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手机通过USB Hub连接到电脑时,D+和D-线是用于传输数据和控制信号的线路。在USB通信中,D+和D-线被称为差分对,它们之间的电压差表示了数据传输的信息。
当手机连接到USB Hub后,Hub会将手机的D+和D-线连接到电脑上的一个USB端口。此时,电脑上的USB控制器会检测到这个连接,并尝试与手机进行通信。为了确保通信的正确性,电脑和手机之间需要进行一系列的握手过程,这个过程称为枚举(Enumeration)。
在枚举过程中,电脑会发送一个复位信号给手机,手机收到复位信号后会回复一个应答信号。接着,电脑会发送一个获取设备描述符的命令,手机会返回一个包含设备信息的数据包。电脑收到这些信息后,就可以识别出这是一个手机设备,并为其分配一个唯一的地址。
在这个过程中,D+和D-线的波形变化代表了不同的信号。例如,当电脑发送复位信号时,D+线上的电压可能会从低电平变为高电平;而当手机回复应答信号时,D-线上的电压可能会从高电平变为低电平。这些波形的变化可以被示波器捕获并显示出来,以便我们观察和分析USB通信的过程。
以下是一个简化的Python代码示例,用于模拟手机连接到USB Hub后的D+和D-线波形:
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
# 假设手机连接到USB Hub后的D+和D-线波形为以下数据
D_plus = [0, 1, 1, 0, 0, 1, 1, 0]
D_minus = [1, 0, 0, 1, 1, 0, 0, 1]
# 创建一个时间轴
time = np.linspace(0, len(D_plus), len(D_plus))
# 绘制D+和D-线的波形
plt.plot(time, D_plus, label='D+')
plt.plot(time, D_minus, label='D-')
# 添加图例和标签
plt.legend()
plt.xlabel('Time (ms)')
plt.ylabel('Voltage (V)')
plt.title('D+ and D- Waveforms after Phone Connected to USB Hub')
# 显示图形
plt.show()
这段代码使用了matplotlib库来绘制D+和D-线的波形。请注意,这只是一个简化的示例,实际的波形可能更加复杂,并且需要使用专门的硬件设备(如示波器)来捕获和分析。