CN107797952B - 康复系统的usb电路以及康复系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种康复系统的USB电路以及康复系统。所述康复系统的USB电路包括一USB HUB模块、至少两个USB功能模块；USB HUB模块分别与至少两个USB功能模块连接，USB HUB模块还用于连接外部PC的USB接口；至少两个USB功能模块分别与USB HUB模块连接后，经过USB HUB芯片进行通信线路的集合，再将相关数据通过USB HUB模块的USB接口上传至PC进行处理。本发明能够减少USB连接线材，同时减少对外部PC的USB接口占用数量。

Description

康复系统的USB电路以及康复系统
技术领域
本发明涉及电子电路领域，特别是涉及康复系统的USB电路以及康复系统。
背景技术
康复系统一般与PC连接使用，通过产生一定强度的脉冲电流来刺激一组或多组肌肉，诱发肌肉收缩或模拟正常的自主运动，以达到改善或恢复被刺激肌肉或肌群功能的目的。
然而，现有康复系统的USB电路包括若干个独立的接口电路，例如USB转RS232功能电路、USB转RS485功能电路以及其他USB主机接口电路，其中，USB转RS232功能电路通信通过USB线与PC机的USB接口1连接，USB转RS485功能电路通过USB线与PC机的USB接口2连接，其他USB接口通过USB线与PC机的USB接口3连接。每个功能电路都独立的通过USB接口与PC机相连，因此占用大量外部PC机的USB接口。
发明内容
基于此，本发明提供一种康复系统的USB电路以及康复系统，能够减少USB连接线材，同时减少对外部PC的USB接口占用数量。
本发明一方面提供一种康复系统的USB电路，包括一个USB HUB模块、至少两个USB功能模块；所述USB HUB模块分别与所述至少两个USB功能模块连接，所述USB HUB模块还用于连接外部PC的USB接口；
所述至少两个USB功能模块分别与USB HUB模块连接后，经过USB HUB芯片进行通信线路的集合，再将相关数据通过USB HUB模块的USB接口上传至PC进行处理；或者，PC将相关的控制信号通过USB HUB模块输入，USB HUB模块再将所述控制信号发送给对应的USB功能模块；
其中，所述至少两个USB功能模块包括：USB转RS232模块、USB转RS485模块以及预留USB主机接口模块；
其中，所述USB HUB模块包括：USB HUB芯片U20、接口P24、电容C76、C77、C78、C82、C83、C84、C85、C86、C80，电阻R73、R82、R77、R79、R80、R105，发光二极管D20，电感L40，以及晶振Y2；
USB HUB芯片U20的三个AVDD脚分别通过电容C76、电容C77、电容C82连接GND，USBHUB芯片U20的DVDD脚通过电容C85连接GND，USBHUB芯片U20的V33脚通过电感L40连接3.3VGL端，USB HUB芯片U20的DVDD脚还分别连接电容C86一端、3.3VGL端、电阻R77一端、电阻R79一端，电容C86另一端连接GND，电阻R77另一端连接USB HUB芯片U20的PGANG脚，电阻R79另一端连接发光二极管D20正极，发光二极管D20负极连接USB HUB芯片U20的PGANG脚；USB HUB芯片U20的V5脚连接第一USB 5V端、电容C80一端、电阻R80一端，电容C80另一端连接GND，电阻R80另一端分别连接电阻R105一端、USB HUB芯片U20的PSELF脚，电阻R105另一端连接GND；USB HUB芯片U20的X1脚连接晶振Y2一端、电容C78一端，USB HUB芯片U20的X2脚连接晶振Y2另一端、电容C83一端，电容C78另一端、电容C83另一端均连接GND，USB HUB芯片U20的RREF脚通过电阻R73连接GND，USB HUB芯片U20的RST脚连接电容C84一端、电阻R82一端，电阻R82另一端连接第一USB5V端，电容C84另一端连接GND；USB HUB芯片U20的DM0脚、DP0脚分别连接接口P24的管脚2、管脚3，USB HUB芯片U20的DM1脚、DP1脚分别连接USB转RS232模块的DM232信号端、DP232信号端；USB HUB芯片U20的DM2脚、DP2脚分别连接USB转RS485模块的DM485信号端、DP485信号端；USB HUB芯片U20的DM3脚、DP3脚、DM4脚、DP4脚均连接预留USB主机接口模块。
