Распиновка разъёмов USB
Назначение контактов всех разъёмов USB — от Type-A до Type-C — по спецификациям USB-IF: какие контакты есть в гнезде только для USB 2.0, как развести Type-C на плате простого устройства, какие резисторы стоят в переходных кабелях и какое напряжение бывает на VBUS.
Обновлено Редакция GAW
Содержание
- Какие бывают разъёмы USB
- Распиновка USB Type-A и Type-B
- Распиновка Mini-USB и Micro-USB
- Цвета проводов в кабеле USB 2.0
- Распиновка USB Type-C: 24 контакта
- Type-C только для USB 2.0: 16 контактов
- Резисторы на CC: как плата получает питание
- Переходные кабели: где спрятаны резисторы
- Напряжение на VBUS
- Частые ошибки
USB-IF определяет для USB 2.0 четыре вида разъёмов, которые встречаются в электронике, — Standard-A, Standard-B, Mini-B и Micro-B — и универсальный Type-C. Во всех старых разъёмах сигналы одни и те же: питание VBUS, общий провод и дифференциальная пара D+ и D−; у Mini и Micro к ним добавлен вывод ID. Type-C устроен иначе: 24 контакта в два ряда, симметричных относительно центра, и вывод CC, по которому стороны договариваются о питании. Как работает сама шина — скорости, перечисление, подтяжки 1,5 кОм — описано в статье об интерфейсе USB, здесь — только разъёмы и провода.
Коротко
- Type-A и Type-B: 1 — VBUS, 2 — D−, 3 — D+, 4 — GND.
- Mini-B и Micro-B: 1 — VBUS, 2 — D−, 3 — D+, 4 — ID, 5 — GND.
- Цвета проводов (типовые): VBUS — красный, D− — белый, D+ — зелёный, GND — чёрный.
- Type-C: 24 контакта; в гнезде только для USB 2.0 — 16. Вилка вставляется любой стороной.
- Плата с Type-C и USB 2.0: A6 соединить с B6, A7 — с B7, на CC1 и CC2 — по резистору 5,1 кОм на землю.
- VBUS: 4,75–5,50 В на порту с полным питанием; через USB Power Delivery — до 48 В.
Какие бывают разъёмы USB
| Разъём | Контактов | Где стоит гнездо | Документ |
|---|---|---|---|
| Standard-A (Type-A) | 4 | хост, хаб, зарядка | USB 2.0, гл. 6 |
| Standard-B (Type-B) | 4 | устройство: принтер, программатор | USB 2.0, гл. 6 |
| Mini-B | 5 | устройство | USB 2.0 ECN #1 |
| Micro-B | 5 | устройство | Micro-USB 1.01 |
| Micro-AB | 5 | только устройства OTG: принимает вилки Micro-A и Micro-B | Micro-USB 1.01 |
| Type-C, полнофункциональный | 24 | хост, устройство, зарядка | Type-C 2.5 |
| Type-C только для USB 2.0 | 16 | устройства USB 2.0 | Type-C 2.5 |
Гнездо Mini-B спецификация разрешает ставить только на устройства, то есть на порты, которые смотрят в сторону хоста. Вилки и гнёзда разных серий друг в друга не входят: в гнездо Micro-B входит только вилка Micro-B, а гнездо Micro-AB принимает обе вилки Micro (Micro-USB 1.01, табл. 4-1). По износостойкости Standard-A и Standard-B рассчитаны на 1500 циклов подключения, Micro-USB и Type-C — на 10 000.
Распиновка USB Type-A и Type-B
| Контакт | Сигнал | Назначение | Типовой цвет провода |
|---|---|---|---|
| 1 | VBUS | питание +5 В от хоста | красный |
| 2 | D− | минус дифференциальной пары | белый |
| 3 | D+ | плюс дифференциальной пары | зелёный |
| 4 | GND | общий провод | чёрный |
| корпус | экран | оплётка кабеля | дренажный провод |
Гнездо Type-A смотрят спереди так, чтобы пластиковый язычок с контактами был сверху: контакты лежат под язычком и нумеруются слева направо. Вилка, если смотреть на её торец, — зеркальное отражение: при контактах сверху слева окажется четвёртый контакт, GND. При распайке гнезда на плату номера выводов берите из чертежа конкретного разъёма: у угловых, вертикальных и SMD-гнёзд выводы на плате расположены по-разному, а номера контактов везде одни и те же.
