CN110196625B - 一种usb复位电路 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种USB复位电路，其包括：处理模块、比较模块和复位合并模块。其中所述处理模块用于基于USB的插入和拔出产生USB电压信号。所述比较模块用于基于所述USB电压信号、最高预设电压和最低预设电压生成USB复位信号。所述复位合并模块用于基于所述USB复位信号以及系统复位信号生成复合复位信号。本发明能够采用USB接口自身信号来提供USB复位信号且不影响嵌入式系统自身的系统复位信号以及USB接口的正常输入输出功能，进而可以简化操作，减少物料成本以及工时，提升用户体验。

Description

一种USB复位电路

技术领域

本发明涉及USB接口领域，更具体地说，涉及一种USB复位电路。

背景技术

目前的嵌入式系统都具有用于给CPU提供复位信号，从而让CPU进入到初始状态的复位电路。很多嵌入式系统在进入到下载模式或者其他模式时，需要外接提供复位信号，或者利用物理按键提供复位信号等方式进入到下载模式，并升级嵌入式系统的程序。同时，很多嵌入式系统提供USB接口，并可以通过USB接口进行程序的下载。但是进入下载模式前，需要进行复位，进入到下载模式。因此在USB插入之后，用户需要单独操作嵌入式系统进行复位，因此操作繁琐、耗时，影响用户体验。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种能够采用USB接口自身信号来提供USB复位信号且不影响嵌入式系统自身的系统复位信号以及USB接口的正常输入输出功能的USB复位电路。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种USB复位电路，包括：

处理模块，用于基于USB的插入和拔出产生USB电压信号；

比较模块，用于基于所述USB电压信号、最高预设电压和最低预设电压生成USB复位信号；以及

复位合并模块，用于基于所述USB复位信号以及系统复位信号生成复合复位信号；

其中所述处理模块分别电连接用于接收所述USB的USB接口和所述比较模块，所述比较模块电连接所述复位合并模块。

在本发明所述的USB复位电路中，所述处理模块包括第一电阻和第一电容，所述第一电阻的第一端连接所述USB接口、第二端连接所述第一电容的第一端和所述比较模块的第一输入端，所述第一电容的第二端接地。

在本发明所述的USB复位电路中，所述处理模块进一步包括第一二极管，所述第一二极管的阴极连接所述比较模块的第一输入端、所述第一二极管的阳极接地。

在本发明所述的USB复位电路中，所述比较模块包括用于在所述USB电压信号大于所述最高预设电压或所述USB电压信号小于所述最低预设电压时生成所述USB复位信号的电压监视器，所述电压监视器的第一输入端连接所述处理模块、所述电压监视器的第二输入端接地、所述电压监视器的输出端连接所述复位合并模块。

在本发明所述的USB复位电路中，所述复位合并模块包括第二电阻、第二二极管和第三二极管，所述第二二极管的阴极连接所述比较模块的输出端以接收所述USB复位信号，所述第三二极管的阴极接收所述系统复位信号，所述第二二极管和所述第三二极管的阳极连接所述复位合并模块的输出端，所述第二电阻连接在电源和所述复位合并模块的输出端之间。

在本发明所述的USB复位电路中，进一步包括用于基于USB的插入和拔出产生下载模式信号的下载信号模块，所述下载信号模块连接到所述USB接口。

在本发明所述的USB复位电路中，所述下载信号模块进一步包括第三电阻和第二电容，所述第三电阻的第一端连接所述USB接口、所述第三电阻的第二端连接所述第二电容的第一端和所述下载信号模块的输出端，所述第二电容的第二端接地。

在本发明所述的USB复位电路中，所述下载信号模块进一步包括第四二极管和第四电阻，所述第四二极管的阴极连接所述第四电阻的第一端和所述第二电容的第一端、所述第四二极管的阳极接地，所述第四电阻的第二端接地。

