CN108073537A - Usb接口电路、usb接口的实现方法及装置 - Google Patents

Usb接口电路、usb接口的实现方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种USB接口电路、USB接口的实现方法及装置，本发明通过利用外接的USB设备和USB主机在VBUS电压上的差异，识别出USB接口连接的是USB主机还是USB设备，并根据连接的是USB主机还是USB设备对信号线D+和/或D‑进行处理，以使USB接口电路与USB A型口连接的USB设备或USB主机相匹配，从而使同一个USB接口同时能够支持与USB设备和USB主机的连接，进而有效解决了现有的USB A型口不能同时支持与USB设备和USB主机的连接的问题。

Description

USB接口电路、USB接口的实现方法及装置
技术领域
本发明涉及通信技术领域，特别是涉及一种USB接口电路、USB接口的实现方法及装置。
背景技术
USB接口在电脑和通信终端产品上的使用由来已久。其中，电脑和客户终端设备(Customer Premise Equipment，CPE)上，USB type A型USB接口(即，USB A型口)非常通用，它能够在一个接口上实现对设备的供电和通信。在这些应用中，USB接口作为主机，连接的设备的种类很多，包括打印机，移动硬盘，读卡器等。
CPE产品，很多配有USB type A型接口，它是一个USB主机接口，用于连接诸如U盘，打印机等设备。但CPE产品经常还有另外一种需求，就是需要一个USB设备接口，用于连接PC机，实现调试和下载软件等功能。
由于传统的tpyeA型USB接口只能用于USB主机接口，为了连接PC机，CPE设备就必须增加另外一个USB设备接口来跟PC机连接，这会在一定程度上提高产品成本，也会在一定程度上影响产品外观，也就是说，现有的tpyeA型USB接口不能同时支持与USB设备和USB主机的连接。
发明内容
本发明提供了一种USB接口电路、USB接口的实现方法及装置，以解决现有的USB A型口不能同时支持与USB设备和USB主机的连接的问题。
本发明一方面提供了一种USB接口电路，包括：
USB A型口，用于与USB设备或者USB主机连接；
比较部，用于将检测到的USB A型口的VBUS电压与预设的第一基础电压进行比较，并将电压比较结果发送给所述处理器；
所述处理器，用于根据所述电压比较结果对信号线D+和/或信号线D-进行处理。
进一步地，所述处理器还用于，根据所述电压比较结果判断所述USB A型口连接的是USB设备还是USB主机，并在判断是USB设备时，通过下拉电阻电路将信号线D+和信号线D-拉低，在判断是USB主机时，通过上拉电阻电路将信号线D+或信号线D-拉高。
进一步地，该电路还包括：直流电源DC/DC电路；
所述DC/DC电路，分别与处理器以及USB A型口连接，用于输出所述第一基础电压，并在所述处理器触发下，将所述第一基础电压变换为第二基础电压；
所述处理器还用于，当根据所述电压比较结果判断所述USB A型口连接的是USB设备时，触发所述DC/DC电路进行电压变换。
所述第一基础电压为4.4-4.75V，所述第二基础电压为4.75-5.25V。进一步地，该电路还包括：限流防倒灌电路；
所述限流防倒灌电路将所述DC/DC电路与USB A型口连接。
进一步地，所述比较部为比较器；
所述比较器的同相输入端与USB A型口连接，反向输入端与DC/DC电路连接，输出端与所述处理器连接，用于将USB A型口的VBUS电压与所述DC/DC电路的第一基础电压进行比较，并将电压比较结果发送给所述处理器；
所述处理器根据电压比较结果判断是USB主机还是USB设备，并在判定是USB主机时，通过上拉电阻电路将信号线D+或信号线D-拉高，在判定是USB设备时，通过下拉电阻电路将信号线D+和信号线D-拉低，并将所述DC/DC电路的第一基础电压变换为第二基础电压。
进一步地，所述比较部为模数转换器；
所述模数转换器ADC，分别与USB A型口以及处理器连接，用于将USBA型口的VBUS电压与DC/DC电路的第一基础电压进行比较，并将电压比较结果发送给所述处理器；