Распиновка Mini-USB и Micro-USB
| Контакт | Сигнал | Назначение | Типовой цвет провода |
|---|---|---|---|
| 1 | VBUS | питание +5 В | красный |
| 2 | D− | минус дифференциальной пары | белый |
| 3 | D+ | плюс дифференциальной пары | зелёный |
| 4 | ID | вид вилки: A или B | провода нет |
| 5 | GND | общий провод | чёрный |
| корпус | экран | оплётка кабеля | дренажный провод |
Вывод ID отличает вилку Micro-A от Micro-B. В вилке Micro-A он соединён с GND, в вилке Micro-B не подключён или соединён с землёй через сопротивление больше 100 кОм. Устройство OTG считает вставленную вилку вилкой A, если между ID и землёй меньше 10 Ом, и тогда само становится хостом: так работает переходник OTG для флешки. В Mini-B вывод ID по ECN #1 не подключён. Обычному устройству с гнездом Micro-B или Mini-B этот вывод не нужен — его оставляют свободным.
Спецификация Micro-USB задаёт и цвет пластика внутри разъёма: у вилки Micro-A — белый, у вилки и гнезда Micro-B — чёрный, у гнезда Micro-AB — серый.
Цвета проводов в кабеле USB 2.0
Расцветку проводов называют все три документа для USB 2.0 — основная спецификация (табл. 6-1), поправка о Mini-B (табл. 6-2) и спецификация Micro-USB (табл. 4-2):
| Провод | Цвет |
|---|---|
| VBUS | красный |
| D− | белый |
| D+ | зелёный |
| GND | чёрный |
| экран | оплётка и неизолированный дренажный провод |
Во всех трёх таблицах столбец называется «типовая разводка» (Typical Wiring Assignment): это рекомендация, а не обязательное требование. Поэтому цвета в дешёвых кабелях бывают любыми. Перед пайкой прозвоните кабель тестером от контактов вилки. Для кабелей Type-C спецификация нумерует провода (табл. 3-6), но цвета им не назначает.
Распиновка USB Type-C: 24 контакта
Контакты гнезда Type-C стоят на центральном язычке в два ряда по 12. Ряд B — это ряд A, повёрнутый на 180°: напротив A1 находится B12, напротив A4 — B9 и так далее. Поэтому земля и питание попадают на свои места при любой ориентации вилки, а сигнальные контакты меняются местами.
| Ряд A | Сигнал | Ряд B | Сигнал | Назначение | Соединяется |
|---|---|---|---|---|---|
| A1 | GND | B12 | GND | общий провод | первым |
| A2 | TX1+ | B11 | RX1+ | первая скоростная пара, плюс | вторым |
| A3 | TX1− | B10 | RX1− | первая скоростная пара, минус | вторым |
| A4 | VBUS | B9 | VBUS | питание | первым |
| A5 | CC1 | B8 | SBU2 | канал конфигурации; дополнительная линия | вторым |
| A6 | D+ | B7 | D− | пара USB 2.0, положение 1; минус пары в положении 2 | вторым |
| A7 | D− | B6 | D+ | минус пары в положении 1; плюс пары в положении 2 | вторым |
| A8 | SBU1 | B5 | CC2 | дополнительная линия; канал конфигурации | вторым |
| A9 | VBUS | B4 | VBUS | питание | первым |
| A10 | RX2− | B3 | TX2− | вторая скоростная пара, минус | вторым |
| A11 | RX2+ | B2 | TX2+ | вторая скоростная пара, плюс | вторым |
| A12 | GND | B1 | GND | общий провод | первым |
Столбец «соединяется» — порядок из табл. 3-4 спецификации: при подключении вилки сначала замыкаются GND и VBUS, потом сигнальные контакты. Это для основной формы контактов; если гнездо сделано с альтернативной формой контактов (ALTERNATE SECTION A-A на рис. 3-1), первыми замыкаются GND, вторыми — VBUS, третьими — сигнальные. Все четыре VBUS спецификация требует соединить между собой и в вилке, и на плате у гнезда; то же — все четыре GND.
