CN101989246A - 可自动切换usb主从设备模式的电子装置 - Google Patents

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Abstract

一种电子装置，包括一USB接口、一处理单元、一主从选择触发电路、一控制单元、一选择电路以及一开关电路。该主从选择触发电路包括一输入端与该USB接口连接、一第一输出端与该控制单元连接以及一第二输出端与该选择电路连接。该开关电路位于电子装置电源与该USB接口的电源引脚之间。该主从选择触发电路用于侦测与该USB接口连接的外部电子装置的类型，当外部电子装置为主设备时，该第一、第二输出端发出从触发信号，从而该控制单元控制该开关电路截止，该选择电路选择该处理单元进入从设备模式；当该外部电子装置为从设备时，该第一、第二输出端发出主触发信号，该控制单元控制开关电路导通；该选择电路选择该处理单元进入主设备模式。

Description

可自动切换USB主从设备模式的电子装置
技术领域
本发明涉及一种USB电子装置，特别涉及一种可自动切换USB主从设备模式的电子装置。
背景技术
自从USB标准在1994年由Intel、IBM、Microsoft等多家公司联合提出后，经过多年的发展，USB接口已大量应用于电子装置中，成为电子设备的标准接口之一。
众所周知，目前，不少电子装置通过USB接口和不同外部电子设备进行连接以交换数据时，需要根据所接入的外部电子装置的类型选择工作在HOST(主设备模式)或DEVICE(从设备模式)状态。以电子相框为例，当电子相框通过USB接口与电脑连接时，该电子相框作为电脑的从设备被电脑控制，而与U盘连接时又作为主设备控制U盘。这样，当电子装置与外部电子装置通过USB接口连接时，例如电子相框与电脑或U盘连接时，电子装置就需要根据所连接的外部电子装置来自动选择处于主设备模式或从设备模式。
然而，目前，已有的USB的主从设备模式切换电路结构较为复杂，使用电子元器件比较多，电子元器件的过多不但造成制造成本增加而且增加电量的消耗。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种具有简单USB主从设备模式切换电路的电子装置，可根据不同外部装置类型，电子装置自动进行主从设备模式的切换，该主从设备模式切换电路简单有效，减少了电子元器件的使用，从而减少制造成本。
为解决本发明问题的技术问题，本发明公共开一种可自动切换USB主从设备模式的电子装置，用于一电子装置主从设备模式的切换，该电子装置包括一USB接口、一处理单元以及一电源，该USB接口包括一USB电源引脚、一USB数据引脚。
该可自动切换USB主从设备模式还包括一主从选择触发电路、一开关电路、一控制单元以及一选择电路。
该主从选择触发电路，包括一输入端、一第一输出端以及一第二输出端，该输入端与该USB电源引脚连接，该第一输出端与控制单元连接以及该第二输出端与选择电路连接。该主从选择触发电路用于侦测通过USB接口与该电子装置的连接的外部电子装置类型，当侦测该外部电子装置为主设备时，则通过第一、第二输出端发出从触发信号，当侦测该外部电子装置为从设备时，则通过第一、第二输出端发出主触发信号。
该开关电路连接与该电子装置电源与该USB电源引脚之间。
该控制单元还与该开关电路连接，用于接收第一输出端输出的触发信号，当该触发信号为从触发信号时，则该开关控制单元控制该开关单元截止，切断该电子装置电源与该USB电源引脚的连接，当该處触发信号为主触发信号时，则该开关控制单元控制该开关单元导通，该电子装置电源对该USB电源引脚供电。
该选择电路用于根据接收来自第二输出端的触发信号来选择处理单元的主从设备模式，当该触发信号为从触发信号时，该处理单元的从设备引脚与该USB数据引脚连接，该处理单元控制该电子装置工作在从设备模式，当该触发信号为主触发信号时，该处理单元控制的主设备引脚与该USB数据引脚连接，该处理单元控制该电子装置工作在主设备模式。
