CN105182154B - 一种通用串行总线接口检测电路和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种通用串行总线接口检测电路及其检测方法。其中，检测电路包括：分压电路，包括串联至接地的第一电源和分压点，所述分压点与所述标识引脚相连；标识信号检测端，与所述分压点通过静电防护电阻相连，用于检测所述标识引脚的电平值，作为第一电平；模拟数字转换器ADC检测端，与所述分压点相连，用于检测分压点的电平值，作为第二电平；所述检测模块，与所述标识信号检测端和ADC检测端相连，用于根据所述第一电平和第二电平，判定所述接口与设备的连接状态。本发明解决了终端的USB接口腐蚀情况下识别设备错误而无法使用的问题。

Description

一种通用串行总线接口检测电路和方法

技术领域

本发明实施例属于电路检测技术领域，涉及一种通用串行总线接口检测电路和方法。

背景技术

通用串行总线(USB，Universal Serial Bus)接口是目前诸如手机等终端必不可少的部件，一般包括电源引脚(VBUS)、两个数据引脚(D+、D-)以及一个接地引脚(GND)。对于具备数据转换(OTG，On The Go)功能的接口，还设置有标识引脚(ID)。以手机终端为例，如图1所示为现有技术提供的手机的USB接口和具备OTG功能的USB接口的示意图。

手机对OTG设备的检测是通过USB接口的标识引脚进行OTG识别，再通过USB接口进行OTG通信。手机对外接电源的检测是通过USB接口的电源引脚进行识别和充电。因此手机可以通过USB接口准确识别外接OTG设备或外接电源。

对于OTG识别，当OTG设备通过转接线插入手机的USB接口时，手机的标识引脚会与OTG设备的芯片相连，实现与外接OTG设备的数据转换通信。其中一个常规的设计应用就是通过标识引脚判断OTG设备的存在，当OTG设备插入时标识引脚处的电平就会被拉低，从而触发系统对OTG设备的读写控制。

随着手机使用时间以及使用环境的因素，会使得接口很容易遇水或者其他腐蚀性物质导致接口短路。其中一种短路情况是，标识引脚与接地引脚之间发生腐蚀，出现微短路状态。这样在USB接口未插接OTG设备时，也检测到标识引脚处于接地状态的低电平，从而会误识别到有OTG设备插入。微短路时系统就会认为OTG设备一直存在，从而影响用户的正常使用，比如无法充电。

发明内容

本发明实施例提出一种USB检测电路和方法，以对OTG的识别电路进行优化，从而保证即使端口腐蚀时也可以保证OTG设备的可靠识别。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

第一方面，本发明实施例提供了一种USB接口检测电路，包括：

分压电路，包括串联至接地的第一电源和分压点，所述分压点与所述标识引脚相连；

标识信号检测端，与所述分压点通过静电防护电阻相连，用于检测所述标识引脚的电平值，作为第一电平；

模拟数字转换器ADC检测端，与所述分压点相连，用于检测分压点的电平值，作为第二电平；

所述检测模块，与所述标识信号检测端和ADC检测端相连，用于根据所述第一电平和第二电平，判定所述接口与设备的连接状态。

第二方面，本发明实施例提供了一种USB接口检测方法，基于本发明实施例所提供的USB接口监测电路来执行，所述方法包括：

检测模块获取第一电平和第二电平；

所述检测模块根据所述第一电平和第二电平，判定所述接口与设备的连接状态。

本发明实施例提供的一种USB接口检测电路和方法，增加了一路ADC检测电路。当USB接口的标识引脚因腐蚀而发生微短路时，其阻抗值与插接OTG设备时的阻抗值不同，则虽然标识引脚均处于低电平状态，但电平值不同。本发明实施例利用了这一特点，检测模块从分压点分别检测获取标识引脚的电平信号和ADC检测信号，并通过两个电平判定接口与OTG设备的连接关系。本发明解决了现有技术中USB接口的标识引脚短路造成的终端识别错误问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术提供的USB接口的示意图；

图2A是本发明实施例一提供的一种USB接口检测电路结构示意图一；

图2B是本发明实施例一提供的一种USB接口检测电路结构示意图二；

图3是本发明实施例二提供的一种USB接口检测电路的电路图；

图4是本发明实施例三提供的一种USB接口检测方法的流程图；

图5是本发明实施例三提供的一种USB接口检测方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

图2A是本发明实施例一提供的一种USB接口检测电路的结构示意图一，图2B为本发明实施例一提供的一种USB接口检测电路的结构示意图二。该实施例的技术方案适用于具有OTG功能的终端的通信接口进行检测的情况。终端可以为任意具有OTG功能的电子设备，典型的如手机、平板电脑等。