本发明还提供一种康复系统，包括上述所述的USB电路。
上述技术方案，包括一个USB HUB模块、至少两个USB功能模块；所述USB HUB模块分别与所述至少两个USB功能模块连接，所述USB HUB模块还用于连接外部PC的USB接口；所述至少两个USB功能模块分别与USB HUB模块连接后，经过USB HUB芯片进行通信线路的集合，再将相关数据通过USBHUB模块的USB接口上传至PC进行处理；或者，PC将相关的控制信号通过USB HUB模块输入，USB HUB模块再将所述控制信号发送给对应的USB功能模块。经过USB HUB模块进行至少两个USB功能模块的通信线路的集合，减少USB连接线材，同时减少对外部PC的USB接口占用数量。
附图说明
图1为一实施例的康复系统的USB电路的示意性结构图；
图2为一实施例的USB HUB模块的示意性结构图；
图3为一实施例的USB转RS232模块的示意性结构图；
图4为一实施例的USB转RS485模块的示意性结构图；
图5为一实施例的预留USB主机接口模块的示意性结构图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，本发明提供的一种康复系统的USB电路包括：包括一个USBHUB模块、至少两个USB功能模块；所述USB HUB模块分别与所述至少两个USB功能模块连接，所述USBHUB模块还用于连接外部PC的USB接口；可选地，所述至少两个USB功能模块包括：USB转RS232模块、USB转RS485模块以及预留USB主机接口模块。
所述至少两个USB功能模块分别与USB HUB模块连接后，经过USB HUB芯片进行通信线路的集合，再将相关数据通过USB HUB模块的USB接口上传至PC进行处理；或者，PC将相关的控制信号通过USB HUB模块输入，USB HUB模块再将所述控制信号发送给对应的USB功能模块。
上述实施例的康复系统的USB电路，通过USB HUB模块进行至少两个USB功能模块的通信线路的集合，减少USB连接线材，同时减少对外部PC的USB接口占用数量，此外，由于采用直接PCB布线的工艺直接连接USB HUB模块和至少两个USB功能模块，避免接口间因为接触不良导致功能电路通信失败。
在一可选实施例中，参考图2所示，其中，所述USB HUB模块包括：USBHUB芯片U20、接口P24、电容C76、C77、C78、C82、C83、C84、C85、C86、C80，电阻R73、R82、R77、R79、R80、R105，发光二极管D20，电感L40，以及晶振Y2；其中，接口P24为USB HUB芯片U20与外部PC的USB接口相连接的接口。
USB HUB芯片U20的三个AVDD脚分别通过电容C76、电容C77、电容C82连接GND，USBHUB芯片U20的DVDD脚通过电容C85连接GND，USBHUB芯片U20的V33脚通过电感L40连接3.3VGL端，USB HUB芯片U20的DVDD脚还分别连接电容C86一端、3.3VGL端、电阻R77一端、电阻R79一端，电容C86另一端连接GND，电阻R77另一端连接USB HUB芯片U20的PGANG脚，电阻R79另一端连接发光二极管D20正极，发光二极管D20负极连接USB HUB芯片U20的PGANG脚；USB HUB芯片U20的V5脚连接第一USB 5V端、电容C80一端、电阻R80一端，电容C80另一端连接GND，电阻R80另一端分别连接电阻R105一端、USB HUB芯片U20的PSELF脚，电阻R105另一端连接GND；USB HUB芯片U20的X1脚连接晶振Y2一端、电容C78一端，USB HUB芯片U20的X2脚连接晶振Y2另一端、电容C83一端，电容C78另一端、电容C83另一端均连接GND，USB HUB芯片U20的RREF脚通过电阻R73连接GND，USB HUB芯片U20的RST脚连接电容C84一端、电阻R82一端，电阻R82另一端连接第一USB5V端，电容C84另一端连接GND；USB HUB芯片U20的DM0脚、DP0脚分别连接接口P24的管脚2、管脚3，USB HUB芯片U20的DM1脚、DP1脚分别连接USB转RS232模块的DM232信号端、DP232信号端；USB HUB芯片U20的DM2脚、DP2脚分别连接USB转RS485模块的DM485信号端、DP485信号端；USB HUB芯片U20的DM3脚、DP3脚、DM4脚、DP4脚均连接预留USB主机接口模块。