与现有技术相比，本发明主从选择触发电路结构简单，减少电子器件的使用，减少USB主从设备模式切换电路的制造成本，减少USB主从设备模式切换电路的功耗。
附图说明
图1为可自动切换USB主从设备模式的电子装置的功能模块图。
图2为图1所示可自动切换USB主从设备模式的电子装置的具体电路图。
具体实施方式
如图1所示，为可自动切换USB主从设备模式的电子装置的功能模块图。该电子装置1包括一USB主从模式切换电路10、一USB接口20，其中，在本实施方式中，该USB接口20可为Mini USB接口或类型A或类型B的USB接口。当该电子装置1通过该USB接口20与外部电子装置2连接时，该USB主从模式切换电路10判断外部电子装置2的类型，并当外部装置2为主设备例如电脑时，USB主从模式切换电路10切换该电子装置1工作在从设备模式，当该USB主从模式切换电路10判断该外部电子装置2为从设备例如U盘时，该USB主从模式切换电路100切换该电子装置1工作在主设备模式。
该USB主从模式切换电路10包括一主从选择触发电路101、一控制单元102、一选择电路103以及一开关电路104。该USB接口20包括一电源引脚201以及数据引脚202。该主从选择触发电路101包括一输入端1011、一第一输出端1012、一第二输出端1013，该输入端1011与该USB接口20的电源引脚201连接。该第一输出端1012与该控制单元102连接，该第二输出端1013与该选择电路103连接。
该电子装置1还包括一处理单元30以及一电源40。该处理单元40包括一从设备控制引脚301以及一主设备控制引脚302。
该主从选择触发电路101用于侦测与该电子装置1通过USB接口20连接的外部电子装置2的类型。当该主从选择触发电路101侦测到与该输入端1011连接的电源引脚201为高电平时，该主从选择触发电路101判断该外部电子装置2为主设备，通过第一、第二输出端发出从触发信号。当该主从选择触发电路101侦测到与该输入端1011连接的电源引脚201为低电平时，该主从选择触发电路101判断该外部电子装置2为从设备，通过第一、第二输出端发出主触发信号。
该控制单元102同时还与该开关电路104连接，该开关电路104同时连接于该电源40与USB电源引脚201之间。当该控制单元102接收到第一输出端发出的从触发信号时，该控制单元102控制该开关电路104截止，切断该电源40与该USB电源引脚201的连接。当该控制单元102接收到第一输出端发出的主触发信号时，该控制单元102控制该开关电路104导通，该电源40对该USB电源引脚201供电。
该选择电路103，与该第二输出端1013连接，用于根据接收来自第二输出端发出的触发信号来选择该处理单元30的从设备控制引脚301或主设备控制引脚302与USB接口20的数据引脚202连接。当该选择电路103接收到该第二输出端1013发出的从触发信号时，该选择电路103控制将该处理单元30的从设备控制引脚301与该USB接口20的数据引脚202连接。当该选择电路103接收到该第二输出端1013发出的主触发信号时，该选择电路控制将该处理单元30的主设备控制引脚302与该USB接口20的数据引脚202连接。
从而，当与该电子装置1的USB接口20连接的外部电子装置为主设备时，该电子装置1不对该USB接口20的电源引脚201供电，同时该处理单元30的从设备控制引脚301与该USB接口20的数据引脚202的连接，该电子装置1工作在从设备模式。当与该电子装置1的USB接口20连接的外部电子装置为从设备时，该电子装置1对该USB接口30的电源引脚201供电，同时该处理单元40的主设备控制引脚302与该USB接口20的数据引脚202的连接，该电子装置1工作在主设备模式。
如图2所示，为可自动切换USB主从设备模式的电子装置的具体电路图。在本实施方式中，该主从选择触发电路101包括第一电阻R1、第二电阻R2以及一第三电阻R3，该第一电阻R1与该第二电阻R2的连接节点A构成该主从选择触发电路101的输入端1011，该第一电阻R1远离该第二电阻R2端B构成该主从选择触发电路101的第一输出端1012，第二电阻R2与该第三电阻R3的连接点C构成该主从选择触发电路10的第二输出端1013。
