USB接口电路的原理图
USB接口内部结构_IC
一、USB接口电路1、USB1.1协议对IO口直流特性的要求：2、Virtex-5 IO：1）LVTTL 直流特性2）LVCMOS、LVDCI 和 LVDCI_DV2 直流特性：4、USB1T11芯片：通过查找资料在FPGA中用LVCMOS类型的IO口进行USB接口电路的代替。
二、TSMC IO Library中IO口的分析：TSMC IO库中有许多IO口类型，选择符合接口电路对IO进行版图提取并分析仿真其性能是否符合要求。
主要是分析一下IO library中的PRB24SDGZ IO口电路，PRB24SDGZ的结构图如下：PRB24SDGZ采用schmitt输入和三态输出结构，并且具有耐高压性能。
根据其所提供的版图提取出其电路原理图：1 输入电路：由上原理图左半部分可知，输入采用施密特输入结构，施密特输入结构可以提高噪声容限，PAD输入经过施密特后接3个非门结构，该结构的目的主要是讲PAD点的3.3v电平转化成芯片内部的供电电压1.8v，同时也起到提高驱动能力的作用。
为了能够耐高压，该IO口电路采用了一种floating N-well结构：上图中下半部分是输出驱动管，上半部分是Floating N-well结构，其工作原理是：当PAD 点输入电压超过3.3+Vth时，M191和M192管子会反向导通，而M193管子截止，此时节点F_Nwell就会跟随PAD点的电压变化，与此同时，M194管子也会导通，是A节点的电压与PAD点的一样，保证了输出驱动管子M188的截止；但PAD电压小于3.3v，N-well又偏置在3.3v，所以该结构具有耐高压的作用。
2 输出电路：由于芯片内部的core voltage是1.8v 输出的电平是3.3v，故IO电路采用了一种差动级联逻辑（DCVSL）设计的结构作为电平转换，其结构如下：具体的工作原理是：两个输入为两个相反的输入电平，当IN=1时，OUT_n被拉低，使得M48管子导通，把V out拉高，同时，M88和M49两个管子都是截止的，这样两个输入端就会达到0 V（低电平）和3.3 V（高电平）。
USB接口和手机充电ppt课件
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负压保护及OVP
负压保护及OVP电路主要用来给充电模块提供负压保护和OVP保护，以防 止基带IC和充电模块在充电过程中由于高压而损坏。
负压保护电路：
V2400是一个PMOS管。当VCHG和GND正确接入时，寄生二极管导通， VS=VD-Vd，VSG>VTH，MOS管导通，导通后由于D和S间导通电阻很小（65 mΩ ），寄生二极管不导通。当VCHG和GND接反时，VG>VS，MOS无法导 通，达到了防反接的目的。
随着VBAT电压的变化，通过调整充电MOS管的栅极电压（BB端的GATEDRV输出 电压）来调整MOS管压降VDS（源漏极电压）， 通过 可以调整从而调整各阶段的充 电电流。
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充电类型判断
1、当充电中断发生，打开模拟开关，使DM通过100K上拉电阻连接到VUSB。检查DM 的电平：若DM为低，则为USB充电；若DM为高，则为标准充电器或非标准充电器。
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充电原理图
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引脚定义
CHRIN： 充电器插入检测，当此引脚电压高于VBAT+120mv时产生充电中断。 ISENSE： 精密电阻电压检测引脚（BB内部ADC输入引脚） BATSENSE：电池电压检测引脚（BB内部ADC输入引脚） BATDET： 电池插入检测。未插入电池时，此引脚被拉高，当电池插入时，此引脚被 电池内部热敏电阻拉低。 GATEDRV：充电MOS管栅极电压控制引脚，随着VBAT电压变化，BB端调节 GATEDRV电压来控制充电电流。
OVP电路：