如图2A和2B所示，所述接口检测电路包括：USB接口110、分压电路120、标识信号检测端130、ADC检测端140以及检测模块150。其中分压电路120包括第一电源121和分压点122。

其中，移动终端的USB接口110的标识引脚与分压电路120的分压点122相连，标识信号检测端130与分压电路120的分压点122通过静电防护电阻相连，检测与分压点122相连的标识引脚的电平值，作为第一电平；ADC检测端140也与分压点122相连，用于检测分压点122的电平值，作为第二电平；检测模块150与标识信号检测端130和ADC检测端140相连，用于根据所述第一电平和第二电平，判定所述接口与设备的连接状态。

上述方案中，标识信号检测端130即一般的通用输入输出接口(GPIO，General-Purpose IO ports)检测端，检测USB接口中标识引脚的电平值。无论USB接口的标识引脚是否因腐蚀而发生微短路时，GPIO电路检测到的电平值依然为低电平。但是，微短路时，标识引脚处，插接OTG设备的阻抗值与未插接OTG设备时的阻抗值不同，则虽然标识引脚均处于低电平状态，但电平值不同。本发明实施例利用了这一特点，检测模块从分压点检测获取标识引脚的电平信号和ADC检测信号，通过两个电平判定接口与OTG设备的连接关系。

上述实施例的技术方案中，第一电平和第二电平虽然都是从分压点进行采样，可得到都是低电平，但是可以通过对第二电平进行门限值的设定区分标识引脚处是否插接有OTG设备。

优选的，检测模块150具体用于如果识别到第一电平为设定低电平，则检测第二电平是否低于设定门限值；若所述第二电平低于所述设定门限值，则使能OTG功能；若所述第二电平高于所述设定门限值，则停止使能所述OTG功能。

OTG设备的识别信号的阻抗为0R，设备设计加入静电防护电阻ESD如1K，ADC检测端读取分压点相当于绝对阻值为1K。而微短时标识引脚的阻抗值在0.1K-10Kohm之间。所以，当以OTG设备阻抗为门限的决定值时，当第二电平大于设定门限值时，即阻抗大于1K，即说明此时不是接入OTG设备，为微短状态。若第二电平小于设定门限值，则识别为接入OTG设备，使能OTG功能。

本实施例一提供了一种通用串行总线接口检测电路。当移动终端的标识引脚短路时，现有技术中仅通过标识引脚处的信号难以进行设备识别。本检测电路中增加ADC检测电路通过第一电平和第二电平，判定所述接口与设备的连接状态。本发明实施例利用了微短时电路阻抗和插入OTG设备时是不一样的特点，通过分压电路来检测标识引脚处的阻抗状态，从而区分微短路和插入OTG设备的情况。本发明实施例解决了现有技术中终端的通信接口的标识引脚短路造成的终端识别错误问题。

实施例二

图3是本发明实施例二提供的一种USB接口检测电路的电路图。本实施例以实施例一为基础，给出了具体的电路实现方式。

如图3所示，CN1101为移动终端的USB接口，其包括ID引脚、VBUS引脚、两个数据引脚(D+、D-)以及GND引脚。

分压电路具体包括：在第一电源(VDD)和地之间串联的第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3，R2和R3之间作为分压点。此处R2不是必须存在的，去掉R2即为实施例一中的情况。此处增加R2可以调节第二电平的门限值，使检测门限值的设置更加灵活，能变更第二电平的门限值。当串联有第二电阻R2时，所述标识引脚和标识信号检测端与所述第一电阻R1和第二电阻R2之间的连接点相连。

优选的，所述第一电阻R1的阻值不小于10K。

基于前述分析可知，OTG设备的识别阻值为1K，当USB接口插入OTG设备时，即相当于标识检测端通过分压点连接1K的电阻，当USB接口腐蚀发生微短路时，相当于连接的微短阻抗为0.1K-10Kohm。R1电阻的选择需要考虑ADC检测端电压的范围，R1阻值需要依据ADC检测端电压值的范围进行调整；但该阻值不宜过小，会导致OTG设备插入时漏电较大的问题。

优选的，所述第三电阻R3的阻值之和大于第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3阻值之和的三分之二。分压点的分压比2/3以上，避免未插入OTG设备时ADC分压触发OTG使能信号。若R3的阻值太小，则可能在未插入OTG设备时与电阻R1构成分压而使ADC分压太小，以至于分压点此时就为低电平，所述第二电平值低于门限，则在未插入任何设备时，一直处于OTG使能状态。

