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  • USB接口接线说明

    万次阅读 2017-05-17 11:46:44
    题记:对Arduino进行蓝牙远程烧录,直接讲蓝牙模块链接到USB接口上(最省事的方式)然后,需要硬件上将蓝牙连接到USB上,在此对USB接线方式进行记录。USB接口定义usb分为多种型号,其中常见的标准A,标准B,其他的...

    题记:对Arduino进行蓝牙远程烧录,直接讲蓝牙模块链接到USB接口上(最省事的方式)然后,需要硬件上将蓝牙连接到USB上,在此对USB接线方式进行记录。

    USB接口定义

    usb分为多种型号,其中常见的标准A,标准B,其他的各种MINI型号的,一一列举,可以参考如下文档USB接口定义,本文仅记录所涉及的Standard B型号接口。
    usb-1

    其中:

    编号颜色链接
    红色VCC
    白色Data-
    绿色Data+
    黑色GND

    usb-2

    usb-3

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  • 以前接上USB移动硬盘后,工作都非常正常,然而在插上新主板的USB口后,却出现‘卡咯卡咯’的声音,显然是USB口电源不足导致无法带动移动硬盘。尝试着将主板上所有的USB口试了一下,还是无法带动,最终不得...

    近日换了块斯巴达克黑潮系列主板,配了双核CPU,待系统装完运行后,效果果然有所改观,特别是运行Vista也特别流畅,按道理说最新出的主板应该其性能各方面都有所提高,可接下来发生的事真的让人大跌眼镜。以前接上USB移动硬盘后,工作都非常正常,然而在插上新主板的USB口后,却出现‘卡咯卡咯’的声音,显然是USB口电源不足导致无法带动移动硬盘。尝试着将主板上所有的USB口试了一下,还是无法带动,最终不得不以失败而告终,没想到啊,这个斯巴达克主板,竟然也会有如此设计缺陷(或偷工减料),无奈只好认命吧,既买之则安之,得,看来只能自己动手改造了,那怕能有一个电源充足的USB口也不至于达到如此尴尬之境地。

    其实,要改造主板USB口并不是件难事,最切实可行的方案就是改造前置USB接线,既然USB供电不足,那么我们就直接从电源取电。这可是个细心的话,接错的话可能会导致灭顶之灾(可能夸大了点~哈哈),在改造前,首先让我们了解一下USB前置接线图。

    61b4ce36f9ec86030293627dc86007f8.png

    c436df8beebc4d4c0a4f26b6f3990528.png

    从图中可以看出,供给USB设备电源的红色线,一般主板标示为VCC,我们只需从电源引出红色线及地线,直接接在USB前置的接线端上,即从电源直接引入+5V电源,即可避免主板上电源不足的问题。

    ba85f4000f2cdb1b3f79b9a07d6c4f24.png

    机箱USB前置接线端子

    若前置接线端子如图所示,则改造起来非常的容易,只需将PORT+和

    PORT-按常规接入主板上对应接线柱,而将VCC及GND的内芯取出,直接导入电源对应的红色及GND插头内。若想改造所有的前置USB接线,则只需将前置的所有VCC(红色线)接在一起,GND(黑色线)接在一起,然后将其分别接在电源的红色线及黑色线上,为了安全起见,线接好后,建议用万用表测量一下VCC端的电压是否在正常的+5V范围内,尽量避免因人为原因而造成的损坏USB设备的事故发生。相信通过以上改造,则可彻底解决主板USB供电不足的问题,再也不用担心USB供电不足的问题,让各种USB设备顺畅的跑起来。

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  • USB接口和工作原理

    万次阅读 多人点赞 2017-06-10 16:31:19
    通用串行总线(英语: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。 它只有4根线,两个电源(5V,地线),两个数据线(D+,D-)。,故信号是...
    通用串行总线(英语: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。
    它只有4根线,两个电源(5V,地线),两个数据线(D+,D-)。,故信号是串行传输的,即按照传输时钟脉冲的节奏一位一位的传输。usb接口也称为串行口。

    usb接口的4根线一般是下面这样分配的,需要注意的是千万不要把正负极弄反了,否则会烧掉usb设备或者电脑的南桥芯片:黑线:gnd 红线:vcc 绿线:data+(DP) 白线:data-(DM)

    一、接口结构图

    下图就是接口图,分别是+5V(电源)、DATA+(传输数据端+ DP)、DATA-(传输数据端- DM)、和GND(地线)。

    (DM,DP是用来传输数据的,VCC,GND充电。)

     


    二、数据传输过程

    参考网页:http://bbs.eeworld.com.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=98448 谢谢大神的分享~

