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#
DarrenLiang
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