可选地，所述USB HUB模块还包括：电阻R87、R86。其中，上述第一USB5V端还依次通过电阻R87、电阻R86连接GND。
在另一实施例中，继续参考图2所示，所述USB HUB模块还包括：第一匹配电路，第二匹配电路，电阻R65、R67，电感L36，电容C65、C66、二极管D22、D23；
接口P24的管脚1连接电感L36一端，电感L36另一端分别连接电容C65一端、电容C66一端、第一USB5V端，电容C65另一端、电容C66另一端均连接GND；接口P24的管脚2通过第一匹配电路连接USB HUB芯片U20的DM0脚，接口P24的管脚3通过第二匹配电路连接USB HUB芯片U20的DP0脚；接口P24的管脚2还连接二极管D22负极，二极管D22正极连接二极管D23正极，二极管D23负极连接接口P24的管脚3，二极管D22正极还连接GND，接口P24的管脚4连接GND，接口P24的管脚5、管脚6均连接EGND。GND是电路板的地线，EGND是大地.
可选地，上述第一匹配电路包括电阻R65，上述第二匹配电路包括电阻R67。即接口P24的管脚2通过电阻R65连接USB HUB芯片U20的DM0脚，接口P24的管脚3通过电阻R67连接USB HUB芯片U20的DP0脚。
在一可选实施例中，参考图3所示，所述USB转RS232模块包括：USB转RS232芯片U24，电容C101、C102、C105、C106、C107、C108，电阻R94，电感L48，晶振Y3；
USB转RS232芯片U24的TXD脚、RXD脚分别连接TX1信号端、RX1信号端，USB转RS232芯片U24的OSC1脚、OSC2脚分别连接晶振Y3一端、晶振Y3另一端，晶振Y3一端、晶振Y3另一端分别通过电容C102、电容C101连接GND；USB转RS232芯片U24的PLL_TEST脚连接GND；USB转RS232芯片U24的VDD_5脚连接电容C105一端、电感L48一端，电容C105另一端连接GND，电感L48另一端连接第二USB5V端；USB转RS232芯片U24的RESET_N脚通过电阻R94连接3.3VPL端；USB转RS232芯片U24的VO_33脚连接3.3VPL端；该3.3VPL端还分别通过电容C106、电容C107、电容C108连接GND端；USB转RS232芯片U24的DM脚、DP脚分别连接所述USB转RS232模块的DM232信号端、DP232信号端。
可选地，所述USB转RS232模块还包括电感L43。上述第二USB5V端通过电感L43连接5V电源端。
进一步地，在一实施例中，所述USB HUB模块还可包括：第三匹配电路和第四匹配电路。USB HUB芯片U20的DM1脚、DP1脚分别通过第三匹配电路、第四匹配电路连接USB转RS232模块的DM232信号端、DP232信号端。
可选地，上述第三匹配电路包括电阻R66，上述第四匹配电路包括电阻R68。即USBHUB芯片U20的DM1脚、DP1脚分别通过电阻R66、电阻R68连接USB转RS232模块的DM232信号端、DP232信号端。
在一可选实施例中，参考图4所示，所述USB转RS485模块包括：USB转RS485芯片U19，电容C62、C63、C70、C71、C72、C73，发光二极管D18、D19，晶振Y1，电感L38；