所述处理器根据电压比较结果判断是USB主机还是USB设备，并在判定是USB主机时，通过上拉电阻电路将信号线D+或信号线D-拉高，在判定是USB设备时，通过下拉电阻电路将信号线D+和信号线D-拉低，并将所述DC/DC电路的第一基础电压变换为第二基础电压。
所述第一基础电压为4.4-4.75V，所述第二基础电压为4.75-5.25V。
本发明另一方面提供了一种USB接口的实现方法，包括：
将检测到的USB A型口的VBUS电压与预设的第一基础电压进行比较；
根据所述电压比较结果对信号线D+和/或信号线D-进行处理，以使USB接口电路与USB A型口连接的USB设备或USB主机相匹配。
进一步地，根据所述电压比较结果对信号线D+和/或信号线D-进行处理，具体包括：
根据所述电压比较结果判断所述USB A型口连接的是USB设备还是USB主机，并在判断是USB设备时，通过下拉电阻电路将信号线D+和信号线D-拉低，在判断是USB主机时，通过上拉电阻电路将信号线D+或信号线D-拉高。
进一步地，该方法还包括：通过DC/DC电路输出所述第一基础电压，当所述电压比较结果判断所述USB A型口连接的是USB设备时，所述DC/DC电路输出的将第一基础电压变换为第二基础电压；
所述第一基础电压为4.4-4.75V，所述第二基础电压为4.75-5.25V。
本发明再一方面提供了一种USB接口的实现装置，包括：
比较单元，用于将检测到的USB A型口的VBUS电压与预设的第一基础电压进行比较；
处理单元，用于根据所述电压比较结果对信号线D+和/或信号线D-进行处理，以使USB接口电路与USB A型口连接的USB设备或USB主机相匹配。
进一步地，所述处理单元还用于，根据所述电压比较结果判断所述USB A型口连接的是USB设备还是USB主机，并在判断是USB设备时，通过下拉电阻电路将信号线D+和信号线D-拉低，在判断是USB主机时，通过上拉电阻电路将信号线D+或信号线D-拉高。
进一步地，该装置还包括：直流电源单元，用于输出所述第一基础电压，当所述电压比较结果判断所述USB A型口连接的是USB设备时，将输出的第一基础电压变换为第二基础电压；
其中，所述第一基础电压为4.4-4.75V，所述第二基础电压为4.75-5.25V。
本发明有益效果如下：
本发明通过利用外接的USB设备和USB主机在VBUS电压上的差异，识别出USB接口连接的是USB主机还是USB设备，并根据连接的是USB主机还是USB设备对信号线D+和/或D-进行处理，以使USB接口电路与USB A型口连接的USB设备或USB主机相匹配，从而使同一个USB接口同时能够支持与USB设备和USB主机的连接，进而有效解决了现有的USB A型口不能同时支持与USB设备和USB主机的连接的问题。
附图说明
图1是本发明实施例的一种USB接口电路连接示意图；
图2是本发明实施例的另一种USB接口电路连接示意图；
图3是本发明实施例的再一种USB接口电路连接示意图；
图4是本发明实施例的一种USB接口的实现方法的流程示意图；
图5是本发明实施例的另一种USB接口的实现方法的流程示意图；
图6是本发明实施例的一种USB接口的实现装置的结构示意图。
具体实施方式
由于现有的USB A型口不能同时支持与USB设备和USB主机的连接的问题，因此，本发明提供了一种USB接口电路及USB设备与USB主机共用USB接口的方法，本发明通过利用外接的USB设备和USB主机在VBUS电压上的差异，识别出USB接口连接的是USB主机还是USB设备，并根据连接的是USB主机还是USB设备对信号线D+和/或D-进行处理，以使USB接口电路与USBA型口连接的USB设备或USB主机相匹配，从而使同一个USB接口同时能够支持与USB设备和USB主机的连接，进而有效解决了现有的USB A型口不能同时支持与USB设备和USB主机的连接的问题。以下结合附图以及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不限定本发明。
电路实施例