本发明解决其技术问题采用的另一技术方案是，构造一种USB复位电路，包括：第一电阻、第一电容、电压监视器、第二电阻、第二二极管和第三二极管，其中所述第一电阻的第一端连接USB接口、所述第一电阻的第二端连接所述第一电容的第一端和所述电压监视器的第一输入端，所述第一电容的第二端接地，所述电压监视器的第二输入端接地、所述电压监视器的输出端连接所述第二二极管的阴极，所述第三二极管的阴极接收系统复位信号，所述第二二极管和所述第三二极管的阳极连接所述USB复位电路的第一输出端，所述第二电阻连接到电源和所述USB复位电路的第一输出端之间。

在本发明所述的USB复位电路中，进一步包括第一二极管、第四二极管、第三电阻、第四电阻和第二电容，所述第一二极管的阳极连接所述USB接口、所述第一二极管的阴极接地，所述第三电阻的第一端连接所述USB接口、所述第三电阻的第二端连接所述第二电容的第一端和所述USB复位电路的第二输出端，所述第二电容的第二端接地，所述第四二极管的阳极接地、阴极连接所述第三电阻的第二端和所述第二电容的第一端，所述第四电阻连接在所述USB复位电路的第二输出端和地之间。

实施本发明的USB复位电路，能够采用USB接口自身信号来提供USB复位信号且不影响嵌入式系统自身的系统复位信号以及USB接口的正常输入输出功能，进而可以简化操作，减少物料成本以及工时，提升用户体验。进一步地，通过设置下载信号模块，可以在USB插入时同时产生稳定的下载模式信号，进一步简化操作，提升用户体验。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明的第一实施例的USB复位电路的原理框图；

图2是本发明的第二实施例的USB复位电路的原理框图；

图3是本发明的第三实施例的USB复位电路的电路原理图。

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。

本发明涉及一种USB复位电路，其包括：处理模块、比较模块和复位合并模块。其中所述处理模块用于基于USB的插入和拔出产生USB电压信号。所述比较模块用于基于所述USB电压信号、最高预设电压和最低预设电压生成USB复位信号。所述复位合并模块用于基于所述USB复位信号以及系统复位信号生成复合复位信号。本发明能够采用USB接口自身信号来提供USB复位信号且不影响嵌入式系统自身的系统复位信号以及USB接口的正常输入输出功能，进而可以简化操作，减少物料成本以及工时，提升用户体验。

图1是本发明的第一实施例的USB复位电路的原理框图。如图1所示，本发明的USB复位电路包括处理模块100、比较模块200和复位合并模块300。所述处理模块100分别电连接用于接收USB的USB接口和所述比较模块200。所述比较模块200电连接所述复位合并模块300。所述复位合并模块300从复位信号输出端输出复合复位信号。

在本发明中，所述处理模块100用于基于USB的插入和拔出产生USB电压信号。在本发明的优选实施例中，所述处理模块100可以包括RC充放电电路。当USB插入时，会对RC充放电电路进行充电，从而抬升RC充放电电路中电容两端的电压。而USB拔出时，RC充放电电路将进行放电，从而泄放RC充放电电路中电容两端的电压。基于RC充放电电路中电容两端的电压的抬升和泄放，可以生成所述USB电压信号。当然在本发明的其他优选实施例中，还可以采用其他检测方式来检测USB的插入和拔出，例如可以采用电压触发器、接触传感器，电流检测电路等等。

在本发明中，所述比较模块200用于基于所述USB电压信号、最高预设电压和最低预设电压生成USB复位信号。在本发明的一个优选实施例中，所述比较模块200用于在所述USB电压信号大于所述最高预设电压或所述USB电压信号小于所述最低预设电压生成USB复位信号。例如，所述比较模块可以是电压监视器，用于对输入的USB电压信号进行监视，当USB电压信号大于最高预设电压Vmax时，电压监视器的输出端口就会产生USB复位信号。当USB电压信号小于最低预设电压Vmin时，电压监视器的输出端口就会产生USB复位信号，在此该USB复位信号可以是低电平，也可以是复位脉冲。在本发明的其他优选实施例中，也可以采用其他比较电路或者模块。在本发明的一个优选实施例中，所述最高预设电压和所述最低预设电压可以相同。当然，在本发明的另一个优选实施例中，所述最高预设电压高于所述最低预设电压。本领域技术人员可以根据实际需要设置所述最高预设电压和所述最低预设电压，或者选用系统合适的最高预设电压和最低预设电压的电压比较模块。