当输入电压小于UVLO（欠压锁定值，3.25V）或者大于OVLO(过压锁定 值,6.02V)时，U2400会关断内部一个NMOS管，输出为0；当输入电压介于 UVLO及OVLO之间时，输出等于输入。
USB供电的充电电路图及原理介绍
USB供电的充电电路图及原理介绍USB供电的充电电路图及原理介绍从USB对电池充电可以复杂也可以简单，这取决于USB设备要求。
对设计有影响的因素通常是“成本”、“大小”和“重量”。
其它重要的考虑包括：1)当设备插入到USB端口时，带放电电池的设备能够以多快的速度进入完全工作状态；2)所允许的电池充电时间；3)受USB限制的电源预算；4)包含AC适配器充电的必要性。
本文从电源观点详述USB之后，将针对这些问题给出解决方案。
图1 USB电压降(来自通用串行总线规定Rev2.0)图2 USB器件插孔图3 从USB简单充电100mA 和从AC适配器充电350mA不需要枚举，这是因为USB充电电流不超过“一个单元负载”(100mA)。
3.3V系统负载总是从电池汲取电流。
USB电源所有主机USB设备(如PC和笔记本电脑)至少可以供出500mA电流或每个USB插口提供5个“单元负载”。
在USB述语中，“一个单元负载”是100mA。
自供电USB 插孔也可以提供5个单元负载。
总线供电USB插孔保证提供一个单元负载(100mA)。
根据USB规范和图1的说明，在缆线外设端，来自USB主机或供电插孔的最小有效电压是4.5V，而来自USB总线供电插孔的最小电压是4.35V。
这些电压在为锂离子电池充电时(一般需要4.2V)，其余量是很小的。
插入USB端口的所有设备开始汲取的电流不得大于100mA。
在与主机通信后，器件可决定它是否可以占用整个500mA。
USB外设包含两个插孔中的一个。
两个插孔都比PC和其他USB主机中的插口要小。
“SeriesB"和更小的“Series Mini-B”插孔示于图2。
从SeriesB的引脚1(+5V)和4(地)和Series Mini-B的引脚1(+5V)和5(地)得到电源。
一旦连接，所有USB设备需要主机对其加以识别。
这称之为“枚举”。
在识别过程中，主机决定USB设备的电源以及是否为其供电，对于被认可的设备可以将负载电流从100mA增大到500mA。
USB接口电路分析
USB接口电路分析USB(Universal serial bus)的中文含义是通用串行总线。
USB接口的特点是速度快、兼容性好、不占中断、可以串接、支持热插拔等。
目前ＵＳＢ接口有两种标准，分别为USB1.1和USB2.0.其中USB1.1标准接口的数据传输速度为12Ｍbps，USB2.0标准接口的数据传输速度为480Mbps。
主板通常集成4-8个USB接口，并且在主板上还有USB扩展接口，通常USB接口使用一个4针插头作为标准插头，通过USB 插头，采用菊花链的形式可以把所有的外设连接起来，并且不会损失带宽。
USB接口电路主要由USB接口插座、电感、滤波电容、电阻排、保险电阻、南桥芯片等组成。
USB 接口电路的VCC0和VCC1供电针脚通过保险电阻和电感连接到电源插座的第4针脚，有的主板在供电电路中还设置有一个供电跳线，通过跳线可以选择待机供电或ＶＣＣ5供电。
如果选择待机供电，则在关机的状态下，USB接口也有工作电压。
USB接口电路中的保险电阻用来防止USB 设备发生短路时烧坏ＡＴＸ电源，目前的主板一般使用贴片电阻或高分子ＰＴＣ热敏电阻作为保险电阻。
高分子ＰＴＣ热敏电阻可以在出现短路情况时，自动升高内部电阻，起到保护的作用，同时在故障排除后，又会自动恢复到低电阻状态继续工作。
USB接口电路数据线路中的贴片电感和电阻排的作用是：在数据传输时起到缓冲的作用（抗干扰）。
这个电阻排通常采用阻值为22欧或33欧的电阻。
而数据线路中连接的电容排和电阻排起滤波的作用，可改善数据传输质量，电容排的容量一般为47ＰＦ，有的为100ＰＦ。
USB接口的工作原理是：当电脑主机的USB接口接入USB设备时，通过USB接口的5Ｖ供电为ＵＤＢ设备供电，设备得到供电后，内部电路开始工作，并向＋ＤＡＴＡ针输出高电平信号（—ＤＡＴＡ为低电平）。
同时主板南桥芯片中的USB模块会不停的检测ＵＳＢ接口的＋—ＤＡＴＥ的电压。
当南桥芯片中的USB模块检测到信号后，就认为USB设备准备好，并向USB设备发送准备好信号。