本发明实施例提供了一种USB接口电路，参见图1，该USB接口电路包括：
USB A型口，用于与USB设备或者USB主机连接；
比较部，用于将检测到的USB A型口的VBUS电压与预设的第一基础电压进行比较，并将电压比较结果发送给所述处理器；
所述处理器，用于根据所述电压比较结果对信号线D+和/或信号线D-进行处理。
也就是说，本发明通过利用外接的USB设备和USB主机在VBUS电压上的差异，识别出USB接口连接的是USB主机还是USB设备，并根据连接的是USB主机还是USB设备对信号线D+和/或信号线D-进行处理，以使USB接口电路与USB A型口连接的USB设备或USB主机相匹配，从而使同一个USB接口同时能够支持与USB设备和USB主机的连接，进而有效解决了现有的USB A型口不能同时支持与USB设备和USB主机的连接的问题。
即，本发明是利用低功率设备对电压要求较低的特性，产生出不仅符合USB规范，而且还跟普通USB口有差异的VBUS电压的特性，通过改造USB接口的电器特性，利用外接的USB设备和USB主机在VBUS电压上的差异，识别出USB接口连接的是USB主机还是USB设备。
需要说明的是，本发明USB设备只是通过USB口传输信息和供电，由计算机完成相应的计算工作，比如U盘、USB接口的打印机，等等；
USB主机是USB接口除了供电和传输信息，剩下的计算功能都是其自身完成的，如电脑等等。
具体来说，本发明实施例所述处理器是根据所述电压比较结果判断所述USB A型口连接的是USB设备还是USB主机，并在判断是USB设备时，通过下拉电阻电路将信号线D+和信号线D-拉低，在判断是USB主机时，通过上拉电阻电路将信号线D+或D-拉高。
具体实施时，本发明实施例是在判断是USB设备时，通过下拉电阻电路将信号线D+或信号线D-与地连接，并在判断是USB主机时，通过上拉电阻电路将信号线D+或D-数据传输与高压电源连接。
进一步地，本发明实施例所述第一基础电压为4.4-4.75V，所述第二基础电压为4.75-5.25V。
进一步地，本发明实施例所述的电路还设有直流电源DC/DC电路；
所述DC/DC电路分别与处理器以及USB A型口连接，用于输出所述第一基础电压，并在所述处理器触发下，将所述第一基础电压变换为第二基础电压；
所述处理器还用于，当根据所述电压比较结果判断所述USB A型口连接的是USB设备时，触发所述DC/DC电路进行电压变换。
其中，第二基础电压为4.75-5.25V。
具体来说，本发明实施例是的DC/DC电路能够输出第一基础电压(4.4-4.75V，即USB设备的电压)和第二机场电压(4.75-5.25V，即USB主机的电压)，在处理器判断USB A型口连接的是USB设备时，DC/DC电路能够切换为USB主机的电压，以与连接的USB设备相匹配。
具体实施时，本发明所述的电路还包括：限流防倒灌电路；所述限流防倒灌电路将所述DC/DC电路与USB A型口连接。
举例说明，USB协议对主机的VBUS输出的最低电压，具体要求是高功率端口最低4.75V-5.25V，低功率端口为4.4V-5.25V。USB协议还规定，设备在枚举完成被识别为高功率设备之前，默认被视为低功率设备，其所需电流不超过100mA，并且支持的工作电压，最低可以到4.4V。因此，本发明设置一个特殊的USB type A型USB接口，其VBUS的初始电压介于4.4V和4.75V之间。当此接口上插入一个USB设备后，由于USB设备在枚举成功前都默认是低功率设备，所以这不会影响USB设备的识别和枚举。在识别到插入的是USB设备之后，本接口内部可以切换VBUS电压到4.75V以上，以满足高功率设备的供电需求。
如果上述接口和一个标准的USB主机接口连接，则该主机接口会输出高于4.75V的电压到达此type A型USB接口，并抬高该接口上的VBUS电压到4.75V以上。这个较高的VBUS电压被处理器识别之后，就可以判断出对端不是一个USB设备，而是一个USB主机，随后就可以在D+/D-上接入上拉电阻并切换协议栈，让设备进入USB设备模式跟外接的主机进行通信。