USB转RS485芯片U19的VDD_325脚连接3.3VFT端，USB转RS485芯片U19的TXD脚、RXD脚分别连接USBTX端、USBRX1端；USB转RS485芯片U19的OSC1脚、OSC2脚分别连接晶振Y1一端、晶振Y1另一端，晶振Y1一端、晶振Y1另一端分别通过电容C63、电容C62连接GND；USB转RS485芯片U19的PLL_TEST脚连接GND，USB转RS485芯片U19的GND脚通过电容C70连接电感L38一端，USB转RS485芯片U19的VDD_5脚连接电感L38一端，电感L38另一端连接第三USB5V端；USB转RS485芯片U19的RESET_N脚通过电阻R69连接3.3VFT端；USB转RS485芯片U19的VO_33脚连接3.3VFT端；所述3.3VFT端还分别通过电容C71、电容C72、电容C73连接GND端；USB转RS485芯片U19的DM脚、DP脚分别连接所述USB转RS485模块的DM485信号端、DP485信号端；USB转RS485芯片U19的CBUS0脚、CBUS1脚分别连接TX1LED端、RX1LED端。其中，第三USB5V端还通过发光二极管D18连接TX1LED端，第三USB5V端还通过发光二极管D19连接RX1LED端。
可选地，所述USB转RS485模块还包括：电阻R61和电阻R62。第三USB5V端还依次通过电阻R61、发光二极管D18连接TX1LED端，第三USB5V端还通过电阻R62、发光二极管D19连接RX1LED端。
进一步地，在一实施例中，所述USB HUB模块还包括：第五匹配电路和第六匹配电路；USB HUB芯片U20的DM2脚、DP2脚分别通过第五匹配电路、第六匹配电路连接USB转RS485模块的DM485信号端、DP485信号端。
可选地，上述第五匹配电路包括电阻R63，上述第六匹配电路包括电阻R64。即USBHUB芯片U20的DM2脚、DP2脚分别通过电阻R63、电阻R64连接USB转RS485模块的DM485信号端、DP485信号端。
在一可选实施例中，参考图5所示，所述预留USB主机接口模块包括：缓存器U21，接口P29，电阻R75、R76、R78；
缓存器U21的Y1脚连接NC7W端，缓存器U21的Y2脚通过电阻R78连接接口P29的管脚2，缓存器U21的A1脚通过电阻R76连接接口P29的管脚3，缓存器U21的A1脚还通过电阻R75连接接口P29的管脚4，缓存器U21的A2脚连接USBTX1端，缓存器U21的VCC脚连接3.3VFT端；第四USB5V端还通过电容C79连接GND，接口P29的管脚1连接GND。
可选地，所述预留USB主机接口模块还包括电容C79，第四USB5V端还通过电容C79连接GND。
可选地，所述预留USB主机接口模块还包括电容C81，与缓存器U21的VCC脚连接的3.3VFT端还通过电容C81连接GND。
基于上述实施例以及图2～图5示例的电路结构，至少两个USB功能模块通过USBHUB模块对外部PC使用USB功能的电路进行通信线路的集合。其中，USB转RS232模块和USB转RS485模块直接与HUS HUB模块相连接，预留USB主机接口作为其他USB接口的功能电路预留接口，外部电路需连接康复系统的USB接口时，直接连接至所述预留USB主机接口模块即可，多个USB功能模块与USB HUB模块进行连接后，经过USB HUB模块进行通信线路的集合，再将相关数据通过USB HUB模块的USB接口上传至PC机进行处理。或者PC机将相关的控制信号通过USB HUB模块的USB接口输入，通过USB HUB模块再将相关的控制信号分别发送给对应的USB功能模块。接口P24为USB HUB芯片U20与PC的USB接口相连接的接口，接口P24管脚2和3分别与USB HUB芯片U20的DM0和DP0脚相连接，USB转RS232芯片U24的DM和DP脚分别于通过匹配电阻R66和R68连接到USB HUB芯片U20的DM1和DP1脚，USB转RS485芯片U19的DM和DP脚分别于通过匹配电阻R63和R64连接到USB HUB芯片U20的DM2和DP2脚，USB HUB芯片的DM3和DP3，DM4和DP4可作为预留USB主机接口的连接脚。至此构成的康复系统的USB电路通信线路的搭建连接，达到多个USB功能模块间的通信目的。
通过本发明上述实施例的USB电路，具有以下优点：
经过USB HUB模块进行多个USB功能模块的通信线路的集合，减少对外部PC的USB接口的占用数量；
经过USB HUB模块进行多个USB功能模块的通信线路的集合，电路采用直接PCB布线的工艺直接连接USB HUB模块的接口，避免接口间因为接触不良导致功能电路通信失败；
