行电子标记。此外，一些有源电缆利用再驱动芯片增强信号，补偿电缆造成的损失等。在这些情况下，我们可以通过应用一个5v, 1-W电源VCONN针内部的电路供电。如图5所示。
图5。图片由微芯片。
如您所见，有源电缆使用Ra电阻拉下CC2引脚。Ra的值与Rd不同，所以DFP仍然能够通过检查DFP CC1和CC2引脚上的电压来确定电缆方向。确定电缆方向后，“有源电缆IC”对应的通道配置引脚将连接到一个5v, 1-W电源，为电缆内部的电路供电。例如，在图5中，有效的Rp-Rd路径对应于CC1引脚。因此，CC2引脚连接到由VCONN表示的电源。
SBU1和SBU2引脚
这两个引脚对应于仅在备用模式中使用的低速信号路径。
USB电源交付
现在，我们已经熟悉了USB- c标准的固定，让我们来简要看看USB电源交付。
如上所述，使用USB Type-C标准的设备可以协商并选择通过接口的适当功率流水平。这些功率协商是通过一个称为USB电源交付的协议实现的，它是在上面讨论的CC线上的单线通信。下面的图6显示了一个示例USB Power Delivery，其中接收器向源发送请求，并根据需要调整VBUS电压。首先，需要一个9-V总线。当电源将总线电压稳定在9v后，它向sink发送“电源就绪”信息。然后，接收器请求一个5-V总线，而源提供了它，并再次发送“电源准备”消息。
图6。图片由Richtek。
重要的是要注意，“USB电力传递”不仅仅是关于电力传递相关的谈判，其他谈判，例如与备用模式相关的其他谈判，可以使用标准的CC线上的电力传递协议完成。
备用模式
这种操作模式允许我们使用USB Type-C标准来实现DisplayPort和HDMI等第三方协议。所有备用模式必须至少支持USB 2.0和USB电力传递连接。有关更多信息，请参阅此TI文档。
结论
USB Type-C有一些有趣的功能。它支持高达10gb /s的快速数据传输速度和高达100w的高功率流。这些加上一个可翻转的连接器可以使USB Type-C成为现代设备的一个真正的通用标准。
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