根据以上的思路，设计一个USB type A型USB接口如图2所示，图2中，R1＝R2＝15k，R3＝1.5k。上电后，USB接口默认处于主机模式，此时DC/DC输出4.5V电压，开关控制信号接通第一电阻R1和第二电阻R2，断开第三电阻R3。下面根据USB接口对端身份的不同，分别描述。
当插入USB设备时，本发明的USB接口VBUS上的4.5V电源通过type A型USB接口给所插入的USB设备供电，而USB设备在上电后，会根据协议拉高D+或D-的电平，本发明的接口内部的处理器在识别到此电平信号后，会发送电压控制信号切换输出电压到5.0V，此后的工作流程则跟标准的USB规范做法完全一致。由于VBUS电压已经切换为标准的5.0V电压，所以就能够遵循USB协议，无论所插入的是低功率设备还是高功率设备都能兼容。
当用户拔掉此USB设备后，按照USB通信规范，能够被主机检测到，此时通过电压控制信号重新切换VBUS电压到4.5V，返回初始状态。
当插入普通的USB主机接口的后，因为两侧都是USB主机，其两路VBUS电源会短接在一起。由于本发明的USB接口的VBUS默认电压(4.5V)低于普通接口上的VBUS电压(4.75-5.25V)，所以外部USB主机的VBUS电流会流入本设备，抬高本设备USB接口上的VBUS电压，(由于设备内部包含防电流倒灌的电路，并不会损坏DC/DC)。在本设备内部，通过比较部能够检测到该电压的升高，从而判断出USB接口已经跟外部的USB主机连接。
判断有外部主机连接后，本设备切换内部的协议栈进入USB设备模式，并通过开关控制信号，切断电阻R1和R2与USB信号线的连接，并将R3接通在D+上。由于R3的接通，拉高了D+信号，外部插入的主机会识别出该信号，判断出有USB全速设备插入，随后按照USB规范，完成设备的识别和枚举。在枚举成功后，所插入的主机和本设备之间通过USB接口交换数据，完成所需的业务。在用户可能会拔掉此USB主机后，本设备能够检测到VBUS电压的降低，从而切换协议栈为主机状态，此时接口上的VBUS电压改由内部的DC/DC供电，输出4.5V，返回到初始状态。
当插入USB HUB，即标准的USB HUB上行端口插入后，本发明的USB接口识别和枚举过程跟插入USB设备类似，本机VBUS上的4.5V电源会通过type A型接口给HUB供电，而上电后的USB HUB会拉高D+电平，继而处理器识别到此电平信号后，发送电压控制信号，切换输出的VBUS电压到5.0V。其他方面跟标准的协议并无差异。
具体实施时，本发明实施例的所述比较部可具体设置为比较器或模数转换器(Analog-to-Digital Converter，ADC)来实现比较VBUS电压上的差异的功能。
图2是本发明实施例的另一种USB接口电路连接示意图，如图2所示，本发明实施例的比较器的同相输入端与USB A型口连接，反向输入端与DC/DC电路连接，输出端与所述处理器连接，用于将USB A型口的VBUS电压与所述DC/DC电路的第一基础电压进行比较，并将电压比较结果发送给所述处理器；处理器根据电压比较结果判断是USB主机还是USB设备，并在判定是USB主机时，通过上拉电阻电路将信号线D+或信号线D-拉高，在判定是USB设备时，通过下拉电阻电路将信号线D+和信号线D-拉低，并将所述DC/DC电路的第一基础电压变换为第二基础电压。
具体而言，起始时，本发明的USB接口的VBUS的初始电压介于4.4V和4.75V之间，当此接口上插入一个USB设备后，比较器识别VBUS电压，并将电压比较结果发送给处理器，处理器根据电压比较结果判断接口插入的是USB设备后，通过触发DC/DC电路进行电压变换，抬高VBUS电压到4.75V以上，满足高功率设备的供电需求，并在D+/D-上接入上拉电阻并切换协议栈，让设备进入USB设备模式跟外接的主机进行通信。即，上电后，USB接口默认处于主机模式，此时DC/DC输出5V电压，开关控制信号接通R1和R2，断开R3。
