用于静电损坏的USB自恢复电路的制作方法

本实用新型涉及电子设备技术领域，尤其涉及一种用于静电损坏的usb自恢复电路。

背景技术：

触摸一体机是一种常见的教学、会议平台。在日常使用中常需要连接u盘等外置usb设备；在使用中，此类接口均暴露在空气中，由于使用环境多样性，在插拔多次以及触碰中均会出现静电等情况，有时会出现u盘无法正常使用，需重新启动一体机、或者重新启动usb相关的电路才能恢复使用，从而导致了使用操作造成了不便。

现有技术中对usb接口的防护主要在靠近usb端口的位置上增加防护器件(如esd)以减少外部环境(如静电)对内部电路的影响，但是不能完全解决usb无法正常工作的问题；另外一种方法是采用软件方式对静电损坏的usb进行恢复，主要通过对usb中的主控制芯片进行异常检测，并在检测到异常时通过gpio给相应的usb_hub芯片进行复位控制以达到usb恢复正常，但是在主控制芯片上需要使用多个usb_hubic，当主控芯片上的gpio口不充足时，此方法便不适用。

因此，现有技术还有待改进。

技术实现要素：

为了解决现有技术的不足，本实用新型提供了一种用于静电损坏的usb自恢复电路，该电路有低成本、高性能、切换速度快的特点。

本实用新型提供了一种用于静电损坏的usb自恢复电路，该电路包括usb电路、三态缓冲器、与门元器件、rc并联电路、rc串联电路以及二极管d1，其中，所述三态缓冲器的输入端与所述usb电路的检测脚连接，控制端与所述与门元器件的输出端连接，输出端与所述usb电路的复位脚连接；所述与门元器件的第一输入端与所述二极管d1的负极连接，所述二极管的正极与所述usb电路的检测脚连接，所述与门元器件的第二输入端与所述usb电路的复位脚连接；所述rc串联电路包括电阻r1和电容c1，所述电阻r1的一端接入第一供电电压，另一端接入所述usb电路的复位脚并经所述电容c1接地；所述rc并联电路的一端分别与所述二极管的负极、所述与门元器件的第一输入端连接，另一端接地，用于供所述usb电路复位；其中，当所述usb电路中的usb异常时，所述usb电路的检测脚输出为低电平，所述rc并联电路释放储能，使得所述与门元器件继续输出为高电平，从而使得所述三态缓冲器输出为高电平，直至所述rc并联电路储能耗尽，所述与门元器件继续输出为低电平，所述三态缓冲器停止工作，所述usb电路的复位脚由于所述电阻r1上拉电阻的作用，使得所述usb电路重新启动，所述usb恢复正常。

优选地，所述的用于静电损坏的usb自恢复电路中，所述usb电路的检测脚经电阻r3接地。

优选地，所述的用于静电损坏的usb自恢复电路中，所述usb电路还包括发光二极管led，所述发光二极管led的正极与所述usb电路的检测脚连接，负极接地。

优选地，所述的用于静电损坏的usb自恢复电路中，所述usb电路还包括电阻r2，所述电阻r2的一端与所述usb电路的检测脚连接，另一端与所述发光二极管led的正极连接。

优选地，所述的用于静电损坏的usb自恢复电路中，所述rc并联电路包括电阻r4和电容c2，所述电阻r4的一端分别与所述电容c2的一端及所述二极管d1的负极连接，所述电阻r4的另一端与所述电容c2的另一端连接并接地。

优选地，所述的用于静电损坏的usb自恢复电路中，所述usb电路包括usb_hub芯片、供电电路以及振荡电路；所述供电电路用于对所述usb_hub芯片进行供电，所述振荡电路用于对所述usb_hub芯片提供稳定和精确的单频振荡。

优选地，所述的用于静电损坏的usb自恢复电路中，所述usb_hub芯片包括4路usb下行口和1路usb上行口。

优选地，所述的用于静电损坏的usb自恢复电路中，所述usb_hub芯片的型号为usx2064。

优选地，所述的用于静电损坏的usb自恢复电路中，所述三态缓冲器为单路低功耗三态输出门芯片，型号为sn74aup1g126。

优选地，所述的用于静电损坏的usb自恢复电路中，所述与门元器件为单路2输入门芯片，型号为sn74lvc1g08。

与现有技术相比，本实用新型的所述的用于静电损坏的usb自恢复电路通过逻辑芯片三态缓冲器和与门元器件以及积分电路rc的串联和并联电路的结合，对usb进行硬件复位，快速的恢复usb的功能，同软件的恢复的方式相比，本实用新型对usb恢复的速度更快，而且电路结构简单、成本低、切换速度快，使用更加便捷。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的用于静电损坏的usb自恢复电路的结构原理图；

图2为本实用新型实施例提供的用于静电损坏的usb自恢复电路的结构图；

图3为本实用新型实施例提供的用于静电损坏的usb自恢复电路中usb电路的电路图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

请参阅图1，图1为本实用新型的用于静电损坏的usb自恢复电路的结构原理图。如图1所示，该电路包括usb电路u3、三态缓冲器u1、与门元器件u2、rc并联电路11、rc串联电路22以及二极管d1，其中，所述三态缓冲器u1的输入端d与所述usb电路u3的检测脚连接并接地，控制端与所述与门元器件u2的输出端cc连接，输出端f与所述usb电路u3的复位脚连接；所述与门元器件u2的第一输入端a与所述二极管d1的负极连接，所述二极管的正极与所述usb电路u3的检测脚连接，所述与门元器件u2的第二输入端b与所述usb电路u3的复位脚连接；所述rc串联电路22包括电阻r1和电容c1，所述电阻r1的一端接入第一供电电压vcc1，另一端接入所述usb电路u3的复位脚并经所述电容c1接地；所述rc并联电路11的一端分别与所述二极管的负极、所述与门元器件u2的第一输入端a连接，另一端接地，用于供所述usb电路u3复位。