硬件设计：接口--USB2.0电路设计
硬件设计：接⼝--USB2.0电路设计参考资料：⼀、USB2.0物理特性 1.1、USB接⼝ USB连接器包含4条线，其中VBUS、GND⽤于提供5V电源，电流可达500mA；⽽D+、D-⽤于USB数据传输。
D+、D-是⼀组差分信号，差分阻抗为90欧，具有极强的抗⼲扰性；若遭受外界强烈⼲扰，两条线路对应的电平会同时出现⼤幅度提升或降低的情况，但⼆者的电平改变⽅向和幅度⼏乎相同，所以两者之间的电压差值可始终保持相对稳定。
扩展：USB OTG(即USB On-The-Go)技术在完全兼容USB2.0标准的基础上，增添了电源管理(节省功耗)功能，它允许设备既可作为主机，也可作为外设操作，实现了在没有主机的情况下，设备与设备之间的数据传输。
例如数码相机直接连接到打印机上，通过OTG技术，连接两台设备间的USB⼝，将拍出的相⽚⽴即打印出来。
USB OTG接⼝中有5条线： 2条⽤来传送数据D+ 、D-; 2条是电源线VBUS、GND; 1条是ID线，⽤于识别不同的电缆端点，mini-A插头(即A外设)中的ID引脚接地，mini-B插头(即B外设)中的ID引脚浮空。
当OTG设备检测到接地的ID引脚时，表⽰默认的是A设备(主机)，⽽检测到ID引脚浮空的设备则认为是B设备(外设)。
1.2、反向不归零编码(NRZI) 反向不归零编码(Non Return Zero Inverted Code)的编码⽅式⾮常简单，即⽤信号电平的翻转代表“0”，信号电平保持代表“1”。
这种编码⽅式既可以保证数据传输的完整性，还不需要传输过程中包含独⽴的时钟信号，从⽽可以减少信号线的数量。
但是当数据流中出现长“1”电平时，就会造成数据流长时间⽆法翻转，从⽽导致接收器丢失同步信号，使得读取的时序发⽣严重的错误；所以在反向不归零编码中需要执⾏位填充的⼯作，当数据流中出现连续6个“1”电平就要进⾏强制翻转(即⾃动添加⼀位“0”电平)，这样接收器在反向不归零编码中最多每七位就会出现⼀次数据翻转，从⽽保证了接收器的时钟同步，同时接收器端会扔掉⾃动填充的“0”电平，保证了数据的正确性(即使连续6个“1”电平后为“0”电平,NRZI仍然会填充⼀位“0”电平); USB的数据包就是采⽤反向不归零编码⽅式，所以在总线中不需要时钟信号。
USB原理图和对应的PCB
善求至善1.PADS2000，如何阅读本书，这是一本技术用的图书，也是一本可以日后参考用的的工具书。
所以如果配合上机，一边阅读.一边依照本书章节的内容，一一将各个指令实际操作试用过一遍。
最后将这些功能与观念联系起来，相信制作一块自己的电路板时一定不成问题。
PADS Softwart Inc.公司位于美国麻萨诸塞洲万宝路市，是一个国际著名的电子设计自动化（EDA: Eiectrnic Design Automation)软件厂商。
公司先后推出过产品PADS-Login.PADS2000. PADS-Work. PADS-Perform .PADS-POWERLogin和PADS-PowerPCB等主流产品。
更是受到广大用户的一致好评，其无与伦比的强大功和易于使用的特点使得PADS始终保持PCB（印刷电路板）设计和分析工具的领导地位，从而取得了业界著名的PCB设计工具领导者的声誊......2.OrCAD\Cdpture 是用“使用者”的角度来写的，这就是本书的最大特色，毕竟这是一部工具书，它的任务是教导使用的人能够快速的学会操作OrCAD\Cdpture，并且在遇到问题的同时，便可以在本书中找到答案。
PADS-PowerPCB和OrCAD\Cdpture可以说是“夫妻关系”，这两大软件的配合做用，使得PCB（印刷电路板）设计中得心应手，至善至美......本人在深圳使用这二大软件从事电子工程师设计工作二十余年，主要是从事音响类产品设计，设计的产品主要销售国外欧美市场，国内也有部分产品销售。
本人手上有B.移动硬盘等相对应的原理图和PCB文档，主要是有：PowerPCB-5.0. OrCAD\Cdpture-9.1这二大软件的安装程序和详细的使用工具书。
若有需求者可以提供一套完整的PCB设计资料来共同学习。