以及，经过USB HUB模块进行多个USB功能模块的通信线路的集合，减少USB连接线材，降低产品的生产成本。
本发明还提供了一种康复系统的实施例，本实施例的康复系统中设置有上述任一实施例所述的USB电路。
需要说明的是，在上述实施例中，仅示出了与本发明实施例相关的部分，本领域技术人员可以理解，附图中示出的康复系统的USB电路结构并不构成对本发明的限定，可以包括比图示更多或更少的器件，或者组合某些器件，或者有不同的器件位置布置。
以上所述实施例仅表达了本发明的优选实施方式，不能理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种康复系统的USB电路，其特征在于，包括：一个USB HUB模块和至少两个USB功能模块；所述USB HUB模块分别与所述至少两个USB功能模块连接，所述USB HUB模块还用于连接外部PC的USB接口；
所述至少两个USB功能模块分别与USB HUB模块连接后，经过USB HUB芯片进行通信线路的集合，再将相关数据通过USB HUB模块的USB接口上传至PC进行处理；或者，PC将相关的控制信号通过USB HUB模块输入，USB HUB模块再将所述控制信号发送给对应的USB功能模块；
其中，所述至少两个USB功能模块包括：USB转RS232模块、USB转RS485模块以及预留USB主机接口模块；
其中，所述USB HUB模块包括：USB HUB芯片U20、接口P24、电容C76、C77、C78、C82、C83、C84、C85、C86、C80，电阻R73、R82、R77、R79、R80、R105，发光二极管D20，电感L40，以及晶振Y2；
USB HUB芯片U20的三个AVDD脚分别通过电容C76、电容C77、电容C82连接GND，USB HUB芯片U20的DVDD脚通过电容C85连接GND，USB HUB芯片U20的V33脚通过电感L40连接3.3VGL端，USB HUB芯片U20的DVDD脚还分别连接电容C86一端、3.3VGL端、电阻R77一端、电阻R79一端，电容C86另一端连接GND，电阻R77另一端连接USB HUB芯片U20的PGANG脚，电阻R79另一端连接发光二极管D20正极，发光二极管D20负极连接USB HUB芯片U20的PGANG脚；USB HUB芯片U20的V5脚连接第一USB5V端、电容C80一端、电阻R80一端，电容C80另一端连接GND，电阻R80另一端分别连接电阻R105一端、USB HUB芯片U20的PSELF脚，电阻R105另一端连接GND；USB HUB芯片U20的X1脚连接晶振Y2一端、电容C78一端，USB HUB芯片U20的X2脚连接晶振Y2另一端、电容C83一端，电容C78另一端、电容C83另一端均连接GND，USB HUB芯片U20的RREF脚通过电阻R73连接GND，USB HUB芯片U20的RST脚连接电容C84一端、电阻R82一端，电阻R82另一端连接第一USB5V端，电容C84另一端连接GND；USB HUB芯片U20的DM0脚、DP0脚分别连接接口P24的管脚2、管脚3，USB HUB芯片U20的DM1脚、DP1脚分别连接USB转RS232模块的DM232信号端、DP232信号端；USB HUB芯片U20的DM2脚、DP2脚分别连接USB转RS485模块的DM485信号端、DP485信号端；USB HUB芯片U20的DM3脚、DP3脚、DM4脚、DP4脚均连接预留USB主机接口模块。
2.如权利要求1所述的USB电路，其特征在于，所述USB HUB模块还包括：第一匹配电路，第二匹配电路，电感L36，电容C65、C66、二极管D22、D23；
接口P24的管脚2通过第一匹配电路连接USB HUB芯片U20的DM0脚，接口P24的管脚3通过第二匹配电路连接USB HUB芯片U20的DP0脚；接口P24的管脚1连接电感L36一端，电感L36另一端分别连接电容C65一端、电容C66一端、第一USB5V端，电容C65另一端、电容C66另一端均连接GND；接口P24的管脚2还连接二极管D22负极，二极管D22正极连接二极管D23正极，二极管D23负极连接接口P24的管脚3，二极管D22正极还连接GND，接口P24的管脚4连接GND，接口P24的管脚5、管脚6均连接EGND。