在本发明中，所述复位合并模块300用于基于所述USB复位信号以及系统复位信号生成复合复位信号。在本发明的优选实施例中，所述复位合并模块300可以是逻辑或的电路或者模块，当其接收到所述USB复位信号或者系统复位信号时，均可以产生复合复位信号。

实施本发明的USB复位电路，能够采用USB接口自身信号来提供USB复位信号且不影响嵌入式系统自身的系统复位信号以及USB接口的正常输入输出功能，进而可以简化操作，减少物料成本以及工时，提升用户体验。

图2是本发明的第二实施例的USB复位电路的原理框图。如图2所示，本发明的USB复位电路包括处理模块100’、比较模块200’、复位合并模块300’和下载信号模块400’。所述处理模块100’分别电连接USB接口和所述比较模块200’。所述比较模块200’电连接所述复位合并模块300’。所述复位合并模块300’从复位信号输出端输出复合复位信号。所述下载信号模块400’连接用于接收USB的USB接口并且从下载信号输出端输出下载信号。

在本发明中，所述处理模块100’用于基于USB的插入和拔出产生USB电压信号；所述比较模块200’用于基于所述USB电压信号、最高预设电压和最低预设电压生成USB复位信号；所述比较模块200’用于基于所述USB电压信号、最高预设电压和最低预设电压生成USB复位信号。在本实施例中，所述处理模块100’、比较模块200’、复位合并模块300’可以参见图1所示的处理模块100、比较模块200、复位合并模块300的实施例构造，在此就不再累述了。

在本发明中，所述下载信号模块400’用于基于USB的插入和拔出产生下载模式信号。在本发明的优选实施例中，下载模式信号可以选用高电平信号。所述下载信号模块400’连接到所述USB接口且从下载信号输出端输出所述下载模式信号。在本发明的优选实施例中，所述下载信号模块400’同样可以包括RC充放电电路。当USB插入时，会对RC充放电电路进行充电，从而抬升RC充放电电路中电容两端的电压。而USB拔出时，RC充放电电路将进行放电，从而泄放RC充放电电路中电容两端的电压。基于RC充放电电路中电容两端的电压的抬升和泄放，可以生成所述下载模式信号。当然在本发明的其他优选实施例中，还可以采用其他检测方式来检测USB的插入和拔出，例如可以采用电压触发器，接触传感器，电流检测电路等等，从而生成下载模式信号。

实施本发明的USB复位电路，能够采用USB接口自身信号来提供USB复位信号且不影响嵌入式系统自身的系统复位信号以及USB接口的正常输入输出功能，进而可以简化操作，减少物料成本以及工时，提升用户体验。进一步地，通过设置下载信号模块，可以在USB插入时同时产生稳定的下载模式信号，进一步简化操作，提升用户体验。

图3是本发明的第三实施例的USB复位电路的电路原理图。如图3所示，本发明的USB复位电路包括处理模块100”、比较模块200”、复位合并模块300”和下载信号模块400”。

所述处理模块100”用于基于USB的插入和拔出产生USB电压信号。在本实施例中，所述处理模块100”包括电阻R1、电容C1和二极管D1。所述电阻R1的第一端连接用于接收USB的USB接口、第二端连接所述电容C1的第一端，所述电容C1的第二端接地。所述二极管D1的阴极连接所述电容C1的第一端、阳极接地。在本实施例中，所述电容C1的第一端、所述电阻R1的第二端和所述二极管D1的阴极形成所述处理模块100”的电压信号输出端，并均连接到所述比较模块200”的第一输入端。在本发明的简化实施例中，可以省略二极管D1的设置。在本发明的一个优选实施例中，所述电阻R1可以仅仅指代导线电阻，电容C1可以仅仅指寄生电容。而在本发明的另一个优选实施例中，所述电阻R1可以包括导线电阻以及设定的电阻器。当USB插入时，会对电阻R1和电容C1构成的充放电电路进行充电，从而抬升RC充放电电路中电容C1两端的电压。而USB拔出时，RC充放电电路将进行放电，从而泄放RC充放电电路中电容C1两端的电压。基于RC充放电电路中电容两端的电压的抬升和泄放，可以生成所述USB电压信号。通过设置电阻R1的大小，可以控制电阻R1和电容C1构成的充放电电路的充放电时间，从而控制USB电压信号的生成时间。

