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[外设] 集成网口的USB集线器

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发表于 2024-10-8 15:29:50 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 373890534 于 2024-10-8 15:39 编辑

      “家”人们,好久不见。由于忙于工作,好久没有来论坛了。
本次DIY一个基于FE1.1S的USB集线器,与常规集线器不同的是,本设计具备USB转RJ45网络接口的功能。
也就是集线器上附带一个USB转网卡的功能。


    二话不说先上图(下面再介绍制作过程)




    成品正面图片:左侧为输入,下方有三路USB输出,右侧为网络接口。


     换个方向再看一次:



   这金灿灿的:


   背面仅有晶振芯片和几个简单的阻容器件:




  PCB采用双面板、黑色沉金工艺(看起来牛逼点!实际上没什么用),具有USB插入指示灯。受芯片限制,速率只有USB2.0,百兆网口速率。
所以采用TYPEC-16的端子,使用常规TYPE-C数据线即可使用。

/**************************************************我是华丽的分界线*****************************************************/

    下面分析一下制作过程:
1.主控HUB芯片如上述采用的FE1.1S芯片,该芯片可以将1路USB转发为4路,即我们常说的1拖4。
2.USB转网口芯片选用SR9900,价格相对便宜,外围简单。
3.剩余的任务就是根据芯片手册进行原理图设计(抄手册)了,当然在元件选取时要根据手中备件、所需参数、个人焊接喜好、元器件的购买难易程度和价格共同决定。

    那废话不多说(已经说了一堆了),下面从接口开始一步步讲解:


   与电脑连接部分采用TYPE-C接口,因为现在TYPE-C的普及,数据线也好找:
需要注意的是,如果你想使用C2C的数据线,R1、R2电阻不可节省,且均需要使用5.1K电阻(不能用4.7K代替),如果使用USBA-TO-C的数据线这两个电阻可以省略;原因很简单:USB-PD对电源设备的识别,是依靠这两个引脚的,向供电端请求电源供给的。




USB扩展芯片,根据官方手册绘制即可,没有什么需要注意的(晶振不需要负载电容,亲测可用):




    接下来是指示灯电路:其中LED5是扩展芯片正常工作后的指示灯,工作会亮起;

    LED1~LED4分别是下游USB端口的连接指示灯,插上USB设备,对应的指示灯亮起。

    这里需要注意:如果使用高亮的绿灯或者红灯,建议使用1K左右的电阻,要不然亮瞎眼!!!

    还有LED4不建议贴,因为SR9900一直“在线”。所以LED4会一直亮。






那接着往下走,聪明的你一定想到该输出电路了,由于第四路我用于USB转网口,所以此处我只引出3路USB接口电路:






         其实上述就是USB拓展电路的全部内容了,输入输出没有设计隔离电路,大家可以发挥想象加入输入输出隔离电路。

/*******************************************************************************************************/

后面就是USB转网口的电路了,接着上面来,第四路USB输出我们用于该功能。

其实设计思路一样,根据SR9900手册继续设计(抄作业)电路图。



首先是芯片主体和其外围,晶振电路与FE1.1不同的是,需要添加负载电容(18~22PF):




剩余一部分就是网口电路了,RJ45接口使用的HR911105A,自带网络变压器,方便使用:




/**********************************到这里所有的硬件电路图已经介绍完毕了,没错就是这么简单**********************************/



最后附上完整的原理图、BOM清单和PCB_G文件,方便坛友交流学习与改进。






有不足之处还欢迎各位探讨交流。




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发表于 2024-10-8 16:12:57 | 显示全部楼层
打上小米标,为发烧而生
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发表于 2024-10-8 16:25:17 | 显示全部楼层
不错不错,我也刚画了一个,USBhub用的SL2.1a,装设备上的目前看还挺稳定
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发表于 2024-10-8 16:55:53 | 显示全部楼层
网卡多少速度啊,感觉现在usb3.0的用处大一些
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发表于 2024-10-8 17:01:00 | 显示全部楼层
现在要做就做usb3.0+千兆的啊,2.0+百兆有点跟不上时代

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发表于 2024-10-8 17:03:51 | 显示全部楼层
围观会打板的大佬...


二○二四年十月八日
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 楼主| 发表于 2024-10-8 17:21:57 | 显示全部楼层
bass 发表于 2024-10-8 16:12
打上小米标,为发烧而生

不如打上 are you ok
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 楼主| 发表于 2024-10-8 17:22:37 | 显示全部楼层
eric_yangsen 发表于 2024-10-8 16:25
不错不错,我也刚画了一个,USBhub用的SL2.1a,装设备上的目前看还挺稳定

是的,这种usb拓展芯片其实作为开发者来用挺好的。
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 楼主| 发表于 2024-10-8 17:23:33 | 显示全部楼层
zhkrid 发表于 2024-10-8 17:01
现在要做就做usb3.0+千兆的啊,2.0+百兆有点跟不上时代

其实主要是平常调试用,串口、调试器用的比较多。高速的没必要。
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 楼主| 发表于 2024-10-8 17:24:57 | 显示全部楼层
邪恶海盗 发表于 2024-10-8 17:03
围观会打板的大佬...

欢迎一起学习交流~
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发表于 2024-10-8 17:31:39 | 显示全部楼层
可惜是2。0的,要是3.0加千兆就好了。
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 楼主| 发表于 2024-10-8 17:40:55 | 显示全部楼层
yeti_h 发表于 2024-10-8 17:31
可惜是2。0的,要是3.0加千兆就好了。

其实我平常调试得多,USB3用不上,如果想搞千兆可以采用RTL8153B网口芯片,HUB芯片可以参考GL3520、VL812、813、817系列。
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发表于 2024-10-8 18:25:05 | 显示全部楼层
USB2.0的也就是100M网口了
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发表于 2024-10-8 18:40:34 来自手机浏览器 | 显示全部楼层
像是9.9随身路由配套的
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发表于 2024-10-8 19:34:20 | 显示全部楼层
分析的比较透彻,学习了。
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发表于 2024-10-8 21:02:33 | 显示全部楼层
我开始还在想这板子上没有网络变压器,原来集成在网口里
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 楼主| 发表于 2024-10-8 21:54:38 | 显示全部楼层
yywyl1231 发表于 2024-10-8 21:02
我开始还在想这板子上没有网络变压器,原来集成在网口里

对,在接口里集成了
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发表于 2024-10-8 21:54:53 | 显示全部楼层
USB2.0的只能搞一些低速的了。拷大文件会吐血的。不过板子画的挺漂亮的
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发表于 2024-10-8 22:14:48 | 显示全部楼层
这玩意,我之前拆过一个,一样功能,我帖子里面还有
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发表于 2024-10-8 22:16:00 | 显示全部楼层
解释的很详细,学习了。
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