检测电路中包括的静电防护电阻，连接在标识信号检测端与第一分压点之间。在电子产品生产、装配、存储、运输、使用过程中，不产生静电是不可能的，但产生静电并非危险所在，危害在于静电积累，以及由此产生的静电感应、吸附和放电。对静电积累的限制和采取各种防护措施尤为重要。加入静电防护电阻，限制电流大小，来保证设备以及人身的安全。

在图3中静电防护电阻为R4。

如图3所示电路构成了ADC检测的电路。此电路用第一电平和第二电平来判断终端与OTG设备的连接关系。具体的，该ADC检测电路具体判断方法包括：

如果识别到第一电平为设定低电平，则检测第二电平是否低于设定门限值；

若所述第二电平低于所述设定门限值，则使能OTG功能；

若所述第二电平高于所述设定门限值，则停止使能所述OTG功能。

如图3中，如果识别到USB_ID为设定低电平，则检测USB_ID_ADC端口是否低于设定门限值。若低于设定门限值，则使能OTG功能；否则，停止OTG功能。

本发明实施例二提供的一种通用串行总线接口检测电路。当移动终端的标识引脚短路时，现有技术中仅通过GPIO信号难以进行设备识别。本检测电路中增加ADC检测电路通过第一电平和第二电平，判定所述接口与设备的连接状态。本发明解决了现有技术中终端的通信接口的标识引脚短路造成的终端识别错误问题。

实施例三

图4是本发明实施例三提供的的一种通用串行总线接口检测电路的检测方法流程图。本实施例中检测方法由以上述实施例串行总线接口检测电路来执行，检测方法如图4所示，该方法包括：

S410、检测模块获取第一电平和第二电平。

S420、检测模块根据第一电平和第二电平，判定接口与设备的连接状态。

具体的，如图5所示，检测模块根据第一电平和第二电平，判断接口与设备的连接状态，包括：

S421、识别到第一电平为设定低电平。

S422、检测第二电平是否低于设定门限值，若低于设定门限值，则执行S423，若高于设定门限值，则执行S424。

S423、使能OTG功能。

S424、停止使能OTG功能。

本发明实施例三提供的一种通用串行总线接口检测方法，以上述实施例提供的一种通用串行总线接口检测电路为基础。当移动终端的标识引脚短路时，现有技术中仅通过GPIO信号难以进行设备识别。本检测电路中增加ADC检测电路通过第一电平和第二电平，判定所述接口与设备的连接状态。本发明解决了现有技术中终端的通信接口的标识引脚短路造成的终端识别错误问题。根据上述方式的检测和判断，可大大减少端口微短路情形下的不能充电问题。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (8)

1.一种通用串行总线USB接口检测电路，其特征在于，包括：

分压电路，包括串联至接地的第一电源和分压点，所述分压点与USB接口的标识引脚相连；

标识信号检测端，与所述分压点通过静电防护电阻相连，用于检测所述标识引脚的电平值，作为第一电平；

ADC检测端，与所述分压点相连，用于检测分压点的电平值，作为第二电平；

检测模块，与所述标识信号检测端和ADC检测端相连，用于根据所述第一电平和第二电平，判定所述接口与设备的连接状态。

2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述分压电路包括：

在第一电源和地之间串联的第一电阻和第三电阻，所述第一电阻和第三电阻之间形成所述分压点。

3.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述分压电路还包括：

第二电阻，串联在所述第一电阻和所述分压点之间；所述标识引脚和标识信号检测端与所述第一电阻和第二电阻之间的连接点相连。

4.根据权利要求3所述的电路，其特征在于：

所述第三电阻的阻值大于第一电阻、第二电阻和第三电阻阻值之和的三分之二。

5.根据权利要求3所述的电路，其特征在于：

所述第一电阻的阻值不小于10K。

6.根据权利要求3-5任一所述的电路，其特征在于，所述检测模块具体用于：

如果识别到第一电平为设定低电平，则检测第二电平是否低于设定门限值；

若所述第二电平低于所述设定门限值，则使能数据转换OTG功能；

若所述第二电平高于所述设定门限值，则停止使能所述OTG功能。

7.一种通用串行总线USB接口检测方法，其特征在于，基于权利要求1-6任一所述的USB接口检测电路来执行，所述方法包括：

检测模块获取第一电平和第二电平；

所述检测模块根据所述第一电平和第二电平，判定所述接口与设备的连接状态。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述检测模块根据所述第一电平和第二电平，判定所述接口与设备的连接状态包括：

如果识别到第一电平为设定低电平，则检测第二电平是否低于设定门限值；

若所述第二电平低于所述设定门限值，则使能OTG功能；

若所述第二电平高于所述设定门限值，则停止使能所述OTG功能。