一种自动复位USB扩展坞的方法与流程

本发明涉及电子设备，尤其涉及一种自动复位usb扩展坞的方法。

背景技术：

1、电子终端受限于结构尺寸和硬件成本，一般不会预留过多的通讯接口，所以为了提高外设的兼容能力，需要多功能扩展坞实现将单一的usb接口扩展成rj45网口，rs232串口，usb type a接口，usb type c接口，hdmi接口等通讯接口，但是扩展坞经常带电连接断开的情况下，usb通讯的连通和断开都不满足usb通讯规范要求，容易发生通讯异常状态，此时就会发生扩展坞接入电子终端后不会响应usb通讯需求，连接在扩展坞上的所有外设都无法正常使用的问题。目前市面主要采用如下解决方案：

2、手动按键重启方案，这个方案在系统复杂成都上最简单，在出现usb通讯异常时候，需要人工手动按压扩展坞的复位按键，让扩展坞进行复位初始化，恢复到正常状态。但是这个方案需要人工查看确认扩展坞的状态，无法做到实时监测，容易发生有急切通讯需求时候，扩展坞已经异常死机，无法正常使用。

3、单片机通讯重启方案，这个方案实时性和复位成功率最佳，在扩展坞出现通讯异常时候，由单片机对扩展坞进行复位初始化，让扩展坞恢复正常状态。但是这个方案要求扩展坞内部需要集成mcu单片机系统，整个系统复杂性增加且显著升高扩展坞成本。

4、为此，本发明提供一种自动复位usb扩展坞的方法，在usb扩展坞每次接入电子终端的瞬间自动进行扩展坞复位初始化，避免扩展坞因为usb通讯异常而无法使用的问题。同时也简化了扩展坞设备系统要求，不需要搭载mcu单片机等智能系统，也不需要人工确认扩展坞的状态和手动复位，即可实现usb扩展坞的自动复位。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提出一种自动复位usb扩展坞的方法，实现了扩展坞和电子终端每次重新连接时候的自动复位初始化，保证了扩展坞的正常工作状态。

2、为了实现上述的技术目的，本发明所采用的技术方案为：

3、一种自动复位usb扩展坞的方法，通过自动复位控制电路，在usb扩展坞每次接入电子终端，自动控制扩展坞复位初始化；

4、所述自动复位控制电路包括：

5、电压波动采集电路，用于采集扩展坞接入电子终端瞬间usb接口电压的波动；

6、电压波动幅值比较电路，用于监测usb接口电压波动范围，在波动幅值超过设定的门限后输出比较结果；

7、输出控制电路，用于根据电压波动幅值比较电路输出的结果，转换成对应的输出，来控制扩展坞的复位初始化动作。

8、作为一种可能的实施方式，进一步，所述电压波动采集电路的输入端连接usb接口电路，所述电压波动采集电路的输出端连接电压波动幅值比较电路的输入端，所述电压波动幅值比较电路的输出端连接输出控制电路的输入端，所述输出控制电路的输出端连接usb拓展坞的复位电路。

9、作为一种可能的实施方式，进一步，所述电压波动采集电路包括二极管d30、电阻r122、电阻120、电阻r121，所述电阻r120一端连接二极管d30的负极，所述电阻r120的另一端连接电压波动幅值比较电路，所述二极管d30与电阻r120之间的公共端连接usb接口电路，所述二极管d30的正极连接电阻r122，所述电阻r122另一端连接电压波动幅值比较电路，所述电阻r122与电压波动幅值比较电路相连的一端分别连接电容c108与电容c110，所述电容c108与电容c110的另一端均接地，所述电阻r120与电压波动幅值比较电路相连的一端分别连接电阻r121与电容c111，所述电阻r121与电容c111的另一端均接地。

10、作为一种可能的实施方式，进一步，所述电压波动幅值比较电路包括运算放大器、电阻r137以及电容c119、电容c112、电容c106，所述电阻r137的一端连接电阻r122，电阻r137的另一端连接运算放大器的同相输入端3，所述运算放大器的反相输入端2连接电阻r120，所述运算放大器的正电源引脚连接usb接口电路，所述运算放大器的负电源引脚接地，所述运算放大器的正电源引脚还分别连接电容c119、电容c112、电容c106，所述电容c119、电容c112、电容c106的另一端均接地，所述运算放大器的输出端1连接输出控制电路。

11、作为一种可能的实施方式，进一步，所述输出控制电路包括电阻r124、电阻r125、电阻r126、电阻r127、电阻r128、三极管q6、电容c109、电容c113与电容c121，所述电阻r125的一端连接运算放大器的输出端1，所述电阻r125的另一端连接三极管q6的基极，所述三极管q6的发射极接地，所述电阻r126的一端连接usb接口电路，电阻r126的另一端连接三极管q6的集电极，所述电阻r126与三极管q6集电极之间的公共端分别连接电阻r127、电阻128、电容c109、电容c113，所述电阻r127、电容c109、电容c113的另一端均接地，所述电阻128的另一端连接usb拓展坞的复位电路，所述电阻128与usb拓展坞复位电路相连的一端还连接有电容c121，所述电容c121的另一端接地。

