一体化嵌入式监控系统usb驱动单元的制作方法
【专利摘要】一体化嵌入式监控系统USB驱动单元，是由USB电源管理及数据传输的单元、电源电路、数据收发控制器、USB接口单元和ARM系统组成的，USB接口的数据端将数据信号分别经电阻偶合后连接到USB数据收发控制器的数据输入端，USB数据收发控制器和ARM信号处理芯片信息交互，完成数据解码、格式转换和存储，电源电路产生USB电路所需的5V和3.3V电压，USB电源管理及数据传输部分提供了外部USB设备所需的精准的限流电压，具有过载和过温的保护功能，保证系统正常运行。本实用新型保证了系统的数据传输的准确性，保证了系统的安全可靠性，电路设计简化合理，具有检测效果好，保护性能高，运行安全可靠等特点。
【专利说明】—体化嵌入式监控系统USB驱动单元
【技术领域】
[0001]本实用新型属于电子控制【技术领域】，具体涉及的是一体化嵌入式监控系统USB驱动单元。
【背景技术】
[0002]USB是英文Universal Serial BUS的缩写，中文含义是通用串行总线。本实用新型设计的是一体化嵌入式监控系统USB驱动单元，它能够完成实时高速准确USB的数据传输，一旦ARM中的底层USB驱动程序执行工作，此单元与ARM控制器引脚之间即可进行实时的数据交互。本实用新型在通讯、汽车电子、航天、航海、航空等领域都可以得以应用。
【发明内容】
[0003]本实用新型是一体化嵌入式监控系统USB驱动单元，它能够把USB接口电路和计算机或设备端的物理连接，提供总线的硬件收发接口，实现电气和底层的逻辑功能，完成上层协议处理、数据收发控制以及电压调节。
[0004]为了达到上述目的，本实用新型是这样实现的:一体化嵌入式监控系统USB驱动单元是由USB电源管理及数据传输的单元、电源电路、USB接口电路、数据收发控制器和ARM系统组成的，其特征是USB电源管理及数据传输的单元和USB接口电路与数据收发控制器电信号相连，数据收发控制器与ARM系统电信号相连，电源电路为USB电源管理及数据传输的单元、USB接口电路、数据收发控制器供电。
[0005]本实用新型保证了系统的数据传输的准确性，保证了系统的安全可靠性，电路设计简化合理，具有检测效果好，保护性能高，运行安全可靠等特点。
【专利附图】
【附图说明】
[0006]图1是本实用新型电源电路原理图1 ;
[0007]图2是本实用新型电源电路原理图2 ；
[0008]图3是本实用新型电源电路原理图3 ；
[0009]图4是本实用新型数据收发控制器电路原理图1 ;
[0010]图5是本实用新型数据收发控制器电路原理图2 ；
[0011]图6是本实用新型USB电源管理及数据传输的单元电路原理图；
[0012]图7是本实用新型系统原理框图。
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图具体对本实用新型作进一步的详细说明:
[0014]一体化嵌入式监控系统USB驱动单元是由USB电源管理及数据传输的单元、电源电路、USB接口电路、数据收发控制器和ARM系统组成的，USB电源管理及数据传输的单元和USB接口电路与数据收发控制器电信号相连，数据收发控制器与ARM系统电信号相连，电源电路为USB电源管理及数据传输的单元、USB接口电路、数据收发控制器供电。本实用新型的工作原理是，USB接口单元的数据端将数据信号分别连接到USB数据收发控制器的数据输入端，数据收发控制器的接口数据线通过输入/输出信号与ARM系统处理器相连，并和ARM系统信号处理芯片信息交互，完成数据解码、格式转换和存储；电源电路产生USB电路所需的5V和3.3V电压，为USB电源管理及数据传输的单元、USB接口电路、数据收发控制器供电，USB电源管理及数据传输的单元提供了外部USB设备所需的精准的限流电压。
[0015]具体实施例:
[0016]在一体化嵌入式监控系统USB驱动单元上电后，USB电源电路开始工作，USB2.0高速HUB数据收发控制器USB25141-AEZG晶振起振工作，USB电源管理芯片MAX890LESA为外部的USB设备提供精准的5V供电，外部的USB正常工作，可以正常的接收和发送数据。当系统一旦出现过载、过流、过热如温度超过135摄氏度等问题，USB电源管理芯片MAX890LESA故障信号引脚输出低电平，故障信号使能芯片不工作进行保护。
[0017]电源电路:电源电路部分主要包括电磁干扰EMI设计、电压转换12V转5V和5V转3.3V的设计。EMI设计选用了 TF101A3M军用EMI滤波器，在电源的正输入端选用了止逆二极管1N4007、在电源的负输入端和PE之间并联18V压敏电阻180KD14和18V稳压管 1.5KE18CA，组成电源的共模保护模式；C306输出滤波电容选用100uF/25V的电解电容，主要滤除电路中的低频纹波。12V转5V部分选用LD1117S50CTR型电平转换芯片U309，输入和输出部分均加滤波电容。5V转3.3V部分选用0)111753301?型电平转换芯片仍04，输入和输出部分也均加了滤波电容。
[0018]数据收发控制器:USB数据收发控制器是USB2.0高速HUB数据收发控制器U602，其型号是USB25141-AEZG型，控制器的时钟电路采用24M无源晶振起振工作，USB25141-AEZG的电源引脚3.3V电压均接有滤波电容，USB端口电源能使引脚USB1_PWR_EN外接与非门集成逻辑IC芯片MC74VHC1G00DFT2G进行取反，使其默认输出低电平，供给USB的电源管理芯片U603，电源管理芯片其型号是MAX890LESA型，它能使引脚是低电平有效，保证电源管理芯片正常工作。
[0019]USB电源管理及数据传输的单元:USB电源管理芯片MAX890LESA为USB提供可调节的精确的限流保护，防止对后续电路冲击损坏，其输入电压范围是2.7V-5.5V，输出电压范围是3V-5V，设置的限流值1.38K/R610,电路中R610选值为1.5K，保证其最大电流为
0.92A，此电路中还有过载和过温保护功能。
【权利要求】
1.一体化嵌入式监控系统USB驱动单元是由USB电源管理及数据传输的单元、电源电路、USB接口电路、数据收发控制器和ARM系统组成的，其特征是USB电源管理及数据传输的单元和USB接口电路与数据收发控制器电信号相连，数据收发控制器与ARM系统电信号相连，电源电路为USB电源管理及数据传输的单元、USB接口电路、数据收发控制器供电。
2.根据权利要求1所述的一体化嵌入式监控系统USB驱动单元，其特征在于所述的USB电源管理及数据传输的单元所用的电源管理芯片是MAX890LESA型。
3.根据权利要求1所述的一体化嵌入式监控系统USB驱动单元，其特征在于所述的电源电路电压转换使用的芯片是LD1117S50CTR型和LD1117S33CTR型。
4.根据权利要求1所述的一体化嵌入式监控系统USB驱动单元，其特征在于所述的数据收发控制器使用的芯片是USB25141-AEZG型。
【文档编号】G06F13/10GK203689510SQ201320860381
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2013年12月25日 优先权日:2013年12月25日
【发明者】吴天柱, 赵书强, 李淼, 任立明, 李丹丹, 郭东洋 申请人:哈尔滨九洲电气股份有限公司