    注:后文中将USB设备均举例为U盘。

    2.1 首先是主机识别U盘

    先说说USB主机是怎么识别一个U盘的吧,当你把一个U盘插到电脑上的时候,电脑的USB接口上会发生一些变化。U盘会把DP(D-)拉高,使DP,DM保持一个J状态(即:DP为高DM为低),电脑主板的USB主机芯片检测到这个J状态(DP(D-)拉高),知道有设备连接上了(这里提到的主机和设备是指连接在USB线两端的USB接口芯片),电脑的驱动会对连接上的这个设备进行识别,我们把它叫做列举,这个过程是为了让电脑知道连接上的这个设备是什么东西(是U盘,还是USB鼠标,还是USB键盘,或是其他的什么)。

    2.2 然后开始传输数据

    然后再看USB数据是怎么在DM,DP上传输的,当主机检测到有设备连接上,驱动先会对这个设备作些必备的事情,识别他的速度(这个过程又有很多协议,要了解的仔细研究协议),然后就是复位等等。之后就开始在总线(DM,DP)上发送1ms间隔的SOF包(全速)或125us间隔的SOF包(高速)。

    USB数据都是以包的形式发出的,包都有固定的格式,它以一个sync(synchronous 同步)开始,以一个eop(end of packet,包结束)结束,SOF 包也是一样的。 下面是包的结构图:


    其中PID(packet  ID 包的ID)是说明这个包是什么包,即包的类型。




    备注:这里的数据传输原理为了便于理解,省略了很多内容。具体包括数据包、帧、TCP/IP协议等,可以参考下面的网页进行了解和学习

    http://baike.baidu.com/item/TCP%2FIP%E5%8D%8F%E8%AE%AE

    http://baike.baidu.com/link?url=Ho0hNKm_Q6lsDkl7nWK-49ag6yzOJgwPJvM70ftNaJJb1alxEu-uJ3X6I8KQGaJQrKUIpXZKGp0T4ZVflDn1N-Qw33C1vyNRZc2SG1geV3clX8Umog1_UDBplSjSWE7g


    喜欢就留个脚印吧~ 大笑






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  • 概述: 该USB转TTL串口主要用于STC...1.原理和PCB源文件,用AD软件打开; 2.材料清单; 3.CH340驱动; 实物购买地址:https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z10.3-c.w4002-1517759554.9.eKDPdL&id=13133700432
  • Dell显示器改USB端口供电能力

    千次阅读 2020-05-14 00:00:27
    最近在闲鱼上新入了一台Dell的显示器,该显示器型号是p2317,具有USB hub功能,通过USB上行口连接PC机之后可以充当hub使用。虽然hub功能很贴心,但是这台显示器自带hub的充电能力十分孱弱,手机插上之后基本充不上电...

    引子

    最近在闲鱼上新入了一台Dell的显示器,该显示器型号是p2317,具有USB hub功能,通过USB上行口连接PC机之后可以充当hub使用。虽然hub功能很贴心,但是这台显示器自带hub的充电能力十分孱弱,手机插上之后基本充不上电。在网上搜索一遍之后也没有找到原因,所以就只能自己去解决了,于是就动了拆机的念头,自己动手丰衣足食,哈哈!

    探路

    显示器的拆机过程比较简单,过程中忘了拍照片,所以只能用文字表述了。

    1、拔下显示器所有连接线,将显示器从支架上取下,卸下显示器背面4颗螺丝;
    2、用撬片或薄一字螺丝刀撬开显示器前后面板,尽量不要损坏卡扣;
    3、分离前后面板的过程中注意需要先取下USB 3.0接口排线,将显示器主板上USB 3.0排线接口的黑色塑料块往上掀开之后,即可取下排线;
    4、将主板最左侧LED背光排线(我猜的)取下;
    5、揭开主板中间偏右的金属箔,拔下按键排线;
    6、将显示器背板下方的屏幕驱动电路排线取下,方法是是摁住排线接口两边的金属弹片往外慢慢抽出;
    7、揭开主板罩任意一侧的黑色胶布,将主板罩打开;
    8、取下高压板背后黑色绝缘塑料片;
    9、将VGA接口的两个内六角螺丝取下;
    10、取下高压板(绿色)和低压板(蓝色)的螺丝(共6颗)即可取出两块主板了;
    11、将低压板和高压板连接的排线取下(在低压板侧取下);
    12、将低压板上方的显示器排线取下,方法同取下USB 3.0排线一样;
    13、现在就可以看到完整的低压板和高压板了,我们主要就是要对低压板进行改造;