В вилке Type-C контактов B6 и B7 нет: пара D+/D− в кабеле одна. Провод CC в кабеле тоже один, и он соединяет CC1 или CC2 гнезда — смотря как вставлена вилка. Второй вывод CC вилки становится VCONN — питанием электроники в самой вилке (электронной маркировки или усилителей активного кабеля) напряжением 3,0–5,5 В (табл. 4-5). Линии TX и RX нужны USB 3.2 и USB4, а SBU — альтернативным режимам вроде вывода видео; плате с USB 2.0 они не нужны.
Type-C только для USB 2.0: 16 контактов
Спецификация определяет три вида гнёзд Type-C. В полнофункциональном есть все 24 контакта. В гнезде USB 2.0 нет скоростных пар — контактов A2, A3, A10, A11, B2, B3, B10, B11, — и остаётся 16. В гнезде только для питания (Power-Only) контакты SBU (A8 и B8) необязательны, так что их 14 или 16. Контакты D+ и D− в нём есть, но по разд. 3.2.1 (прим. 17) все четыре — A6, A7, B6, B7 — замкнуты между собой внутри гнезда и на плату не выводятся: данные такое гнездо не передаёт, и потребитель с ним не поддерживает BC 1.2.
| Контакты | Сигнал | Сколько | Что с ними делать на плате устройства USB 2.0 |
|---|---|---|---|
| A1, A12, B1, B12 | GND | 4 | соединить с землёй платы |
| A4, A9, B4, B9 | VBUS | 4 | соединить вместе, это вход питания |
| A5, B5 | CC1, CC2 | 2 | каждый — отдельным резистором 5,1 кОм на землю |
| A6, B6 | D+ | 2 | соединить у гнезда, перемычка не длиннее 3,5 мм, к D+ микросхемы |
| A7, B7 | D− | 2 | соединить у гнезда, к D− микросхемы |
| A8, B8 | SBU1, SBU2 | 2 | не подключать |
На свободных местах гнезда USB 2.0 контактов нет, а если гнездо всё же полнофункциональное, неиспользуемые выводы по табл. 3-5 должны быть изолированы от питания, земли и сигналов. Про SBU спецификация говорит прямо: не подключать, если для них нет определённого назначения.
Резисторы на CC: как плата получает питание
Источник с гнездом Type-C — зарядка, компьютер, повербанк — держит VBUS выключенным, пока к нему не подключат потребителя (Type-C, разд. 4.4.2). О подключении он узнаёт по выводам CC: сам подтягивает их вверх резистором Rp или источником тока, а потребитель соединяет оба своих вывода CC1 и CC2 с землёй резисторами Rd. Через провод CC кабеля образуется делитель, напряжение на одном из выводов CC источника падает, и он включает 5 В. По тому же выводу источник узнаёт и ориентацию вилки.
| Rd у потребителя | Номинал | Может ли потребитель узнать ток источника |
|---|---|---|
| резистор ± 10 % | 5,1 кОм | да — по напряжению на CC |
| резистор ± 20 % | 5,1 кОм | нет |
| ограничитель напряжения ± 20 % | 1,1 В | нет, к тому же мешает обмену USB PD |
Резисторов нужно два, по одному на CC1 и CC2. Если поставить только один, плата будет включаться лишь при одной ориентации вилки. Если объединить CC1 и CC2 и посадить их на общий резистор, к ним через кабель с электронной маркировкой подключится ещё и нагрузка вилки Ra 0,8–1,2 кОм. Источник увидит параллельно Rd и Ra, примет потребителя за кабель без устройства и может не включить VBUS.