3.如权利要求1或2所述的USB电路，其特征在于，所述USB转RS232模块包括：USB转RS232芯片U24，电容C101、C102、C105、C106、C107、C108，电阻R94，电感L48，晶振Y3；
USB转RS232芯片U24的TXD脚、RXD脚分别连接TX1信号端、RX1信号端，USB转RS232芯片U24的OSC1脚、OSC2脚分别连接晶振Y3一端、晶振Y3另一端，晶振Y3一端、晶振Y3另一端分别通过电容C102、电容C101连接GND；USB转RS232芯片U24的PLL_TEST脚连接GND；USB转RS232芯片U24的VDD_5脚连接电容C105一端、电感L48一端，电容C105另一端连接GND，电感L48另一端连接第二USB5V端；USB转RS232芯片U24的RESET_N脚通过电阻R94连接3.3VPL端；USB转RS232芯片U24的VO_33脚连接3.3VPL端；该3.3VPL端还分别通过电容C106、电容C107、电容C108连接GND端；USB转RS232芯片U24的DM脚、DP脚分别连接所述USB转RS232模块的DM232信号端、DP232信号端。
4.如权利要求3所述的USB电路，其特征在于，所述USB HUB模块还包括：第三匹配电路和第四匹配电路；
USB HUB芯片U20的DM1脚、DP1脚分别通过第三匹配电路、第四匹配电路连接USB转RS232模块的DM232信号端、DP232信号端。
5.如权利要求1、2、4任一所述的USB电路，其特征在于，所述USB转RS485模块包括：USB转RS485芯片U19，电容C62、C63、C70、C71、C72、C73，发光二极管D18、D19，晶振Y1，电感L38；
USB转RS485芯片U19的VDD_325脚连接3.3VFT端，USB转RS485芯片U19的TXD脚、RXD脚分别连接USBTX端、USBRX1端；USB转RS485芯片U19的OSC1脚、OSC2脚分别连接晶振Y1一端、晶振Y1另一端，晶振Y1一端、晶振Y1另一端分别通过电容C63、电容C62连接GND；USB转RS485芯片U19的PLL_TEST脚连接GND，USB转RS485芯片U19的GND脚通过电容C70连接电感L38一端，USB转RS485芯片U19的VDD_5脚连接电感L38一端，电感L38另一端连接第三USB5V端；USB转RS485芯片U19的RESET_N脚通过电阻R69连接3.3VFT端；USB转RS485芯片U19的VO_33脚连接3.3VFT端；所述3.3VFT端还分别通过电容C71、电容C72、电容C73连接GND端；USB转RS485芯片U19的DM脚、DP脚分别连接所述USB转RS485模块的DM485信号端、DP485信号端；USB转RS485芯片U19的CBUS0脚、CBUS1脚分别连接TX1LED端、RX1LED端；
其中，第三USB5V端还通过发光二极管D18连接TX1LED端，第三USB5V端还通过发光二极管D19连接RX1LED端。
6.如权利要求5所述的USB电路，其特征在于，所述USB HUB模块还包括：第五匹配电路和第六匹配电路；
USB HUB芯片U20的DM2脚、DP2脚分别通过第五匹配电路、第六匹配电路连接USB转RS485模块的DM485信号端、DP485信号端。
7.如权利要求1、2、4、6任一所述的USB电路，其特征在于，所述预留USB主机接口模块包括：缓存器U21，接口P29，电阻R75、R76、R78；
缓存器U21的Y1脚连接NC7W端，缓存器U21的Y2脚通过电阻R78连接接口P29的管脚2，缓存器U21的A1脚通过电阻R76连接接口P29的管脚3，缓存器U21的A1脚还通过电阻R75连接接口P29的管脚4，缓存器U21的A2脚连接USBTX1端，缓存器U21的VCC脚连接3.3VFT端；接口P29的管脚4还连接第四USB5V端，接口P29的管脚1连接GND。
8.一种康复系统，其特征在于，包括权利要求1至7任一项所述的USB电路。
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