    低压板分析

    低压板正面低清照
    上图是拆下的低压板正面,以下是其中一些芯片的介绍

    红框:低压板和高压板连接排线,在上述第11步需要将它取下,拍照时还没有将其取下,所以还出现在图片中;
    绿框:显示器排线,在上述第12步需要将它取下,拍照时还没有将其取下,所以也还出现在图片中;
    白框:USB 3.0排线接口,在上述第3步已经将排线取下了;
    粉框:MPS MP2229 DC-DC芯片,提供高达6A的输出电流;
    黄框:丝印文字是5051A,没有找到具体型号,通过测试判断是一个分立p-MOSFET,如果有哪位高手知道型号,还请留言赐教;
    橙框:ANPEC APL3511C USB电源分配开关芯片,Datasheet中介绍其导通电阻约为70mΩ,过流保护阈值典型值为1.5A;
    紫框:Microchip USB5744四端口USB hub控制芯片,支持BC 1.2充电协议;
    蓝框:200kΩ贴片电阻,本次改造主角,嘿嘿

    改造

    其实本次改造之前我也是没有什么具体方案的,就是手痒想拆开看看,抱着试试看的心理,如果能改造好当然最好不过了。拆开之后发现该显示器的USB hub功能是通过USB5744这款高集成度芯片来实现的,于是就顺藤摸瓜找到USB5744的Datasheet,Datasheet中比较详细地对芯片的充电配置端口进行了说明:

    "Datasheet中对充电配置端口的说明"

    可以看到充电配置就是通过外接电阻的阻值和上拉下拉类型来配置的,然后在PCB中找到对应端口的连接,就发现了本次改造的主角——200kΩ下拉电阻!!!

    "主角闪亮登场"所以接下来的事情就比较简单了:

    因为充电配置是对各个端口进行配置的,所以先查PCB连接,找到显示器侧面的两个USB 3.0对应的是端口1和2,显示器背面的两个USB2.0对应的是端口3和4。平时背面的USB 2.0口主要就是接键鼠的,所以对供电能力没有太大要求,用万用表实测2.0口的电流可以达到471mA,完全够用了。所以只打开端口1和2的充电属性就行了,这样改造比较简单,因为原来的200kΩ电阻也是下拉,直接换一个10kΩ下拉电阻就行了,还不用考虑上拉的问题。

    用烙铁取下这个200kΩ电阻,焊上10kΩ电阻即可。焊好之后上电实测充电电流可以达到1A左右。

    "强行换角(由于没有找到合适封装的10kΩ电阻,只能用手头有的小封装电阻了,请忽略焊接质量。。。)"
    大功告成!之后将拆机的步骤反过来就可以将显示器装回去啦~~~

    后记

    1、供电能力

    下图是我分析出的低压板供电框图,仅供参考。打开端口1和2的充电属性之后,主板的电源供电能力可能不足。但是考虑到端口1和2的供电是通过APL3511C USB电源分配开关芯片来控制的,而APL3511C 在电流大于1.5A(典型值)时就会触发过流保护,断开输出。所以被充电设备请求的电流过大应该不会有什么问题。
    其次,板上的主供电芯片最大输出电流为6A,该电源虽然也会给ips屏幕驱动电路供电,但是根据网上的资料[1][2]估计驱动电路的功耗应在10W以内。所以主供电芯片的供电能力也是可以保证的。

    "低压板供电框图"

    2、USB端口电压降

    APL3511C导通电阻约70mΩ,加上前级“5051A”约32mΩ(实测值)的导通电阻,在满载时(流过“5051A”的电流为4A,流过APL3511C的电流为1.5A)压降约0.233V。实测MP2229输出电压约5.17V,在此基础上减去0.3V(考虑板上走线和排线的电阻上的电压降)可近似看做USB 3.0在满载时的输出电压,其值为4.87V,还在允许的电压[3]范围内,所以电压降也没有问题。

    3、USB端口常开

    在USB5744的Datasheet中还有对USB端口是否可以移除的配置说明,其配置方法与配置端口是否可充电相同。低压板上默认的配置为所有端口可以移除(即200kΩ下拉电阻,这个电阻的位置就在主角的上面,对应的丝印是R842)。
    对于该配置我理解为:当USB上行线没有连接时,是否可以使用显示器的USB口进行充电,p2317默认在没有连接USB上行线时4个USB下行口也是不可用的,连充电都不行。但是由于我没有对应的需求,所以没有改这个配置,如果有哪位高手改了该配置还请留言告知该功能是否和我说的一样,嘿嘿
    "USB端口常开配置"

    4、显示器耗电

    在这次改造的测试过程中发现p2317这款显示器的开关按键只会关掉低压板上部分电路,而不会关断高压板,所以如果平时长时间不用显示器,最好还是拔掉显示器电源线,这样比较安全也节能。

    参考资料

    [1] IPS屏幕是不是在同样亮度下显示白色和黑色的耗电量是一样的? https://zhidao.baidu.com/question/1239160318487603419.html

    [2] 23寸,飞利浦显示器ips屏幕,功耗是多少w https://zhidao.baidu.com/question/1862013507290062467.html

    [3] 电脑主机的USB接口可提供的电压是多少V https://zhidao.baidu.com/question/559305001.html

    展开全文
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