其中，当所述usb电路u3中的usb异常时，所述usb电路u3的检测脚输出为低电平，所述rc并联电路11释放储能，使得所述与门元器件u2继续输出为高电平，从而使得所述三态缓冲器u1输出为高电平，直至所述rc并联电路11储能耗尽，所述与门元器件u2继续输出为低电平，所述三态缓冲器u1停止工作，所述usb电路u3的复位脚由于所述电阻r1上拉电阻的作用，使得所述usb电路u3重新启动，所述usb恢复正常。

具体的，所述的用于静电损坏的usb自恢复电路由逻辑芯片所述三态缓冲器u1以及所述与门元器件u2控制以对所述usb电路u3中的usb进行复位。所述usb电路u3运行正常时，所述二极管d1导通，所述三态缓冲器u1的输入端d、所述usb电路u3输出端、所述与门元器件u2输出端的电平均相同，即均为为高电平。当所述usb电路u3工作异常时，所述usb电路u3输出端处的电平由高电平变为低电平，同时由于rc并联电路11中的电容以及rc串联电路22中的电容c2具有储能作用而进行放电，此时二极管截至，所述与门元器件u2的第一输入端a以及第二输入端b处仍为高电平，从而使得所述与门元器件u2的输出端c为高电平，所述三态缓冲器u1的控制端e为高电平，使得所述三态缓冲器u1仍正常工作，直至rc并联电路11中的电容以及rc串联电路22中的电容c2的电量耗尽，所述与门元器件u2的第一输入端a以及第二输入端b处的电平变为低电平，使得所述三态缓冲器u1的控制端e处为低电平，所述三态缓冲器u1停止工作，所述usb电路u3的复位脚由于电阻r1的上拉作用，使得所述usb电路u3重新启动，所述usb恢复正常。

其中，所述usb电路u3的检测脚经电阻r3接地。所述电阻r3为下拉电阻，用于将电路节点的电平向低方向拉，使得所述usb电路u3在配置前所述usb电路u3的输出端处的电平为低电平。

具体的，所述usb电路u3还包括发光二极管led、电阻r2，所述电阻r2的一端与所述usb电路u3的检测脚连接，另一端与所述发光二极管led的正极连接，所述发光二极管led的负极接地。当所述usb电路u3输出端输出的为高电平时，及所述usb电路u3工作正常，所述发光二极管led变亮；当所述usb电路u3输出端输出的为低电平时，及所述usb电路u3工作异常或不工作，所述发光二极管led变暗。所述发光二极管起到指示灯的作用。

在具体的实施过程中，所述rc并联电路11包括电阻r4和电容c2，所述电阻r4的一端分别与所述电容c2的一端及所述二极管d1的负极连接，所述电阻r4的另一端与所述电容c2的另一端连接并接地。

在具体的实施过程中，如图3所示，所述usb电路u3包括usb_hub芯片、供电电路以及振荡电路；所述供电电路用于对所述usb_hub芯片进行供电，所述振荡电路用于对所述usb_hub芯片提供稳定和精确的单频振荡。

具体的，所述usb_hub芯片包括4路usb下行口和1路usb上行口，所述usb_hub芯片的型号为usx2064。所述供电电路中包括第四供电电压vcc4、电容c3、电容c4、电容c6、电容c7、电容c9、电容c10、电容c11、电容c12、电容c13、电容c14、电容c15、电容c16、电容c17、电容c18以及阻r5，其中，电容c3、电容c4并联后的电路的一端均分别与第四供电电压vcc4以及usb_hub芯片的引脚vbus-det连接，另一端接地；电阻r5为下拉电阻；电容c6、电容c7并联后的电路的一端与usb_hub芯片的引脚pllfilt连接，另一端接地；电容c9的一端分别与usb_hub芯片的引脚crfilt、vss连接，另一端接地；电容c10一端分别与usb_hub芯片的引脚crfilt、vss连接，另一端接地，usb_hub芯片的引脚vss接地；电容c11、电容c12、电容c13、电容c14、电容c15并联后的电路的一端分别与usb_hub芯片的四个相同的引脚vdda33连接，另一端接地；电容c16、电容c17、电容c18并联后的电路的一端分别与usb_hub芯片的引脚vdd33(io)、vdd33(reg)连接，另一端接地；第四供电电压vcc4为+3.3v。

具体的，所述振荡电路包括电容c5、电容c8、电阻r6以及晶振y1，usb_hub芯片的引脚xtal1经电容c5接地，引脚xtal2经电容c8接地，电阻r6的两端、晶振y1的两端均分别与引脚xtal1、引脚xtal2连接。

更具体的，usb_hub芯片的引脚sda经电阻r10接地，引脚cfg-sel0经电阻r9接地、引脚cfg-sel1经电阻r8接地，引脚rbias经电阻r7接地。

在具体实施过程中，如图2所示，所述三态缓冲器u1为单路低功耗三态输出门芯片，型号为sn74aup1g126，所述与门元器件u2为单路2输入门芯片，型号为sn74lvc1g08。单路低功耗三态输出门芯片、单路2输入门芯片均接地并分别接有第二供电电压vcc2、第三供电电压vcc3，其中第二供电电压vcc2、第三供电电压vcc3均为+3.3v。

本实用新型的所述用于静电损坏的usb自恢复电路通用usb自恢复电路在检测到usb工作异常时，通过硬件方式给usb重新进行复位，可以快速的恢复usb新能，同时避免软件资源的浪费，比软件复位的方式反应更快。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。