在用户插入普通的的USB主机接口的后，因为两侧都是USB主机，其两路VBUS电源会短接在一起。本接口的VBUS默认电压(4.5V)低于普通接口上的VBUS电压(4.75-5.25V)，所以外部USB主机的VBUS电流会流入本设备，抬高本设备USB接口上的VBUS电压，(由于设备内部包含防电流倒灌的电路，并不会损坏DC/DC)。在本设备内部，通过比较器能够检测到该电压的升高，从而判断出USB接口已经跟外部的USB主机连接。处理器判断有外部主机连接后，切换内部的协议栈进入USB设备模式，并通过开关控制信号，切断电阻R1和R2与USB信号线的连接，并将R3接通在D+上。由于R3的接通，拉高了D+信号，外部插入的主机会识别出该信号，判断出有USB全速设备插入，随后按照USB规范，完成设备的识别和枚举。在枚举成功后，所插入的主机和本设备之间通过USB接口交换数据，完成所需的业务。
在用户可能会拔掉此USB主机后，本设备能够检测到VBUS电压的降低，从而切换协议栈为主机状态，此时接口上的VBUS电压改由内部的DC/DC供电，输出4.5V，返回到初始状态。
图3是本发明实施例的再一种USB接口电路连接示意图，相对于图2，本发明图3是通过模数转换器ADC来完成图2中比较器的所有功能，具体的，本发明实施例的模数转换器ADC，分别与USB A型口以及处理器连接，用于将USB A型口的VBUS电压与DC/DC电路的第一基础电压进行比较，并将电压比较结果发送给所述处理器；所述处理器根据电压比较结果判断是USB主机还是USB设备，并在判定是USB主机时，通过上拉电阻电路将信号线D+或D-与高电压连接，在判定是USB设备时，通过下拉电阻电路将信号线D+和D-拉高，并将所述DC/DC电路的第一基础电压变换为第二基础电压。
具体的，本领域的技术人员可以根据本发明的比较器的例子进行理解，在此不再详细赘述。
为了更好的对本发明所述的接口进行说明，下面将通过几个具体应用的例子对本发明进行解释和说明：
本发明的USB接口电路在CPE上的应用：在很多处理无线、有线和光纤接入的CPE设备上，经常需要提供USB A型接口给用户，外接U盘和打印机等USB设备。除此之外还需要一个USB接口，工作在USB设备模式下，连接PC机后，用于调试和下载升级。在这种类型设备上，我们可以使用本发明的USB A型接口，只需要1个接口就能够同时实现上述2个功能，节省了成本和体积，尤其是当CPE内部处理器的USB口数量有限时，可以省掉USB接口扩展的相关电路。
该type A型USB接口默认为主机模式，当用户插入USB设备后，该接口通过VBUS对所插入的用户USB设备供电、识别和枚举，完成所需业务。
当售后或者研发人员需要调试或者下载时，可以直接将该接口连接到PC机的typeA型USB接口。此时，因为PC机的默认VBUS电压比本CPE设备高，本CPE会按照前面描述的方法，切换为USB设备模式，实现调试或者下载升级的功能。
当然，这个接口的特殊功能也可以开放给用户。用户在连接PC机后，本CPE设备也是工作在USB设备模式下，用户可以直接通过USB线缆上网或者访问CPE内部的存储内容。
本发明的USB接口电路在PC机和平板电脑上的应用：当前的PC机上大量使用USBtype A型USB接口，仅支持主机模式。如果能使用本发明技术将其改造为OTG接口，则可以实现两台PC机之间不通过其他交换设备的高速互连，能够在一个PC机上高速访问另外一个PC机的存储空间，实用性强。由于这个互连不需要设置IP地址，它比网线互连还要快捷方便。
在具体实现上，可以用颜色或者字符等手段标注出某个type A型USB接口是否支持OTG(On-The-Go)功能。如果支持OTG，则表示该接口可以直连到其他设备的主机接口上，此时本机将被视为上述其他设备USB主机接口上外挂的USB设备。如果本发明所描述的typeA型USB接口互连，则由于在互连后，两侧的VBUS电压都低于4.75V的门限，均无法识别到对方的插入，所以都会保持在主机模式下，无法识别出对方的插入。但这样也不会造成接口的损坏，相对于传统的type A型USB接口，也是一个进步。(传统的type A型USB主机接口互连，有可能导致接口的损坏)