该控制单元102为一高电平导通开关，包括一控制端，一第一导通端以及一第二导通端。在本实施方式中，该控制开关102以一NPN三极管Q1为例进行说明，其中该控制端、第一导通端以及第二导通端分别对应该NPN三极管Q1的基极、发射极以及集电极。在其它实施方式中，该控制单元102可为NMOS管。
该NPN三极管的基极与该第一输出端1012连接，发射极接地，集电极与开关电路104的一控制端连接。
在本实施方式中，该开关电路104为一高电平导通开关电路，包括该控制端、一第一导通端以及一第二导通端。该控制端与该控制单元102的第二导通端连接，该第一导通端与该电源60连接，该第二导通端与该USB电源引脚201连接。在本实施方式中，该开关电路104为NMOS管，在其它实施方式中，该开关电路104可为NPN三极管。
在本实施方式中，该处理单元30的从设备控制引脚301包括Device D+、Device D-两个引脚，主设备控制引脚302包括Host D+、Host D-两个引脚。该USB接口20的数据引脚202包括一D+以及一D-引脚。
该选择电路103具体为一双刀双掷开关，包括一控制端与该第二输入端1013连接，两个公共端分别与USB接口20的数据引脚D+以及D-连接，四个接触端分别与处理单元30的从设备引脚301中的Device D+、Device D-引脚以及主设备引脚302中的Host D+、Host D-引脚连接。
当该电子装置1通过该USB接口20与作为主设备的外部电子装置2连接时。该USB接口20的USB电源引脚201从该外部电子装置2获得一高电平，从而与该USB电源引脚201连接的输入端1011也处于高电平。该第一输出端1012通过电阻R1与该输入端1011连接而处于高电平，该NPN三极管Q1的控制端接收到该高电平信号后，使得该NPN三极管Q1导通。该开关电路104的控制端通过该导通的NPN三极管Q1而处于低电平，从而该开关电路104截止，该电源40至电源引脚201的电流路径被切断。
当该输入端1011处于高电平时，该第二输出端1013也通过该电阻R2、R3的分压作用而处于高电平，该选择电路103选择该处理单元30的Device D+、Device D-引脚分别与该USB接口20的D+、D-引脚进行连接。
从而该USB接口20外接主设备时，该电子装置1不对该USB接口20的电源引脚201供电而选择由外部主机设备供电，同时将处理单元30的Device D+、Device D-引脚分别与该USB接口20的D+、D-引脚连接，该电子装置1处于从设备模式。
当该电子装置1通过该USB接口20与作为从设备的外部电子装置连接时。该USB接口20的USB电源引脚201处于一低电平，从而与该USB电源引脚201连接的输入端1011也处于低电平。该第一输出端1012通过电阻R1与该输入端1011连接而处于低电平，该NPN三极管Q1的控制端接收到该低电平后，使得该NPN三级管Q1截止。从而开关电路104的控制端处于高电平，开关电路104导通，该电源40与电源引脚201连接。
当该输入端1011处于低电平时，该第二输出端1013也通过该电阻R2、R3的分压作用而处于低电平，该选择电路103选择该处理单元30的Host D+、Host D-引脚与该USB接口的D+、D-引脚进行连接。
从而该USB接口20外接从设备时，该电子装置1对电源引脚201供电，同时该选择电路103选择该处理单元30的Host D+、Host D-引脚与该USB引脚的D+、D-引脚进行连接，该电子设备处于主设备模式。

Claims (9)

1.一种可自动切换USB主从设备模式的电子装置，用于一电子装置主从设备模式的切换，该电子装置包括一USB接口、一处理单元以及一电源，该USB接口包括一电源引脚以及一数据引脚，其特征在于，该可自动切换USB主从设备模式的电子装置还包括：
