CN108572936B - Usb接口控制电路 - Google Patents

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Abstract

一种USB接口控制电路，包括USB连接器、供电控制模块、主控模块及开关模块。USB连接器用于在与一USB设备连接时输出插接信号。供电控制模块电连接于USB连接器，用于在接收到所述插接信号时输出电源信号。开关模块电连接于供电控制模块及主控模块，用于在接收到所述电源信号时输出使能信号。主控模块用于在接收到使能信号时唤醒一USB控制器，以使得USB控制器与USB设备进行握手通信。上述USB接口控制电路可以使得终端设备在USB设备上电后再与其进行握手通信，进而可以避免出现无法识别USB设备的情形，提高握手通信的稳定性。

Description

USB接口控制电路
技术领域
本发明涉及电子设备领域，尤其涉及一种USB接口控制电路。
背景技术
随着移动技术的发展，USB接口成为了移动设备必不可少的部分。现有的传统USB接口中，USB Type-A和USB Type-B接口已经越来越难以满足新设备传输速度更快的要求。新一代的USB Type-C接口应运而生。USB Type-C接口满足了新设备传输速度更快的要求。
为了能够随时的响应外部USB设备的插入，Type-C接口控制器需要实时监视Type-C连接器的侦测引脚的电平状态。当有USB设备接入时，Type-C接口控制器需要根据USBType-C的协议与其进行通信。然而，当外部USB设备还未上电就与其进行通信时，将不能成功通信，以致出现通信故障。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提供一种USB接口控制电路，其能提高响应外部USB设备的插入的通信稳定性。
本发明一实施方式提供一种USB接口控制电路，包括USB连接器、供电控制模块、主控模块及开关模块。所述USB连接器用于在与一USB设备连接时输出插接信号。所述供电控制模块电连接于所述USB连接器，用于在接收到所述插接信号时输出电源信号。所述主控模块电连接于所述供电控制模块。所述开关模块电连接于所述供电控制模块及所述主控模块，用于在接收到所述电源信号时输出使能信号。其中，所述主控模块用于在接收到所述使能信号时唤醒一USB控制器，以使得所述USB控制器与所述USB设备进行握手通信。
优选地，所述电源信号还用于对所述USB设备进行供电。
优选地，所述USB连接器包括第一侦测引脚及第二侦测引脚；所述第一侦测引脚用于在检测到所述USB连接器与所述USB设备为正插接状态时，输出所述插接信号；所述第二侦测引脚用于在检测到所述USB连接器与所述USB设备为反插接状态时，输出所述插接信号。
优选地，所述使能信号为低电平信号。
优选地，所述开关模块包括：
第一电阻，一端电连接于所述供电控制模块，用于接收所述电源信号；
第二电阻，一端电连接于第一电源；及
开关管，包括控制端、第一端及第二端，所述控制端电连接于所述第一电阻的另一端，所述第一端电连接于所述第二电阻的另一端及所述主控模块，所述第二端接地。
优选地，所述开关管为N沟道场效应晶体管，所述开关管的控制端为N沟道场效应晶体管的栅极，所述开关管的第一端为N沟道场效应晶体管的漏极，所述开关管的第二端为N沟道场效应晶体管的源极。
优选地，所述主控模块还用于在未接收到所述使能信号控制所述USB控制器停止工作。
优选地，所述USB接口控制电路还包括电连接于所述供电控制模块及所述主控模块的电流侦测模块，所述电流侦测模块用于侦测所述电源信号的电流大小，所述主控模块还用于根据所述电源信号的电流大小来判断是否需要启动过流保护。
与现有技术相比，上述USB接口控制电路可以使得终端设备在USB设备上电后再与其进行握手通信，进而可以避免出现无法识别USB设备的情形，提高握手通信的稳定性。
附图说明
图1是本发明USB接口控制电路的一较佳实施方式的一运用环境图。
图2是本发明USB接口控制电路的一较佳实施方式的一功能模块图。
图3是本发明USB接口控制电路的一较佳实施方式的一电路图。
主要元件符号说明
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如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
请参阅图1-图2，本发明实施方式提供一USB接口控制电路100。
USB接口控制电路100电连接于USB设备200及终端设备300。USB设备200可以是支持USB3.0规范的设备，USB设备200包括第一USB连接器1。终端设备300包括USB控制器2。
USB接口控制电路100包括第二USB连接器10、供电控制模块20、开关模块30及主控模块40。第一USB连接器1与第二USB连接器10可以是Type-C连接器，且第一USB连接器1与第二USB连接器10可以相互插合，以实现USB设备200与USB接口控制电路100连接。当第一USB连接器1与第二USB连接器10插接时，第二USB连接器10输出插接信号。供电控制模块20电连接于第二USB连接器10，供电控制模块20用于在接收到第二USB连接器10输出的插接信号时输出电源信号。
开关模块30电连接于供电控制模块20及主控模块40，开关模块30用于在接收到供电控制模块20输出的电源信号时输出使能信号。主控模块40电连接于供电控制模块20，主控模块40用于在接收到开关模块30输出的使能信号时唤醒USB控制器2，以使得终端设备300内的USB控制器2与USB设备200进行握手通信。
