一體化嵌入式監(jiān)控系統(tǒng)usb驅(qū)動(dòng)單元的制作方法
【專利摘要】一體化嵌入式監(jiān)控系統(tǒng)USB驅(qū)動(dòng)單元，是由USB電源管理及數(shù)據(jù)傳輸?shù)膯卧㈦娫措娐?、?shù)據(jù)收發(fā)控制器、USB接口單元和ARM系統(tǒng)組成的，USB接口的數(shù)據(jù)端將數(shù)據(jù)信號(hào)分別經(jīng)電阻偶合后連接到USB數(shù)據(jù)收發(fā)控制器的數(shù)據(jù)輸入端，USB數(shù)據(jù)收發(fā)控制器和ARM信號(hào)處理芯片信息交互，完成數(shù)據(jù)解碼、格式轉(zhuǎn)換和存儲(chǔ)，電源電路產(chǎn)生USB電路所需的5V和3.3V電壓，USB電源管理及數(shù)據(jù)傳輸部分提供了外部USB設(shè)備所需的精準(zhǔn)的限流電壓，具有過載和過溫的保護(hù)功能，保證系統(tǒng)正常運(yùn)行。本實(shí)用新型保證了系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性，保證了系統(tǒng)的安全可靠性，電路設(shè)計(jì)簡化合理，具有檢測效果好，保護(hù)性能高，運(yùn)行安全可靠等特點(diǎn)。
【專利說明】—體化嵌入式監(jiān)控系統(tǒng)USB驅(qū)動(dòng)單元
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于電子控制【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及的是一體化嵌入式監(jiān)控系統(tǒng)USB驅(qū)動(dòng)單元。
【背景技術(shù)】
[0002]USB是英文Universal Serial BUS的縮寫，中文含義是通用串行總線。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的是一體化嵌入式監(jiān)控系統(tǒng)USB驅(qū)動(dòng)單元，它能夠完成實(shí)時(shí)高速準(zhǔn)確USB的數(shù)據(jù)傳輸，一旦ARM中的底層USB驅(qū)動(dòng)程序執(zhí)行工作，此單元與ARM控制器引腳之間即可進(jìn)行實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)交互。本實(shí)用新型在通訊、汽車電子、航天、航海、航空等領(lǐng)域都可以得以應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型是一體化嵌入式監(jiān)控系統(tǒng)USB驅(qū)動(dòng)單元，它能夠把USB接口電路和計(jì)算機(jī)或設(shè)備端的物理連接，提供總線的硬件收發(fā)接口，實(shí)現(xiàn)電氣和底層的邏輯功能，完成上層協(xié)議處理、數(shù)據(jù)收發(fā)控制以及電壓調(diào)節(jié)。
[0004]為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的:一體化嵌入式監(jiān)控系統(tǒng)USB驅(qū)動(dòng)單元是由USB電源管理及數(shù)據(jù)傳輸?shù)膯卧?、電源電路、USB接口電路、數(shù)據(jù)收發(fā)控制器和ARM系統(tǒng)組成的，其特征是USB電源管理及數(shù)據(jù)傳輸?shù)膯卧蚒SB接口電路與數(shù)據(jù)收發(fā)控制器電信號(hào)相連，數(shù)據(jù)收發(fā)控制器與ARM系統(tǒng)電信號(hào)相連，電源電路為USB電源管理及數(shù)據(jù)傳輸?shù)膯卧SB接口電路、數(shù)據(jù)收發(fā)控制器供電。
[0005]本實(shí)用新型保證了系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性，保證了系統(tǒng)的安全可靠性，電路設(shè)計(jì)簡化合理，具有檢測效果好，保護(hù)性能高，運(yùn)行安全可靠等特點(diǎn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0006]圖1是本實(shí)用新型電源電路原理圖1 ;
[0007]圖2是本實(shí)用新型電源電路原理圖2 ；
[0008]圖3是本實(shí)用新型電源電路原理圖3 ；
[0009]圖4是本實(shí)用新型數(shù)據(jù)收發(fā)控制器電路原理圖1 ;
[0010]圖5是本實(shí)用新型數(shù)據(jù)收發(fā)控制器電路原理圖2 ；
[0011]圖6是本實(shí)用新型USB電源管理及數(shù)據(jù)傳輸?shù)膯卧娐吩韴D；
[0012]圖7是本實(shí)用新型系統(tǒng)原理框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖具體對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明:
[0014]一體化嵌入式監(jiān)控系統(tǒng)USB驅(qū)動(dòng)單元是由USB電源管理及數(shù)據(jù)傳輸?shù)膯卧?、電源電路、USB接口電路、數(shù)據(jù)收發(fā)控制器和ARM系統(tǒng)組成的，USB電源管理及數(shù)據(jù)傳輸?shù)膯卧蚒SB接口電路與數(shù)據(jù)收發(fā)控制器電信號(hào)相連，數(shù)據(jù)收發(fā)控制器與ARM系統(tǒng)電信號(hào)相連，電源電路為USB電源管理及數(shù)據(jù)傳輸?shù)膯卧?、USB接口電路、數(shù)據(jù)收發(fā)控制器供電。本實(shí)用新型的工作原理是，USB接口單元的數(shù)據(jù)端將數(shù)據(jù)信號(hào)分別連接到USB數(shù)據(jù)收發(fā)控制器的數(shù)據(jù)輸入端，數(shù)據(jù)收發(fā)控制器的接口數(shù)據(jù)線通過輸入/輸出信號(hào)與ARM系統(tǒng)處理器相連，并和ARM系統(tǒng)信號(hào)處理芯片信息交互，完成數(shù)據(jù)解碼、格式轉(zhuǎn)換和存儲(chǔ)；電源電路產(chǎn)生USB電路所需的5V和3.3V電壓，為USB電源管理及數(shù)據(jù)傳輸?shù)膯卧?、USB接口電路、數(shù)據(jù)收發(fā)控制器供電，USB電源管理及數(shù)據(jù)傳輸?shù)膯卧峁┝送獠縐SB設(shè)備所需的精準(zhǔn)的限流電壓。
[0015]具體實(shí)施例:
[0016]在一體化嵌入式監(jiān)控系統(tǒng)USB驅(qū)動(dòng)單元上電后，USB電源電路開始工作，USB2.0高速HUB數(shù)據(jù)收發(fā)控制器USB25141-AEZG晶振起振工作，USB電源管理芯片MAX890LESA為外部的USB設(shè)備提供精準(zhǔn)的5V供電，外部的USB正常工作，可以正常的接收和發(fā)送數(shù)據(jù)。當(dāng)系統(tǒng)一旦出現(xiàn)過載、過流、過熱如溫度超過135攝氏度等問題，USB電源管理芯片MAX890LESA故障信號(hào)引腳輸出低電平，故障信號(hào)使能芯片不工作進(jìn)行保護(hù)。
[0017]電源電路:電源電路部分主要包括電磁干擾EMI設(shè)計(jì)、電壓轉(zhuǎn)換12V轉(zhuǎn)5V和5V轉(zhuǎn)3.3V的設(shè)計(jì)。EMI設(shè)計(jì)選用了 TF101A3M軍用EMI濾波器，在電源的正輸入端選用了止逆二極管1N4007、在電源的負(fù)輸入端和PE之間并聯(lián)18V壓敏電阻180KD14和18V穩(wěn)壓管 1.5KE18CA，組成電源的共模保護(hù)模式；C306輸出濾波電容選用100uF/25V的電解電容，主要濾除電路中的低頻紋波。12V轉(zhuǎn)5V部分選用LD1117S50CTR型電平轉(zhuǎn)換芯片U309，輸入和輸出部分均加濾波電容。5V轉(zhuǎn)3.3V部分選用0)111753301?型電平轉(zhuǎn)換芯片仍04，輸入和輸出部分也均加了濾波電容。
[0018]數(shù)據(jù)收發(fā)控制器:USB數(shù)據(jù)收發(fā)控制器是USB2.0高速HUB數(shù)據(jù)收發(fā)控制器U602，其型號(hào)是USB25141-AEZG型，控制器的時(shí)鐘電路采用24M無源晶振起振工作，USB25141-AEZG的電源引腳3.3V電壓均接有濾波電容，USB端口電源能使引腳USB1_PWR_EN外接與非門集成邏輯IC芯片MC74VHC1G00DFT2G進(jìn)行取反，使其默認(rèn)輸出低電平，供給USB的電源管理芯片U603，電源管理芯片其型號(hào)是MAX890LESA型，它能使引腳是低電平有效，保證電源管理芯片正常工作。
[0019]USB電源管理及數(shù)據(jù)傳輸?shù)膯卧?USB電源管理芯片MAX890LESA為USB提供可調(diào)節(jié)的精確的限流保護(hù)，防止對(duì)后續(xù)電路沖擊損壞，其輸入電壓范圍是2.7V-5.5V，輸出電壓范圍是3V-5V，設(shè)置的限流值1.38K/R610,電路中R610選值為1.5K，保證其最大電流為
0.92A，此電路中還有過載和過溫保護(hù)功能。
【權(quán)利要求】
1.一體化嵌入式監(jiān)控系統(tǒng)USB驅(qū)動(dòng)單元是由USB電源管理及數(shù)據(jù)傳輸?shù)膯卧㈦娫措娐?、USB接口電路、數(shù)據(jù)收發(fā)控制器和ARM系統(tǒng)組成的，其特征是USB電源管理及數(shù)據(jù)傳輸?shù)膯卧蚒SB接口電路與數(shù)據(jù)收發(fā)控制器電信號(hào)相連，數(shù)據(jù)收發(fā)控制器與ARM系統(tǒng)電信號(hào)相連，電源電路為USB電源管理及數(shù)據(jù)傳輸?shù)膯卧SB接口電路、數(shù)據(jù)收發(fā)控制器供電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體化嵌入式監(jiān)控系統(tǒng)USB驅(qū)動(dòng)單元，其特征在于所述的USB電源管理及數(shù)據(jù)傳輸?shù)膯卧玫碾娫垂芾硇酒荕AX890LESA型。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體化嵌入式監(jiān)控系統(tǒng)USB驅(qū)動(dòng)單元，其特征在于所述的電源電路電壓轉(zhuǎn)換使用的芯片是LD1117S50CTR型和LD1117S33CTR型。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體化嵌入式監(jiān)控系統(tǒng)USB驅(qū)動(dòng)單元，其特征在于所述的數(shù)據(jù)收發(fā)控制器使用的芯片是USB25141-AEZG型。
【文檔編號(hào)】G06F13/10GK203689510SQ201320860381
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2013年12月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月25日
【發(fā)明者】吳天柱, 趙書強(qiáng), 李淼, 任立明, 李丹丹, 郭東洋 申請人:哈爾濱九洲電氣股份有限公司