Источник своим Rp сообщает, сколько тока можно брать:
| Ток источника | Rp к 4,75–5,5 В | Rp к 3,3 В ± 5 % | Источник тока |
|---|---|---|---|
| по умолчанию (как у USB 2.0 или 3.2) | 56 кОм ± 20 % | 36 кОм ± 20 % | 80 мкА ± 20 % |
| 1,5 А при 5 В | 22 кОм ± 5 % | 12 кОм ± 5 % | 180 мкА ± 8 % |
| 3,0 А при 5 В | 10 кОм ± 5 % | 4,7 кОм ± 5 % | 330 мкА ± 8 % |
Как посчитать напряжение на CC и по нему определить ток, разобрано в статье об интерфейсе USB.
Переходные кабели: где спрятаны резисторы
Старые порты Type-A подают VBUS всегда и выводов CC не имеют. Чтобы устройство Type-C всё равно увидело источник, нужные резисторы стоят прямо в вилке Type-C переходного кабеля (Type-C, табл. 3-2, 3-3 и 4-27):
| Кабель или переходник | Что в вилке Type-C |
|---|---|
| вилка Standard-A — вилка Type-C | Rp 56 кОм ± 5 % к VBUS: «ток по умолчанию», хотя сам кабель рассчитан на 3 А |
| вилка Type-C — вилка Micro-B или Mini-B | Rd 5,1 кОм ± 20 % к земле: старое устройство выглядит для источника потребителем |
| переходник: вилка Type-C — гнездо Micro-B | Rp 56 кОм ± 5 % к VBUS |
Отсюда типичная ситуация: модуль с гнездом Type-C без резисторов на CC работает от кабеля USB-A — Type-C, где Rp уже есть, но молчит с зарядкой Type-C и кабелем C — C. Лечится двумя резисторами 5,1 кОм.
Напряжение на VBUS
| Случай | Напряжение | Документ |
|---|---|---|
| порт USB 2.0 с полным питанием, исходная спецификация | 4,75–5,25 В | USB 2.0, разд. 7.2 |
| то же после поправки VBUS Max Limit | 4,75–5,50 В | ECN VBUS Max Limit |
| порт хаба с питанием от шины (low-power) | 4,40–5,25 В, по поправке — до 5,50 В | USB 2.0, разд. 7.2.2; ECN VBUS Max Limit |
| минимум на входе устройства для перечисления | 4,40 В | USB 2.0, разд. 7.2 |
| гнездо Type-C источника без подключённого потребителя | VBUS выключен | Type-C, разд. 4.4.2 |
| договорённость USB Power Delivery | до 48 В, ток до 5 А | Type-C, табл. 2-1 |
| VCONN для электроники в вилке | 3,0–5,5 В | Type-C, табл. 4-5 |
Гнездо Type-C рассчитано на ток 5 А, обычный кабель Type-C — на 3 А. Ток выше 3 А разрешён только через кабель с электронной маркировкой на 5 А, а для расширенного диапазона мощности EPR кабель должен быть маркирован на 5 А и 50 В. Напряжение выше 5 В источник подаёт только после того, как потребитель запросил его по протоколу USB PD: плата с одними резисторами 5,1 кОм всегда получает 5 В.
Частые ошибки
- Перепутаны D+ и D−. Устройство не определяется или определяется с ошибкой. Сверяйтесь с номерами контактов: D− — контакт 2, D+ — контакт 3 во всех старых разъёмах.
- Распиновка вилки снята как у гнезда. Вилка — зеркальное отражение гнезда. Номер контакта ищите по чертежу, а не по положению «слева направо».
- В гнезде Type-C разведена только пара A6/A7. Устройство работает лишь при одной ориентации вилки.
- Нет резисторов на CC. От зарядки Type-C с кабелем C — C плата не получает питания.
- Подключены SBU или «лишние» контакты. В гнезде USB 2.0 спецификация требует оставлять их свободными.
- Кабель «только для зарядки». В нём нет проводов D+ и D−: устройство заряжается, но данные не идут. Прозвоните контакты 2 и 3.
Таблица контактов одной картинкой для печати и документации: Распиновка разъёмов USB (PNG, 1200×544).
Частые вопросы
Какая распиновка у USB Type-A и Micro-USB?
У Type-A и Type-B четыре контакта: 1 — VBUS (+5 В), 2 — D−, 3 — D+, 4 — GND. У Mini-B и Micro-B пять: 1 — VBUS, 2 — D−, 3 — D+, 4 — ID, 5 — GND. Корпус разъёма — экран, к нему подключают оплётку кабеля.