在本发明一实施方式中，USB接口控制电路100可以通过终端设备300来获取电力信号。供电控制模块20输出的电源信号还用于对USB设备200进行供电。
在本发明一实施方式中，USB设备200可以是U盘。终端设备300可以是笔记本电脑、PC电脑、服务器等。
在本发明一实施方式中，第二USB连接器10包括第一侦测引脚CC1及第二侦测引脚CC2。第一侦测引脚CC1用于在检测到第一USB连接器1与第二USB连接器为正插接状态时，输出该插接信号。第二侦测引脚CC2用于在检测到第一USB连接器1与第二USB连接器为反插接状态时，输出该插接信号。
在本发明一实施方式中，开关模块30输出的使能信号为低电平信号。供电控制模块20输出的电源信号优选为+5V电压信号。
在本发明一实施方式中，USB接口控制电路100可以设置在终端设备300内。
主控模块40优选为平台控制器(platform controller hub、PCH)芯片，主控模块40可以通过获取其第一信号引脚GPIO_1的电平信号来判断是否接收到使能信号。第一信号引脚GPIO_1电连接于开关模块30。当第一信号引脚GPIO_1未接收到开关模块30输出的使能信号时，第一信号引脚GPIO_1为高电平信号，此时主控模块40用于控制USB控制器2停止工作。当第一信号引脚GPIO_1接收到开关模块30输出的使能信号时，第一信号引脚GPIO_1由高电平信号变为低电平信号，此时主控模块40唤醒USB控制器2，进而USB控制器2正常工作。USB控制器2可以与USB设备200进行握手通信。
在本发明一实施方式中，USB接口控制电路100还包括电连接于供电控制模块20及主控模块40的电流侦测模块50，电流侦测模块50用于侦测供电控制模块20输出的电源信号的电流大小，主控模块40还用于根据电源信号的电流大小来判断是否需要启动过流保护。
需要说明的是，当第一USB连接器1与第二USB连接器10插接时，由于电子元器件存在一定的延时，此时将可能出现USB控制器2与USB设备200进行握手通信时，USB设备200还没有接收到供电控制模块20输出的电源信号。即供电控制模块20并不会在插接后立即输出电源信号，USB设备200并不会立即得到供电，其存在一定的延时。如果此时USB控制器2与USB设备200进行握手通信，由于USB设备200并没有得到供电，USB控制器2将不能与USB设备200握手通信成功，此时将导致不能正常识别USB设备200。而在本发明一实施方式中，由于主控模块40在未接收到开关模块30输出的使能信号时控制USB控制器2停止工作，当主控模块40在接收到开关模块30输出的使能信号时才控制USB控制器2正常工作，从而使得USB控制器2正常工作时，USB设备200也已经得到了供电，可以确保USB控制器2与USB设备200能够在插接后握手通信成功。
请同时参阅图3，在本发明一实施方式中，供电控制模块20包括电源控制器芯片U1、电源开关芯片U2、第一电容C1及第二电容C2。电源控制器芯片U1包括第一电源端VCC1、第一侦测端CC3、第二侦测端CC4、第一信号端S1及第二信号端S2。第一电源端VCC1电连接于第一电源DC1，第一侦测端CC3电连接于第一侦测引脚CC1，第二侦测端CC4电连接于第二侦测引脚CC2。电源开关芯片U2包括输入端IN、输出端OUT、控制端EN、接地端GND、电流检测端FLG。输入端IN电连接于第一电源DC1，控制端EN电连接于第一信号端S1，接地端GND接地。第一电容C1的一端电连接于输入端IN，第一电容C1的另一端接地。第二电容C2的一端电连接于输出端OUT，第二电容C2的另一端接地。当电源开关芯片U2导通时，输出端OUT的输出电压等于第一电源DC1的电压，输出端OUT的输出电压可以为USB设备200供电。
主控模块40还包括第二信号引脚SLP_S及第三信号引脚OC。第二信号引脚SLP_S电连接于第二信号端S2，第三信号引脚OC电连接于电流检测端FLG。
开关模块30包括第一电阻R1、第二电阻R2及开关管Q1。第一电阻R1的一端电连接于电源开关芯片U2的输出端OUT，用于接收电源信号。开关管Q1包括控制端、第一端及第二端。开关管Q1的控制端电连接于第一电阻R1的另一端，开关管Q1的第一端电连接于第二电阻R2的一端及第一信号引脚GPIO_1，开关管Q1的第二端接地。第二电阻R2的另一端电连接于第二电源DC2。当开关管Q1的控制端的电平为高电平时，开关管Q1导通，此时，第一信号引脚GPIO_1接地，第一信号引脚GPIO_1为低电平，主控模块40控制USB控制器2正常工作。
电流侦测模块50包括第三电阻R3及第四电阻R4。第三电阻R3的一端电连接于第一电源DC1，第三电阻R3的另一端电连接于电流检测端FLG及第三信号引脚OC。第四电阻R4的一端电连接于第三电阻R3的另一端，第四电阻R4的另一端接地。
在本发明一实施方式中，第一电源DC1优选为+5V直流电源，第二电源DC2优选为+3.3V直流电源。
在本发明一实施方式中，开关管Q1优选为N沟道场效应晶体管。开关管Q1的控制端为N沟道场效应晶体管的栅极，开关管Q1的第一端为N沟道场效应晶体管的漏极，开关管Q1的第二端为N沟道场效应晶体管的源极。
上述USB接口控制电路可以使得终端设备在USB设备上电后再与其进行握手通信，进而可以避免出现无法识别USB设备的情形，提高握手通信的稳定性。
对本领域的技术人员来说，可以根据本发明的发明方案和发明构思结合生产的实际需要做出其他相应的改变或调整，而这些改变和调整都应属于本发明所公开的范围。