12、采用上述的技术方案，本发明与现有技术相比，其具有的有益效果为：

13、1)与手动按键重启方案对比，本发明无需人工查看确认扩展坞的状态，并且在通讯异常时无需人工手动按压扩展坞的复位按键来完成复位初始化，实现了扩展坞和电子终端每次重新连接时候的自动复位初始化，保证了扩展坞的正常工作状态。

14、2)与单片机通讯重启方案对比，本发明无需扩展坞集成mcu单片机系统，通过电路设计自动实现了扩展坞和电子终端每次重新连接时候的自动复位初始化，显著降低了扩展坞系统的复杂性和成本，无需进行扩展坞单片机程序的开发，对扩展坞设计要求和稳定性都带来了提升。

技术特征：

1.一种自动复位usb扩展坞的方法，其特征在于，通过自动复位控制电路，在usb扩展坞每次接入电子终端，自动控制扩展坞复位初始化；

2.根据权利要求1所述的一种自动复位usb扩展坞的方法，其特征在于，所述电压波动采集电路的输入端连接usb接口电路，所述电压波动采集电路的输出端连接电压波动幅值比较电路的输入端，所述电压波动幅值比较电路的输出端连接输出控制电路的输入端，所述输出控制电路的输出端连接usb拓展坞的复位电路。

3.根据权利要求2所述的一种自动复位usb扩展坞的方法，其特征在于，所述电压波动采集电路包括二极管d30、电阻r122、电阻120、电阻r121，所述电阻r120一端连接二极管d30的负极，所述电阻r120的另一端连接电压波动幅值比较电路，所述二极管d30与电阻r120之间的公共端连接usb接口电路，所述二极管d30的正极连接电阻r122，所述电阻r122另一端连接电压波动幅值比较电路，所述电阻r122与电压波动幅值比较电路相连的一端分别连接电容c108与电容c110，所述电容c108与电容c110的另一端均接地，所述电阻r120与电压波动幅值比较电路相连的一端分别连接电阻r121与电容c111，所述电阻r121与电容c111的另一端均接地。

4.根据权利要求3所述的一种自动复位usb扩展坞的方法，其特征在于，所述电压波动幅值比较电路包括运算放大器、电阻r137以及电容c119、电容c112、电容c106，所述电阻r137的一端连接电阻r122，电阻r137的另一端连接运算放大器的同相输入端3，所述运算放大器的反相输入端2连接电阻r120，所述运算放大器的正电源引脚连接usb接口电路，所述运算放大器的负电源引脚接地，所述运算放大器的正电源引脚还分别连接电容c119、电容c112、电容c106，所述电容c119、电容c112、电容c106的另一端均接地，所述运算放大器的输出端1连接输出控制电路。

5.根据权利要求4所述的一种自动复位usb扩展坞的方法，其特征在于，所述输出控制电路包括电阻r124、电阻r125、电阻r126、电阻r127、电阻r128、三极管q6、电容c109、电容c113与电容c121，所述电阻r125的一端连接运算放大器的输出端1，所述电阻r125的另一端连接三极管q6的基极，所述三极管q6的发射极接地，所述电阻r126的一端连接usb接口电路，电阻r126的另一端连接三极管q6的集电极，所述电阻r126与三极管q6集电极之间的公共端分别连接电阻r127、电阻128、电容c109、电容c113，所述电阻r127、电容c109、电容c113的另一端均接地，所述电阻128的另一端连接usb拓展坞的复位电路，所述电阻128与usb拓展坞复位电路相连的一端还连接有电容c121，所述电容c121的另一端接地。

技术总结
本发明公开了一种自动复位USB扩展坞的方法，通过自动复位控制电路，在USB扩展坞每次接入电子终端，自动控制扩展坞复位初始化；所述自动复位控制电路包括：电压波动采集电路，用于采集扩展坞接入电子终端瞬间USB接口电压的波动；电压波动幅值比较电路，用于监测USB接口电压波动范围，在波动幅值超过设定的门限后输出比较结果；输出控制电路，用于根据电压波动幅值比较电路输出的结果，转换成对应的输出，来控制扩展坞的复位初始化动作。本发明能够实现USB扩展坞每次接入电子终端的瞬间自动进行扩展坞复位初始化，避免扩展坞因为USB通讯异常而无法使用的问题。

技术研发人员：丁松,黄汀生
受保护的技术使用者：福建新大陆支付技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/11