在本发明中，所述比较模块200”用于基于所述USB电压信号、最高预设电压和最低预设电压生成USB复位信号。在本实施例中，所述比较模块200”为电压监视器，该电压监视器的电压输入端VCC为所述比较模块200”的第一输入端，所述电压监视器的接地端GND为所述比较模块200”的第二输入端，其接地。该电压监视器用于对输入的USB电压信号进行监视，当USB电压信号大于最高预设电压Vmax时，电压监视器的输出端口就会产生USB复位信号。当USB电压信号小于最低预设电压Vmin时，电压监视器的输出端口就会产生USB复位信号，在此该USB复位信号可以是低电平，也可以是复位脉冲。任何类型的电压监视器，比如四端电压监视器、电压监视集成电路都可以用于本发明。

在本发明中，所述复位合并模块300”用于基于所述USB复位信号以及系统复位信号生成复合复位信号。在本实施例中，所述复位合并模块300”包括电阻R2、二极管D2和二极管D3，所述二极管D2的阴极连接所述比较模块200”的输出端口以接收所述USB复位信号USB_reset。所述二极管D3的阴极接收嵌入式系统自带的系统复位信号Main_reset。所述二极管D2和所述二极管D3的阳极连接所述复位合并模块300”的输出端Reset，所述电阻R2连接到电源Vcc和所述复位合并模块300”的输出端Reset之间。在本实施例中，USB复位信号USB_reset为USB插入和拔出产生的USB复位信号，而系统复位信号Main_reset为嵌入式系统本身产生的系统复位信号。通过电阻R2、二极管D2和二极管D3构成的双二极管逻辑或电路，能够不影响系统复位信号Main_reset的情况下，使得系统复位信号Main_reset和USB复位信号USB_reset都起作用，即无论是二极管D2接收到低电平信号的USB复位信号USB_reset还是二极管D3接收到低电平信号的系统复位信号Main_reset，所述复位合并模块300”均输出复合复位信号Reset。电阻R2为上拉电阻，其可以起到电平转换作用，在嵌入式系统的工作电压和USB的5V电压不一致时，可以将其转换到跟嵌入式系统的工作电压一致。

在本发明中，所述下载信号模块400”用于基于USB的插入和拔出产生下载模式信号。在本实施例中，所述下载信号模块400”包括电阻R3、电容C2、二极管D4和电阻R4。所述电阻R3的第一端连接所述USB接口、第二端连接所述电容C2的第一端和所述下载信号模块400”的输出端Root，所述电容C2的第二端接地。所述二极管D4的阴极连接所述电阻R4的第一端和所述电容C2的第一端、且二极管D4的阳极接地。所述电阻R4的第二端接地。在本实施例中，所述下载信号模块400”的原理与处理模块100”相同。所述下载信号模块400”和所述处理模块100”分别用于基于USB的插入和拔出产生下载模式信号或者USB电压信号。例如，可以通过选择电阻R3、电容C2的参数和电阻R1、电容C1的参数使得在处理模块100”产生USB电压信号之前产生稳定的下载模式信号。本领域技术人员可以基于嵌入式系统自身的设计以及电容、电阻的选择实现USB电压信号和下载模式信号产生。因此，在本发明中可以利用USB的插入产生复位信号，并能够进入到下载模式，而且利用USB端口的拔出退出下载模式，并产生复位信号。在本发明中，可以通过设置RC电路时间，从而实现先产生USB下载信号，然后产生复合复位信号。而本发明产生的USB复位信号不会对系统复位信号产生影响，在退出下载模式时，下载模式信号先产生退出，而复合复位信号后退出。