一主从选择触发电路，包括一输入端、一第一输出端以及一第二输出端，该输入端与该USB接口的电源引脚连接，当该主从选择触发电路侦测与该输入端连接的USB接口电源引脚为低电平时，判断该外部电子装置为从设备，并通过第一、第二输出端发出主触发信号，当该主从选择触发电路侦测与该输入端连接的USB接口电源引脚为高电平时，判断该外部电子装置为主设备，第一、第二输出端发出从触发信号；
一开关电路，连接于该电子装置电源与该USB电源引脚之间；
一控制单元，与该第一输出端以及该开关电路分别连接，用于接收第一输出端输出的触发信号，当该触发信号为从触发信号时，则该开关控制单元控制该开关单元截止，切断该电子装置电源与该USB电源引脚的连接，当该触发信号为主触发信号时，该控制单元控制该开关单元导通，该电子装置电源对该USB电源引脚供电；
一选择电路，与该第二输出端连接，用于根据接收自第二输出端的触发信号来选择处理单元的主从设备模式，当该触发信号为从触发信号时，该处理单元的从设备引脚与该USB数据引脚连接，该处理单元控制该电子装置工作在从设备模式，当该触发信号为主触发信号时，该处理单元的主设备引脚与该USB数据引脚连接，该处理单元控制该电子装置工作在主设备模式。
2.如权利要求1所述的可自动切换USB主从设备模式的电子装置，其特征在于，所述主从选择触发电路包括一第一电阻、一第二电阻以及一第三电阻，该第一电阻与该第二电阻的连接节点为该主从选择触发电路的输入端，该第一电阻远离与该第二电阻端为主从选择触发电路的第一输出端，该第二电阻与该第三电阻的连接节点为主从选择触发电路的第二输出端。
3.如权利要求2所述的可自动切换USB主从设备模式的电子装置，其特征在于，该控制单元为一高电平导通开关，包括一控制端、一第一导通端以及一第二导通端，该控制端与该主从选择触发电路的第一输出端连接，该第一导通端接地，该第二导通端与该开关单元连接。
4.如权利要求3所述的可自动切换USB主从设备模式的电子装置，其特征在于，所述开关电路为一高电平导通开关，包括一控制端、一第一导通端以及一第二导通端，该控制端与该开关第二导通端，该第一导通端与该电源连接，该第二导通端与该USB电源引脚连接，其中，该开关单元的控制端还通过一第四电阻与该电源连接。
5.如权利要求4所述的可自动切换USB主从设备模式的电子装置，其特征在于，当该电子装置与主机设备连接时，该主机设备通过该USB接口提供一高电平信号至主从选择触发电路的输入端，该第一输出端通过该第一电阻与该输入端连接从而也获得一高电平，该控制单元的控制端处于高电平而使得该控制单元导通，该开关电路的控制端通过该导通的控制单元接地而处于低电平，该开关电路截止；当该电子装置与主机设备连接时，该输入端处于低电平，从而该通过第一电阻与该输入端连接的第一输出端也处于低电平，该控制单元的控制端处于低电平而使得该控制单元截止，该开关电路的控制端通过该第四电阻与该电源连接而获得一高电平，从而使得该开关电路导通。
6.如权利要求2所述的可自动切换USB主从设备模式的电子装置，其特征在于，该选择电路为一双刀双掷开关电路，包括一控制端，该控制端与该主从选择触发电路的第二输出端连接，当该控制端接收到主触发信号时，该双刀双掷开关电路将该主机USB数据引脚与该处理单元的主设备控制引脚连接，当该控制开关接收到从触发信号时，该双刀双掷开关电路将该从机USB数据引脚与该处理单元的从设备数据引脚连接。
7.如权利要求6所述的可自动切换USB主从设备模式的电子装置，其特征在于，该处理单元的主控制引脚与USB数据引脚连接后，该处理单元工作在主设备模式，即，将该电子装置作为主设备，而将该通过USB数据引脚连接的外部电子装置作为从设备，该处理单元的从控制引脚与USB数据引脚连接后，该处理单元工作在从设备模式，即，将该电子装置作为从设备，而将该通过USB数据引脚连接的外部电子装置作为主设备。
8.如权利要求3所述的可自动切换USB主从设备模式的电子装置，其特征在于，该控制单元为一NMOS管或一NPN三极管。
9.如权利要求4所述的可自动切换USB主从设备模式的电子装置，其特征在于，该开关电路为一NMOS管或一NPN三极管。
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