一種高速七端口usb集線器控制電路的制作方法
【專利說明】一種高速七端口 USB集線器控制電路
[0001]
技術領域
[0002]本發明涉及終端機通用串行總線通信技術領域，尤其涉及一種高速七端口 USB集線器控制電路。
[0003]
【背景技術】
[0004]目前通用串行總線技術廣泛應用在消費類電子產品中，為人們的日常生活帶來便捷，但是伴隨著大數據量交換時代的到來，消費類電子產品原有通用串行總線的數量明顯不足。
[0005]以金融系統為例，銀行終端平臺的使用過程中需要接入大量外設，如身份識別終端，密碼輸入終端，指紋采集終端，詞條卡劃卡器終端，掃描儀終端，打印機終端，無線路由終端等，這些外設均使用通用串行總線進行連接。然而銀行終端平臺通用串行總線資源卻是有限的，在平臺的使用中必然出現拔掉某根通信線纜的端口，而接入另一根通信線纜端口供其使用，這必將影響平臺的使用效率，給操作平臺的工作人員帶來了不便。
【發明內容】
[0006]為了克服【背景技術】中的不足，本發明提供一種高速七端口 USB集線器控制電路。
[0007]為了實現上述發明目的，本發明采用如下技術方案:
一種高速七端口 USB集線器控制電路，包括:高速FE2.1集成電路U1、ESD保護電路2、時鐘源電路⑤、3.3V直流電源濾波電路⑥a、輸入信號雜波濾除電路⑥b、1.8V直流電源濾波網路⑥c，所述高速FE2.1集成電路U1的輸入端與電連接串行總線的一組USB2.0接口的信號線纜相連，且信號線纜上設置有ESD保護電路2 ;高速FE2.1集成電路U1的時鐘端設置有時鐘源電路⑤，FE2.1集成電路U1的testj端設置有輸入信號雜波濾除電路⑥b和3.3V直流電源濾波電路⑥a，FE2.1集成電路U1的vdl8-o端設置有1.8V直流電源濾波網路⑥c ;高速FE2.1集成電路U1的電源控制端與電源線纜②相連，高速FE2.1集成電路U1的輸出端分別通過與數據分配端線纜③與對應的USB2.0接口的信號線纜相連。
[0008]一種高速七端口 USB集線器控制電路，所述數據分配端線纜③為三組:線纜③a、線纜③b、線纜③c，每組線纜分別連接兩個USB2.0接口。
[0009]一種高速七端口 USB集線器控制電路，所述時鐘源電路⑤是由頻率為12MHz石英晶體諧振器Y1與并聯接8pF的陶瓷電容C3和電容C4組成，石英晶振兩端分別通過陶瓷電容C3和電容C4與電源地相連。
[0010]—種高速七端口 USB集線器控制電路，所述3.3V直流電源濾波電路⑥a由電解電容E3的兩端分別與FE2.1集成電路U1的testj端、電源地相連。
[0011]一種高速七端口 USB集線器控制電路，所述輸入信號雜波濾除電路⑥b由電阻R4和電容C15組成，電阻R4與電容C15的連接點與FE2.1集成電路U1的testj端相連，電阻R4另一端與3.3V直流電源濾波電路⑥a相連，電容C15另一端與電源地相連。
[0012]—種高速七端口 USB集線器控制電路的工作方法，其步驟如下:
1)首先通過一組線纜將USB2.0信號接入高速FE2.1集成電路U1 ;
2)由高速FE2.1集成電路U1的控制端與電源相連；
3)在輸入的一組USB2.0信號線纜與高速FE2.1集成電路U1輸入端之間增加一套靜電釋放單元ESD保護電路；
4)工作時，
a.一組串行總線接口 USB2.0能夠將串行總線電氣數據通過ESD保護電路傳輸至高速FE2.1集成電路U1 ;
b.高速FE2.1集成電路U1在多樣任務譯碼技術的支持下對輸入信號進行譯碼，利用狀態機控制技術將數據通過本身若干個第二控制端的線纜③a、線纜③b、線纜③c，分配到對應的每組線纜連接的USB2.0接口；
當ESD保護電路2腳所在的數據線，有高于電源電壓的電信號時，信號通過D1將能量泄放到電源；
當ESD保護電路2腳所在的數據線，有低于參考點地電壓的電信號時，信號通過D2將能量泄放到參考點地電壓；即使ESD保護電路的4腳無電源供電；
當ESD保護電路2腳所在的數據線，有高于D1管導通壓降，+ZD擊穿導通電壓信號時，也會將能量通過參考點地泄放；這樣就使所連接的高速數據或者高頻率信號線，無論是在設備有電源或無電源的情況下，均能夠起到靜電釋放保護ESD的作用。