本发明的USB接口电路在平板电脑上的应用：由于现存的大量的USB设备都是使用的type A型插头，如U盘，U key等，平板电脑上保留type A型USB接口也是很有必要的。事实上，目前在售的平板电脑，就有相当一部分保留了type A型USB接口，如微软的SURFACE系列。但平板电脑对便携的要求很高，如果该接口同时支持OTG模式，就能用一个接口实现连接电脑和连接外设这两种功能，对控制尺寸非常有利。
总体来说，本发明通过利用外接的USB设备和USB主机在VBUS电压上的差异，识别出USB接口连接的是USB主机还是USB设备，并根据连接的是USB主机还是USB设备对信号线D+和/或D-进行处理，以使USB接口电路与USB A型口连接的USB设备或USB主机相匹配，从而使同一个USB接口同时能够支持与USB设备和USB主机的连接，进而有效解决了现有的USB A型口不能同时支持与USB设备和USB主机的连接的问题。
方法实施例
本发明实施例提供了一种USB接口的实现方法，参见图4，该方法包括：
S401、将检测到的USB A型口的VBUS电压与预设的第一基础电压进行比较；
S402、根据所述电压比较结果对信号线D+和/或信号线D-进行处理，以使USB接口电路与USB A型口连接的USB设备或USB主机相匹配。
本发明通过利用外接的USB设备和USB主机在VBUS电压上的差异，识别出USB接口连接的是USB主机还是USB设备，并根据连接的是USB主机还是USB设备对信号线D+和/或D-进行处理，以使USB接口电路与USB A型口连接的USB设备或USB主机相匹配，从而使同一个USB接口同时能够支持与USB设备和USB主机的连接，进而有效解决了现有的USB A型口不能同时支持与USB设备和USB主机的连接的问题。
具体来说，本发明实施所述步骤S402具体包括：根据所述电压比较结果判断所述USB A型口连接的是USB设备还是USB主机，并在判断是USB设备时，通过下拉电阻电路将信号线D+和信号线D-拉低，在判断是USB主机时，通过上拉电阻电路将信号线D+或信号线D-拉高。
具体的，本发明是在判断是USB设备时，通过下拉电阻电路将信号线D+和D-与地连接，在判断是USB主机时，通过上拉电阻电路将信号线D+或D-与高压电源连接。
进一步地，本发明实施例所述的方法还包括：通过DC/DC电路输出所述第一基础电压，当所述电压比较结果判断所述USB A型口连接的是USB设备时，所述DC/DC电路输出的将第一基础电压变换为第二基础电压；其中，第二基础电压为4.75-5.25V。
具体地，本发明实施例通过将DC/DC电路分别与处理器以及USB A型口连接，DC/DC电路输出所述第一基础电压，并在所述处理器触发下，将所述第一基础电压变换为第二基础电压；所述处理器在根据所述电压比较结果判断所述USB A型口连接的是USB设备时，触发所述DC/DC电路进行电压变换。
具体来说，本发明实施例是的DC/DC电路能够输出第一基础电压(4.4-4.75V，即USB设备的电压)和第二机场电压(4.75-5.25V，即USB主机的电压)，在处理器判断USB A型口连接的是USB设备时，DC/DC电路能够切换为USB主机的电压，以与连接的USB设备相匹配。
图5是本发明实施例的另一种USB设备与USB主机共用USB接口的方法的流程示意图，如图5所示，该方法包括：
S501、USB上电开机；
S502、VBUS默认输出4.5V，接通下拉电阻R1和R2；
S503、判断D+/D-电平，有高电平进入S504，否则进入S508；
S504、切换VBUS电压为5V；
S505、作为USB主机工作识别和枚举外设；
S506、通过USB接口传输数据；
S507、拔掉USB线缆，USB通信终止，返回S502；
S508、检测VBUS电压；
S509、判断VBUS电压是否高于4.5V，如果是，则进入下一步，否则进入S502；
S510、有主机接入，断开电阻R1和R2，接通R3；
S511、作为USB外设工作，配合主机完成外设的识别和枚举；
S512、本设备和所插入的主机通过USB接口传输数据；
S513、拔掉USB线缆，USB通信终止，返回S502。
本发明实施例中的相关内容可参照电路实施例和装置实施部分进行理解，在此不再赘述。
装置实施例
本发明实施例提供了一种USB接口的实现装置，参见图6，该装置包括：