实施本发明的USB复位电路，能够采用USB接口自身信号来提供USB复位信号且不影响嵌入式系统自身的系统复位信号以及USB接口的正常输入输出功能，进而可以简化操作，减少物料成本以及工时，提升用户体验。进一步地，通过设置下载信号模块，可以在USB插入时同时产生稳定的下载模式信号，进一步简化操作，提升用户体验。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种USB复位电路，其特征在于，包括：

处理模块，用于基于USB的插入和拔出产生USB电压信号；

比较模块，用于基于所述USB电压信号、最高预设电压和最低预设电压生成USB复位信号；以及

复位合并模块，用于基于所述USB复位信号以及系统复位信号生成复合复位信号；

其中所述处理模块分别电连接用于接收所述USB的USB接口和所述比较模块，所述比较模块电连接所述复位合并模块；

所述比较模块包括用于在所述USB电压信号大于所述最高预设电压或所述USB电压信号小于所述最低预设电压时生成所述USB复位信号的电压监视器，所述电压监视器的第一输入端连接所述处理模块、所述电压监视器的第二输入端接地、所述电压监视器的输出端连接所述复位合并模块；

所述复位合并模块包括第二电阻、第二二极管和第三二极管，所述第二二极管的阴极连接所述比较模块的输出端以接收所述USB复位信号，所述第三二极管的阴极接收所述系统复位信号，所述第二二极管和所述第三二极管的阳极连接所述复位合并模块的输出端，所述第二电阻连接在电源和所述复位合并模块的输出端之间。

2.根据权利要求1所述的USB复位电路，其特征在于，所述处理模块包括第一电阻和第一电容，所述第一电阻的第一端连接所述USB接口、第二端连接所述第一电容的第一端和所述比较模块的第一输入端，所述第一电容的第二端接地。

3.根据权利要求2所述的USB复位电路，其特征在于，所述处理模块进一步包括第一二极管，所述第一二极管的阴极连接所述比较模块的第一输入端、所述第一二极管的阳极接地。

4.根据权利要求1所述的USB复位电路，其特征在于，进一步包括用于基于USB的插入和拔出产生下载模式信号的下载信号模块，所述下载信号模块连接到所述USB接口。

5.根据权利要求4所述的USB复位电路，其特征在于，所述下载信号模块进一步包括第三电阻和第二电容，所述第三电阻的第一端连接所述USB接口、所述第三电阻的第二端连接所述第二电容的第一端和所述下载信号模块的输出端，所述第二电容的第二端接地。

6.根据权利要求5所述的USB复位电路，其特征在于，所述下载信号模块进一步包括第四二极管和第四电阻，所述第四二极管的阴极连接所述第四电阻的第一端和所述第二电容的第一端、所述第四二极管的阳极接地，所述第四电阻的第二端接地。

7.一种USB复位电路，其特征在于，包括：第一电阻、第一电容、电压监视器、第二电阻、第二二极管和第三二极管，其中所述第一电阻的第一端连接USB接口、所述第一电阻的第二端连接所述第一电容的第一端和所述电压监视器的第一输入端，所述第一电容的第二端接地，所述电压监视器的第二输入端接地、所述电压监视器的输出端连接所述第二二极管的阴极，所述第三二极管的阴极接收系统复位信号，所述第二二极管和所述第三二极管的阳极连接所述USB复位电路的第一输出端，所述第二电阻连接到电源和所述USB复位电路的第一输出端之间。

8.根据权利要求7所述的USB复位电路，其特征在于，进一步包括第一二极管、第四二极管、第三电阻、第四电阻和第二电容，所述第一二极管的阳极连接所述USB接口、所述第一二极管的阴极接地，所述第三电阻的第一端连接所述USB接口、所述第三电阻的第二端连接所述第二电容的第一端和所述USB复位电路的第二输出端，所述第二电容的第二端接地，所述第四二极管的阳极接地、阴极连接所述第三电阻的第二端和所述第二电容的第一端，所述第四电阻连接在所述USB复位电路的第二输出端和地之间。