嵌入式开发经常要插很多USB设备,往往笔记本电脑的USB又比较少,所以拥有一个USB拓展器是很有必要的。

如图1所示,上方是扩展出来的3个USB-A母座,左下方的Mini-USB或4PIN预留孔用来连接PC,右下角2x4Pin排针是一个USB转串口,电路板做得非常小巧,且又足够宽的空间保证相邻USB口不会挤不进USB设备。

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设计方案

由于各种USB工具不需要高速,所以USB芯片采用汤铭的FE1.1S,其速度为USB2.0。这是一款比较老的USB一拖四的拓展芯片,将其中一路USB直接给USB转串口芯片,剩下的3路通过USB母座引出。

USB转串口使用沁恒的CH340C/CH340G,CH340C是不许需要外接晶振的,而CH340G需要外接12M时钟,它们的引脚完全兼容。

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USB部分

图中U1为FE1.1S,其封装为SSOP28,电路也很简单,其中21脚为芯片内的LDO对外输出3.3V电压,注意VD33一定要接一个大一点的滤波电容,这里C3接了10uF。当电脑能发现USB集线器设备,并且一直重连、断开,说明C3电容小了。

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转串口部分

图中U2为USB转串口芯片,这里使用的是CH340C,其封装为SOP16,我在PCB上没有画晶振X2,如果使用CH340G,可以将J1短路或串一个电阻,使用U1的时钟信号。


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完整原理图

工程文件在立创开源https://oshwhub.com/lihooo/usb-hub

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