[0013]由于采用如上述的技術方案，本發明具有如下優越性:
本發明能夠利用多樣任務譯碼技術和狀態機控制原理，配合防靜電國際認證標準要求，在滿足通信高品質和高速率的條件下，將一組通用串行總線USB2.0進行擴展，并提供接口給用戶使用。解決了通用串行總線端口數量不足的問題，如圖1中由一組通用串行總線端口擴展為六組通用串行總線，為人們的日常生活帶來便捷。以金融系統為例，銀行終端平臺的使用過程中需要接入大量外設均可以接入所述通用串行總線端口功能擴展設備中。保證通用串行總線端口通信質量和通信速率，提高了通用串行總線自供電能力。為操作平臺的工作人員提供了方便。
【附圖說明】
[0014]圖1是一種通用串行總線端口擴展結構框圖；
圖2是高速七端口 USB集線器控制電路圖；
圖3是ESD保護電路和電源分配開關及外圍電路圖；
圖4是PRTR5V0U2X內部結構示意圖。
【具體實施方式】
[0015]如圖2所示，一種高速七端口 USB集線器控制電路，包括:高速FE2.1集成電路U1、ESD保護電路2、時鐘源電路⑤、3.3V直流電源濾波電路⑥a、輸入信號雜波濾除電路⑥b、1.8V直流電源濾波網路⑥c， 所述高速FE2.1集成電路U1的輸入端與電連接串行總線的一組USB2.0接口的信號線纜相連，且信號線纜上設置有ESD保護電路2 ;高速FE2.1集成電路U1的時鐘端設置有時鐘源電路⑤，FE2.1集成電路U1的testj端設置有輸入信號雜波濾除電路⑥b和3.3V直流電源濾波電路⑥a，FE2.1集成電路U1的vdl8-o端設置有1.8V直流電源濾波網路⑥c ;高速FE2.1集成電路U1的電源控制端與電源線纜②相連，高速FE2.1集成電路U1的輸出端分別通過與數據分配端線纜③與對應的USB2.0接口的信號線纜相連。
[0016]所述數據分配端線纜③為三組:線纜③a、線纜③b、線纜③c，每組線纜分別連接兩個USB2.0接口。
[0017]所述時鐘源電路⑤是由頻率為12MHz石英晶體諧振器Y1與并聯接8pF的陶瓷電容C3和電容C4組成，石英晶振兩端分別通過陶瓷電容C3和電容C4與電源地相連。
[0018]所述3.3V直流電源濾波電路⑥a由電解電容E3的兩端分別與FE2.1集成電路U1的testj端、電源地相連。
[0019]所述輸入信號雜波濾除電路⑥b由電阻R4和電容C15組成，電阻R4與電容C15的連接點與FE2.1集成電路U1的testj端相連，電阻R4另一端與3.3V直流電源濾波電路⑥a相連，電容C15另一端與電源地相連。
[0020]一種高速七端口 USB集線器控制電路的工作方法，其步驟如下:
1)首先通過一組線纜將USB2.0信號接入高速FE2.1集成電路U1 ;
2)由高速FE2.1集成電路U1的控制端與電源相連；
3)在輸入的一組USB2.0信號線纜與高速FE2.1集成電路U1輸入端之間增加一套靜電釋放單元ESD保護電路；
4)工作時，
a.一組串行總線接口 USB2.0能夠將串行總線電氣數據通過ESD保護電路傳輸至高速FE2.1集成電路U1 ;
b.高速FE2.1集成電路U1在多樣任務譯碼技術的支持下對輸入信號進行譯碼，利用狀態機控制技術將數據通過本身若干個第二控制端的線纜③a、線纜③b、線纜③c，分配到對應的每組線纜連接的USB2.0接口；
當ESD保護電路2腳所在的數據線，有高于電源電壓的電信號時，信號通過D1將能量泄放到電源；
當ESD保護電路2腳所在的數據線，有低于參考點地電壓的電信號時，信號通過D2將能量泄放到參考點地電壓；即使ESD保護電路的4腳無電源供電；
當ESD保護電路2腳所在的數據線，有高于D1管導通壓降，+ZD擊穿導通電壓信號時，也會將能量通過參考點地泄放；這樣就使所連接的高速數據或者高頻率信號線，無論是在設備有電源或無電源的情況下，均能夠起到靜電釋放保護ESD的作用。
[0021]如圖1至4所示，上述電路構成的一種通用串行總線端口功能擴展裝置，包括:高速USB2.0集線控制器1、ESD保護電路2、，所述高速USB2.0集線控制器1的輸入端通過ESD保護電路2與電連接串行總線的一組USB2.0接口的信號線纜相連，