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分享一个USB隔离调试器设计 基于Microchip MCU 附原理图说明和BOM思路 做嵌入式调试时,笔记本USB口直接连目标板,偶尔碰一下高压或者地线没处理好,烧口是分分钟的事。换电脑成本太高,所以给自己设计了一个USB隔离调试器,把调试工具和目标板隔开。
用了一段时间挺稳定,把设计思路和器件选择整理出来,供有类似需求的同行参考。原理简单,有空可以自己打板试试。
实现的功能
就是做一个USB转串口的隔离通道,一头插电脑,一头接目标板。中间用磁隔离方案把两边的地和电源隔断,调试烧录都能走通,速度跑全速USB 2.0没问题。也可以把它当作一个隔离的SWD调试口来用。
核心器件选型
主控这块用了Microchip的PIC16F1455。选它的原因是自带USB 2.0全速控制器,不用外接晶振,内部振荡器就够用,外围省了不少元件。本身还有UART模块,USB转串口的功能不用额外芯片,一个片子搞定。固件开发用MPLAB X加MCC图形配置,底层代码自动生成,自己主要改了USB描述符和串口收发逻辑。
隔离供电入口加了一颗BOURNS的共模扼流圈,型号SRF3216系列。USB过来的电源先过它再进隔离DCDC,比单用磁珠滤得干净,传导干扰下去一截。
辅助供电部分有个小功率开关管,用的是尼克森的低压MOS,P系列贴片封装。主要图它导通内阻小,长时间工作温升很低,手摸上去基本没感觉。
隔离方案没用常见的光耦,换成了磁耦隔离器件。好处是速度能上去,而且两端真正的地平面隔离,不共地。具体型号手头有几种都能用,大家可以根据自己常用的品牌来选。
电脑端USB进来,先过BOURNS共模电感,进隔离DCDC给隔离侧供电。USB差分线进Microchip的USB口,串口信号从MCU出来,过磁隔离芯片,再到目标板一侧。目标板侧有一路尼克森MOS做电源开关控制,防止插拔瞬间浪涌。整体板子不大,元器件数量控制在二十个以内,打样成本不高。
这个设计里的物料大部分是通用件,在嘉立创商城都能搜到。主控用Microchip PIC16F1455,电感用BOURNS SRF3216,MOS用尼克森P系列,其他阻容接插件按常规选。BOM单整理好后可以在立创商城一键配单,打样贴片都方便。
如果手头有类似型号想替换,比如MOS用其他内阻差不多的型号,电感换其他品牌的共模扼流圈,都可以灵活调整,电路兼容性留得比较宽。
固件开发简述
开发环境 #DIY设计# #技术干货#
开源硬件平台
开源|AS717单芯片Type C转DP8K60转接线方案,极简低成本 今天给大家开源一款基于AS717芯片的Type C转DP8K@60Hz转接线方案,单芯片极简架构、BOM成本低、即插即用,适合DIY制作与小批量量产,已在嘉立创完成PCB打样与实测,稳定支持8K60无损传输。
一、方案核心:AS717芯片优势
AS717是专为Type C转DP设计的专用转换芯片,核心参数:
视频性能:支持8K@60Hz、4K@144Hz,信号无压缩,兼容HDR,画质清晰无卡顿。
协议兼容:符合DP1.2、USBPD2.0协议,支持UFP/DFP双角色配置,适配笔记本、手机、平板。
硬件特性:3.3–5.5V宽压供电,集成6kVESD保护,抗静电强;SOP8封装,体积小巧。
使用体验:免驱动、即插即用,兼容Windows/macOS/Android系统。
二、电路设计:极简架构,新手友好
方案采用AS717单芯片+少量阻容设计,无需额外MCU,外围仅5–8个元件,电路简洁易焊接。
供电电路:从Type C口取电,串联10Ω限流电阻,并联10μF+0.1μF电容滤波,确保供电稳定。
信号转换:Type CCC引脚接芯片配置端,DP信号直出,减少信号损耗。
ESD防护:芯片内置6kVESD,接口处可并联TVS管,增强复杂环境稳定性。