有意者请加QQ：706958588 不诚者勿扰！注明：电子电路网信息。
谢谢！我的选择.你的决策.将是双赢的起点。
5V-USB充电器电路图
USB充电器套件，又名MP3/MP4充电器，输入AC160-240V,50/60Hz,额定输出：DC 5V 250mA（标签贴纸为500mA,如果要长期输出更大电流，请更换Q1为13003）。
MP3和MP4在全国范围大量流行，不过作为日常用品的充电器由于直接和220V高压相连，具有故障率较高，容易损坏的特点，特别是买到那些不成熟的产品后，真是苦不看言。
最后，受学校老师委托，我们联系到了一款成熟量产的充电器套件，现在一同给广大电子爱好者分享。
下面是对着实物绘制的电路原理图：（电路板上有多种元件安装方法，安装请与原理图、实物图为准，PCB板上有些元件孔是不要安装的，有些元件要装在别的元件孔上，这点请注意！）说明：为了简化电路，达到学习目地，图中用1欧的电阻F1起到保险丝的作用，用一个二极管D1完成整流作用。
接通电源后，C1会有300V左右的直流电压，通过R2给Q1的基极提供电流，Q1的发射极有R1电流检测电阻R1,Q1基极得电后，会经过T1的（3、4）产生集电极电流，并同时在T1的（5、6）（1、2）上产生感应电压，这两个次级绝缘的圈数相同的线圈，其中T1（1、2）输出由D7整流、C5滤波后通过USB座给负载供电；其中T1（5、6）经D6整流、C2滤波后通过IC1（实为4.3V稳压管）、Q2组成取样比较电路，检测输出电压高低；其中T1（5、6）、C3、R4还组成Q1三极管的正反馈电路，让Q1工作在高频振荡，不停的给T1（3、4）开关供电。
当负载变轻或者电源电压变高等任何原因导致输出电压升高时，T1（5、6）、IC1取样比较导致Q2导通，Q1基极电流减小，集电极电流减小，负载能力变小，从而导致输出电压降低；当输出电压降低后，Q2取样后又会截止，Q1的负载能力变强，输出电压又会升高；这样起到自动稳压作用。
本电路虽然元件少，但是还设计有过流过载短路保护功能。
当负载过载或者短路时，Q1的集电极电流大增，而Q1的发射极电阻R1会产生较高的压降，这个过载或者短路产生的高电压会经过R3让Q2饱和导通，从而让Q1截止停止输出防止过载损坏。
USB转串口232芯片CH340及其应用电路原理图
问题的提出。
为什么要USB转串口？昨天去看了很多电脑主板外围接口，发现现在很多主板都取消了DB25并口，甚至有些也取消了DB9串口，这是新的架构决定了。
但是现在主板都提供很多USB通道，搞电子技术开发和应用做的设备常常是ISP10并口或者232串口，所以有必要学会USB转并口、232串口、BLASTER、JTAG口的电路原理，下面是介绍CH340芯片结构的USB转串口电路，软件驱动部分以后再谈或者可以下载现成的驱动程序。
1、概述 CH340 是一个USB 总线的转接芯片，实现USB 转串口、USB 转IrDA红转打印口。
外或者USB 转打印口。
在串口方式下，CH340 提供常用的MODEM联络信号，用于为计算机扩展异步串口，（二）转打印口的说明请参考手册（二）或者将普通的串口设备直接升级到USB 总线。
有关USB 转打印口的说明请参考手册CH340DS2。
在红外方式下，CH340 外加红外收发器即可构成USB 红外线适配器，实现SIR 红外线通讯。
线通讯。
2、特点 ● 全速USB 设备接口，兼容USB V2.0，外围元器件只需要晶体和电容。
，外围元器件只需要晶体和电容。
● 仿真标准串口，用于升级原串口外围设备，或者通过USB 增加额外串口。
增加额外串口。
● 计算机端Windows 操作系统下的串口应用程序完全兼容，无需修改。
操作系统下的串口应用程序完全兼容，无需修改。
● 硬件全双工串口，内置收发缓冲区，支持通讯波特率50bps～2Mbps。
● 支持常用的MODEM 联络信号RTS、DTR、DCD、RI、DSR、CTS。
● 通过外加电平转换器件，提供RS232、RS485、RS422 等接口。
等接口。
● 支持IrDA规范SIR 红外线通讯，支持波特率2400bps 到115200bps。
● 由于是通过USB 转换的串口，所以只能做到应用层兼容，而无法绝对相同。
转换的串口，所以只能做到应用层兼容，而无法绝对相同。