比较单元，用于将检测到的USB A型口的VBUS电压与预设的第一基础电压进行比较；
处理单元，用于根据所述电压比较结果对信号线D+和/或信号线D-进行处理，以使USB接口电路与USB A型口连接的USB设备或USB主机相匹配。
本发明通过利用外接的USB设备和USB主机在VBUS电压上的差异，识别出USB接口连接的是USB主机还是USB设备，并根据连接的是USB主机还是USB设备对信号线D+和/或D-进行处理，以使USB接口电路与USB A型口连接的USB设备或USB主机相匹配，从而使同一个USB接口同时能够支持与USB设备和USB主机的连接，进而有效解决了现有的USB A型口不能同时支持与USB设备和USB主机的连接的问题。
进一步地，本发明实施例的所述处理单元还用于，根据所述电压比较结果判断所述USB A型口连接的是USB设备还是USB主机，并在判断是USB设备时，通过下拉电阻电路将信号线D+和信号线D-拉低，在判断是USB主机时，通过上拉电阻电路将信号线D+或信号线D-拉高。
具体实施时，本发明实施例的处理单元是在判断是USB设备时，通过下拉电阻电路将信号线D+和D-与地连接，在判断是USB主机时，通过上拉电阻电路将信号线D+或D-与高压电源连接。
进一步地，本发明实施例所述的装置还包括：直流电源单元；所述直流电源单元，用于输出所述第一基础电压，当所述电压比较结果判断所述USB A型口连接的是USB设备时，将输出的第一基础电压变换为第二基础电压。
具体实施时，本发明实施例通过将DC/DC电路分别与处理器以及USB A型口连接，DC/DC电路输出所述第一基础电压，并在所述处理器触发下，将所述第一基础电压变换为第二基础电压；所述处理器在根据所述电压比较结果判断所述USB A型口连接的是USB设备时，触发所述DC/DC电路进行电压变换。
具体来说，本发明实施例是的DC/DC电路能够输出第一基础电压(4.4-4.75V)和第二机场电压(4.75-5.25V)，在处理器判断USB A型口连接的是USB设备时，DC/DC电路能够切换为USB主机的电压，以与连接的USB设备相匹配。
本发明实施例中的相关内容可参照电路实施例和方法实施部分进行理解，在此不再赘述。
本发明可以至少可以达到以下的有益效果：
本发明通过利用外接的USB设备和USB主机在VBUS电压上的差异，识别出USB接口连接的是USB主机还是USB设备，并根据连接的是USB主机还是USB设备对信号线D+和/或D-进行处理，以使USB接口电路与USB A型口连接的USB设备或USB主机相匹配，从而使同一个USB接口同时能够支持与USB设备和USB主机的连接，进而有效解决了现有的USB A型口不能同时支持与USB设备和USB主机的连接的问题。
尽管为示例目的，已经公开了本发明的优选实施例，本领域的技术人员将意识到各种改进、增加和取代也是可能的，因此，本发明的范围应当不限于上述实施例。

Claims (15)

1.一种USB接口电路，其特征在于，包括：
USB A型口，用于与USB设备或者USB主机连接；
比较部，用于将检测到的USB A型口的VBUS电压与预设的第一基础电压进行比较，并将电压比较结果发送给所述处理器；
所述处理器，用于根据所述电压比较结果对信号线D+和/或信号线D-进行处理。
2.根据权利要求1所述的USB接口电路，其特征在于，
所述处理器还用于，根据所述电压比较结果判断所述USB A型口连接的是USB设备还是USB主机，并在判断是USB设备时，通过下拉电阻电路将信号线D+和信号线D-拉低，在判断是USB主机时，通过上拉电阻电路将信号线D+或信号线D-拉高。
3.根据权利要求2所述的USB接口电路，其特征在于，还包括：直流电源DC/DC电路；
所述DC/DC电路，分别与处理器以及USB A型口连接，用于输出所述第一基础电压，并在所述处理器触发下，将所述第一基础电压变换为第二基础电压；
所述处理器还用于，当根据所述电压比较结果判断所述USB A型口连接的是USB设备时，触发所述DC/DC电路进行电压变换。
4.根据权利要求3所述的USB接口电路，其特征在于，
