CN107423182A - 一种模拟usb热拔插装置 - Google Patents

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谢小峰
杨程
刘理学
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Guangzhou Zhicui Electronic Technology Co., Ltd.
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Abstract

本发明公开了一种模拟USB热拔插装置，包括：MCU，用于根据上位机预输入的控制参数控制模拟开关的开闭转换；模拟开关，用于对在被测设备与PC端之间的每一支路连接串入独立的电开关；模拟热拔插PC端和模拟热拔插设备端，用于提供PC端的USB连接和被测设备的USB连接；模拟串接于模拟热拔插PC端和模拟热拔插设备端之间。其优点在于，通过上位机对MCU输入控制参数，完全不用人工干预被测设备与PC端之间的物理拔插。对每一支路连接都设置独立的电开关可以选择性关断/接通，有效在发现连接出错的时候排查出错位置。

Description

一种模拟USB热拔插装置
技术领域
本发明涉及一种模拟测试装置，尤其涉及一种模拟USB设备与PC之间的USB热拔插装置。
背景技术
通用串行总线（Universal Serial Bus，缩写：USB）是连接计算机系统与外部设备的一种串口总线标准，也是一种输入输出接口的技术规范，被广泛地应用于个人电脑和移动设备等信息通讯产品。USB接口支持即插即用和热插拔功能。USB接口可连接127种外设，如鼠标和键盘等。现如今使用USB通讯的设备越来越多，由于系统本身自带USBHUD驱动，所以如果设备是采用USBHID协议通讯的可免装驱动。除USBHID协议之外其他协议的USB设备需自行加装驱动，设备方可正常工作。USB设备在接入PC机时，首先是进入USB枚举阶段，枚举成功才能与主机正常通讯。USB接口定义为VBus、D-、D+、GND，当设备接入PC机时，PC机检测到D+信号线上有上拉信号，枚举开始，然后进行一系列的数据交换直至枚举结束。枚举成功则设备正常通讯，反之则会出现异常。由于USB在偶尔拔插时候会出现无法加载驱动或死机现象，而模拟测试热拔插这个动作全靠人为完成，且效率低。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明目的在于提供一种模拟USB热拔插装置。
本发明所述的一种模拟USB热拔插装置，其特征在于，包括：
MCU，用于根据上位机预输入的控制参数控制模拟开关的开闭转换；
模拟开关，用于对在被测设备与PC端之间的每一支路连接串入独立的电开关；
模拟热拔插PC端和模拟热拔插设备端，用于提供PC端的USB连接和被测设备的USB连接；模拟串接于模拟热拔插PC端和模拟热拔插设备端之间。
本发明所述的一种模拟USB热拔插装置，其优点在于，通过上位机对MCU输入控制参数，完全不用人工干预被测设备与PC端之间的物理拔插。对每一支路连接都设置独立的电开关可以选择性关断/接通，有效在发现连接出错的时候排查出错位置。
还设有通讯模块，用于提供MCU与上位机的RS232连接。
所述的MCU采用型号为LPC1756的芯片；所述的模拟开关采用四路单刀单掷的MAX4751芯片，每一路分别串接被测设备与PC端的Vbus、D-、D+、GND连接支路；所述的通讯模块采用MAX3232E芯片。
附图说明
图1是本发明所述装置的结构示意图。
具体实施方式
根据图1所示，本发明所述的一种模拟USB热拔插装置包括了MCU，用于根据上位机预输入的控制参数控制模拟开关的开闭转换；模拟开关，用于对在被测设备与PC端之间的每一支路连接串入独立的电开关；通讯模块，用于提供MCU与上位机的RS232连接，MCU也可以直接通过USB与上位机通讯；模拟热拔插PC端和模拟热拔插设备端，用于提供PC端的USB连接和被测设备的USB连接；模拟串接于模拟热拔插PC端和模拟热拔插设备端之间。
MCU选择NXP公司生产的LPC1756， LPC1756为 ARM Cortex-M3内核，用于处理要求高度集成和低功耗的嵌入式应用。该微控制器的操作频率可达100MHz，还包含一个支持随机跳转的内部预取指单元。其四个I/O接口分别控制模拟开关的四个单刀单掷开关。
通讯模块采用MAX3232E芯片即可实现MCU与上位机的RS232通讯或者直接通过USB连接通讯。
模拟开关选择MAX4751，为低导通电阻、低电压、四路单刀单掷（SPST）的模拟开关，工作电压范围为+1.6V至+3.6V。具有较高的开关速度（tON = 30ns， tOFF = 25ns），可处理满摆幅模拟信号，静态功耗低于1μW。通过控制该芯片的IN1-IN4端，使对应的NO端与COM端连接与断开。其中NO1-NO4分别连接模拟热拔插PC端（公端）的Vbus、D-、D+、GND；COM1-COM4分别连接模拟热拔插设备端（母端）的Vbus、D-、D+、GND。
对于本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种模拟USB热拔插装置，其特征在于，包括：
MCU，用于根据上位机预输入的控制参数控制模拟开关的开闭转换；
模拟开关，用于对在被测设备与PC端之间的每一支路连接串入独立的电开关；
模拟热拔插PC端和模拟热拔插设备端，用于提供PC端的USB连接和被测设备的USB连接；模拟串接于模拟热拔插PC端和模拟热拔插设备端之间。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还设有通讯模块，用于提供MCU与上位机的RS232连接。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的MCU采用型号为LPC1756的芯片。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的模拟开关采用四路单刀单掷的MAX4751芯片，每一路分别串接被测设备与PC端的Vbus、D-、D+、GND连接支路。
5.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述的通讯模块采用MAX3232E芯片。
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