Какого цвета провода в кабеле USB?
Спецификации USB 2.0, Mini-B и Micro-USB называют типовую расцветку: VBUS — красный, D− — белый, D+ — зелёный, GND — чёрный. Это рекомендация, а не требование, поэтому в дешёвых кабелях цвета бывают любыми: перед пайкой прозвоните провода тестером. Для кабелей Type-C спецификация цвета проводов не задаёт.
Сколько контактов в разъёме USB Type-C?
В полнофункциональном гнезде 24 контакта, по 12 в двух рядах. В гнезде только для USB 2.0 нет четырёх скоростных пар, остаётся 16 контактов: четыре VBUS, четыре GND, CC1 и CC2, две пары D+/D− и SBU1, SBU2. В гнезде только для питания (Power-Only) SBU необязательны — 14 или 16 контактов, — а D+ и D− замкнуты внутри гнезда и на плату не выведены: данных через него нет.
Зачем резисторы 5,1 кОм на CC1 и CC2?
По ним зарядка или компьютер с гнездом Type-C узнаёт, что подключён потребитель, и только тогда включает VBUS. Резистор ставят на каждый вывод отдельно: какой из выводов CC окажется соединён с проводом CC кабеля, зависит от того, какой стороной вставлена вилка. Без резисторов плата питается от кабеля USB-A — Type-C, но не от кабеля Type-C — Type-C.
Можно ли не разводить вторую пару D+ и D− в гнезде Type-C?
Нельзя, если устройство должно работать при любой ориентации вилки. В вилке есть только одна пара, A6 и A7, и при повороте она попадает то на A6/A7, то на B6/B7 гнезда. Проще всего соединить на плате A6 с B6 и A7 с B7 у самого гнезда: спецификация ограничивает длину такой перемычки 3,5 мм.
Какое напряжение на VBUS у USB?
По умолчанию 5 В: порт с полным питанием по USB 2.0 держит 4,75–5,25 В, после поправки VBUS Max Limit верхняя граница — 5,50 В, а устройство должно перечисляться уже при 4,40 В на своём входе. Через USB Power Delivery источник и потребитель могут договориться о большем напряжении, спецификация Type-C называет предел 48 В при токе до 5 А.
Источники
- USB-IF. Universal Serial Bus Specification, Revision 2.0, April 27, 2000 (пакет от 03.06.2025) — табл. 6-1 — контакты Standard-A и Standard-B и типовые цвета проводов; рис. 6-7 и 6-8 — гнёзда; табл. 6-7 — 1500 циклов; разд. 7.2 — 4,75–5,25 В на порту, 4,40 В на входе устройства
- USB-IF. USB 2.0 ECN: Mini-B connector (ECN #1), October 20, 2000 — входит в пакет USB 2.0; табл. 6-2 — контакты Mini-B, вывод ID не подключён
- USB-IF. USB 2.0 ECN: VBUS Max Limit — верхняя граница VBUS поднята с 5,25 до 5,50 В
- USB-IF. Universal Serial Bus Micro-USB Cables and Connectors Specification, Revision 1.01, April 4, 2007 — входит в пакет USB 2.0; табл. 4-1 — сочетания вилок и гнёзд, табл. 4-2 — контакты и вывод ID (меньше 10 Ом у Micro-A, больше 100 кОм у Micro-B), табл. 4-3 — цвет пластика, 10 000 циклов
- USB-IF. USB Type-C Cable and Connector Specification, Release 2.5, March 2026 — табл. 2-1 — режимы питания; разд. 2.5 и табл. 4-5 — VCONN, 3,0–5,5 В; табл. 3-2, 3-3 — переходные кабели и резисторы в вилке; разд. 3.2, разд. 3.2.1 прим. 17 — гнёзда Full-Featured, USB 2.0 и Power-Only; табл. 3-4, 3-5 — контакты; табл. 3-6 — провода кабеля; разд. 4.4.2 — VBUS; рис. 4-9 — подтяжки потребителя; табл. 4-27, 4-28 — Rp и Rd
Нашли ошибку?