所述第一基础电压为4.4-4.75V，所述第二基础电压为4.75-5.25V。
5.根据权利要求3所述的USB接口电路，其特征在于，还包括：限流防倒灌电路；所述限流防倒灌电路将所述DC/DC电路与USB A型口连接。
6.根据权利要求3所述的USB接口电路，其特征在于，所述比较部为比较器；
所述比较器的同相输入端与USB A型口连接，反向输入端与DC/DC电路连接，输出端与所述处理器连接，用于将USB A型口的VBUS电压与所述DC/DC电路的第一基础电压进行比较，并将电压比较结果发送给所述处理器；
所述处理器根据电压比较结果判断是USB主机还是USB设备，并在判定是USB主机时，通过上拉电阻电路将信号线D+或信号线D-拉高，在判定是USB设备时，通过下拉电阻电路将信号线D+和信号线D-拉低，并将所述DC/DC电路的第一基础电压变换为第二基础电压。
7.根据权利要求3所述的USB接口电路，其特征在于，所述比较部为模数转换器；
所述模数转换器ADC，分别与USB A型口以及处理器连接，用于将USB A型口的VBUS电压与DC/DC电路的第一基础电压进行比较，并将电压比较结果发送给所述处理器；
所述处理器根据电压比较结果判断是USB主机还是USB设备，并在判定是USB主机时，通过上拉电阻电路将信号线D+或信号线D-拉高，在判定是USB设备时，通过下拉电阻电路将信号线D+和信号线D-拉低，并将所述DC/DC电路的第一基础电压变换为第二基础电压。
8.一种USB接口的实现方法，其特征在于，包括：
将检测到的USB A型口的VBUS电压与预设的第一基础电压进行比较；
根据所述电压比较结果对信号线D+和/或信号线D-进行处理，信号线D以使USB接口电路与USB A型口连接的USB设备或USB主机相匹配。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，根据所述电压比较结果对信号线D+和/或信号线D-进行处理，具体包括：
根据所述电压比较结果判断所述USB A型口连接的是USB设备还是USB主机，并在判断是USB设备时，通过下拉电阻电路将信号线D+和信号线D-拉低，在判断是USB主机时，通过上拉电阻电路将信号线D+或信号线D-拉高。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，还包括：通过DC/DC电路输出所述第一基础电压，当所述电压比较结果判断所述USB A型口连接的是USB设备时，所述DC/DC电路输出的将所述第一基础电压变换为第二基础电压。
11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，
所述第一基础电压为4.4-4.75V，所述第二基础电压为4.75-5.25V。
12.一种USB接口的实现装置，其特征在于，包括：
比较单元，用于将检测到的USB A型口的VBUS电压与预设的第一基础电压进行比较；
处理单元，用于根据所述电压比较结果对信号线D+和/或信号线D-进行处理，以使USB接口电路与USB A型口连接的USB设备或USB主机相匹配。
13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，
所述处理单元还用于，根据所述电压比较结果判断所述USB A型口连接的是USB设备还是USB主机，并在判断是USB设备时，通过下拉电阻电路将信号线D+和信号线D-拉低，在判断是USB主机时，通过上拉电阻电路将信号线D+或信号线D-拉高。
14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，还包括：直流电源单元；
所述直流电源单元，用于输出所述第一基础电压，当所述电压比较结果判断所述USB A型口连接的是USB设备时，将输出的第一基础电压变换为第二基础电压。
15.根据权利要求14所述的装置，其特征在于，
所述第一基础电压为4.4-4.75V，所述第二基础电压为4.75-5.25V。
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