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基于SL2.1A的USB2.0_HUB【已验证】

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简介

USB2.0一拖四集线器 支持Type-A公头直插或Type-C数据线连接(二选一)  成本3元左右

简介:USB2.0一拖四集线器 支持Type-A公头直插或Type-C数据线连接(二选一)  成本3元左右

开源协议

GPL 3.0

创建时间:2023-02-10 13:39:45更新时间:2023-02-16 01:39:33

描述

一、主控

SL2.1A 是一颗高集成度,高性能,低功耗的 USB2.0 集线器主控芯片;该芯片采用 STT 技术,单电源供电方式,芯片供电电压为 5v, 内部集成 5V 转 3.3V,只需在外部电源添加滤波电容;芯片自带复位电路,低功耗技术让他更加出众。
芯片可以使用外部晶体,也可以使用内置晶体。如果使用内置晶体,需要将芯片的 XI 输入接地。(建议使用外部晶振,这样更加稳定!)
■ 完美支持 USB2.0 高速(480MHz),USB2.0 全速(12MHz),和低速模式(1.5MHz)
■ 集成 12M 晶体振荡器
■ 集成 12MHz-to-480MHz PPL(Phase Lock Loop)
■ 采用 Single Transaction Translator (STT)技术,是*TT系列中最具成本和效率方案
■ 支持自供电到总线供电的自动枚举切换
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二、USB 接口

USB 传输标准

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传输标准与接口的支持关系

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Type-A 接口定义

下图为USB-A 最高支持USB2.0的母头的引脚功能及定义。
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下图为USB-A 最高支持USB3.0的母头的引脚功能及定义。
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Type-C

下图为24Pin Type-C公头和母头的引脚功能及定义

母头/母座

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公头/插头

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可以很明显看出,插口内的Pin功能相对于中心对称。公头插入母头,无论正反插,引脚功能都完美契合。而且电源VBUS/GND都拥有4个Pin,最大支持5A电流,在保证高速数据传输的同时也提高了电流承载能力。

引脚功能定义

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24Pin、16Pin、12Pin、6Pin

24Pin 全功能Type-c

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接插件成本高,在一些不需要全功能的场合显得不合适。

16/12P Type-C

24Pin全功能的Type-C好用是好用,但接口的采购成本比较高。况且小家电使用的MCU就没有USB3.0,USB2.0就足够一般设备的使用,于是就有了16Pin的Type-C。
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16Pin Type-C在24Pin的基础上阉割了USB3.0的TX1/2、RX1/2,保留了SBU1/2、CC1/2、USB2.0的D+D-,除了没有USB3.0/3.1高速传输外,其他别无二致,同样支持 PD快充、音频设备、HDMI传输、调试模式等功能。

我们所说的16Pin Type-C和12Pin Type-C其实是同一种接口。16Pin一般为接口厂家、封装的正式名称,而日常生活中习惯称呼为12Pin。这是因为接口设计时,将Type-C母座两端的两个Vbus和GND出线都并拢了起来,虽然从口那里看是16条出线,但座子后面的焊盘只有12个。
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鉴于生产厂家的不同,引脚定义可能与上图略有差异。例如TB上购买到的16Pin Type-C,引脚定义大多如下图所示。TYPE-C母座 16PIN板上贴片L=7.35mm。
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6Pin Type-C

对于玩具、牙刷等生活用品,产品定位上没有USB通信的需求,只需要USB取电充电。那么连USB2.0都可以省掉了。6Pin Type-C正式出道。
6Pin Type-C仅仅保留Vbus、GND、CC1、CC2。接口两侧对称分布着两组GND、Vbus,使得防反插功能保留,粗线也让其更为方便的传输大电流。
CC1、CC2用于PD设备识别,承载USB-PD的通信,以向供电端请求电源供给。在传输电力的同时,USB数据传输不会受到影响。
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CC1、CC2(设备识别、PD快充)

这里不得不提一下CC1、CC2引脚的作用,大家最早认识快充应该是从高通CPU的QC开始的,通过提高输电电压,来提高输送功率。但QC协议中,通信使用的是USB的DP、DM,这就导致充电的时候会对USB通信造成影响。
而USB-PD对电源设备的识别依靠CC1、CC2引脚,避免了QC标准与DP、DM的冲突。所以USB-PD在传输电力的同时,数据传输不会受到影响。

做从机时,CC1、CC2接5.1K电阻接地
做主机时,CC1、CC2接上拉电阻VBUS
典型应用原理图,做从机使用
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设备检测、DFU/UFP设备这些概念一时自己说不明白。
推荐一篇好文:USB Type-C Configuration Channel (CC)引脚功能介绍

PD及各厂商快充协议区分 - 扫盲链接(PD、QC、AFC、FCP/SCP、VOOC、PE)
一文看懂存在于手机端的那些快充协议
手机快充协议科普 | 细数那些让人抓狂的手机快充协议
一篇文章带你了解常见快充协议

辅助信号SBU1和SBU2(Sideband use)

在特定的一些传输模式时才用,平时可以不管,直接忽略。

三、实物与测试

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设计图

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