三、PCB与打样:嘉立创适配,快速落地
PCB规格:双层板,尺寸紧凑(适配转接线壳),走线阻抗匹配,减少高速信号干扰。
打样建议:嘉立创下单选双层板、默认工艺、绿油,交期1–2天,成本低;SOP8封装易焊接,新手可上手。
物料清单(BOM):AS717芯片×1、Type C公头×1、DP公头×1、电阻电容若干,总成本低,适合DIY与小批量。
四、实测性能:8K60稳定,兼容性强
分辨率:连接8K显示器,稳定输出8K@60Hz,HDR开启正常;向下兼容4K@144Hz、2K@240Hz。
兼容性:测试MacBook、华为手机、小米笔记本,即插即用,无延迟、闪屏问题。
稳定性:连续工作72小时,芯片温度正常,无断连、信号衰减现象。
总结与交流
本方案基于AS717芯片,以单芯片极简设计、8K60高性能、低成本为核心,完美适配高清影音、专业设计、电竞游戏等场景。开源后可直接DIY制作转接线,也可小批量量产,适合电子爱好者与小型厂商参考。
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typec转dp互转芯片AS7173设计电路 AS7173符合DP1.4标准与PD2.0/3.0协议,支持8K@60Hz超高清传输,向下兼容4K@144Hz高刷,完美适配专业设计、电竞等场景。芯片采用QFN16(3×3mm)封装,集成6KVESD保护,3.3-5.5V宽电压供电,适配便携设备严苛设计要求。
AS7173+VL171双芯片架构:VL171负责Type-C接口PD协商与Alt模式控制,识别设备角色并切换信号通路;AS7173专注DP信号放大、阻抗匹配与双向切换,解决传输衰减问题。外围仅需少量阻容元件,BOM成本低,无需复杂驱动,即插即用。
设计关键要点:电源端就近布置滤波电容,抑制噪声;CC引脚按DRP模式配置,保障双向识别;高速差分信号严格控制阻抗匹配,减少信号损耗。
AS7173方案兼顾高性能、低成本、易量产三大优势,可实现Type-C与DP接口双向互通,广泛应用于笔记本、显示器、扩展坞等设备,助力高清视频传输设备小型化、国产化发展。
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怎样学习单节板开发
#DIY设计# #嘉立创PCB#
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USB千兆网口芯片 PT153S设计方案 PT153S是全国产化USB转千兆以太网芯片,采用QFN40封装,可直接Pin-to-Pin替代RTL8153等进口芯片,适用于USB网卡、扩展坞、工控机等场景,实现高速、低功耗、易量产的网口扩展设计。
一、核心架构与特性
PT153S集成32位RISC-VCPU、USB3.2Gen1控制器、千兆以太网PHY,内置96KBSRAM、32KBROM及2MbSIPFlash,无需外挂存储,简化外围电路。集成LDO与DC-DC稳压模块,内核电压1.1V,兼顾低功耗与稳定性。支持10/100/1000M自适应,兼容IEEE802.3标准及TCP/UDP校验和卸载、网络唤醒等功能。
二、硬件设计方案
1. 电路极简设计:外围仅需RJ45(带变压器)、USB接口及少量阻容件,无需外部电源与存储芯片,PCB面积可缩小30%以上。
2. 兼容性设计:QFN40封装与RTL8153管脚完全兼容,存量产品可直接替换,无需改板,缩短研发周期。
3. 电源与信号完整性:USB5V供电经内部LDO转3.3V,DC-DC转1.1V供内核;高速信号走差分线,阻抗控制90Ω,远离干扰源。
三、软件与适配
支持Windows、Linux、鸿蒙、统信等系统,内置驱动即插即用。支持USB2.0/1.1向下兼容,满足不同设备接入需求。
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