Claims (7)

1.一种USB接口控制电路，包括USB连接器及供电控制模块，所述USB连接器用于在与一USB设备连接时输出插接信号，所述供电控制模块电连接于所述USB连接器，用于在接收到所述插接信号时输出电源信号，其特征在于，所述USB接口控制电路还包括：
开关模块，电连接于所述供电控制模块，用于在接收到所述电源信号时输出使能信号，所述开关模块包括：
第一电阻，一端电连接于所述供电控制模块，用于接收所述电源信号；
第二电阻，一端电连接于第一电源；及
开关管，包括控制端、第一端及第二端，所述控制端电连接于所述第一电阻的另一端，所述第一端电连接于所述第二电阻的另一端及主控模块，所述第二端接地；及
主控模块，电连接于所述供电控制模块及所述开关模块，用于在接收到所述使能信号时唤醒一USB控制器，以使得所述USB控制器与所述USB设备进行握手通信。
2.如权利要求1所述的USB接口控制电路，其特征在于，所述电源信号还用于对所述USB设备进行供电。
3.如权利要求1所述的USB接口控制电路，其特征在于，所述USB连接器包括第一侦测引脚及第二侦测引脚；所述第一侦测引脚用于在检测到所述USB连接器与所述USB设备为正插接状态时，输出所述插接信号；所述第二侦测引脚用于在检测到所述USB连接器与所述USB设备为反插接状态时，输出所述插接信号。
4.如权利要求1所述的USB接口控制电路，其特征在于，所述使能信号为低电平信号。
5.如权利要求1所述的USB接口控制电路，其特征在于，所述开关管为N沟道场效应晶体管，所述开关管的控制端为N沟道场效应晶体管的栅极，所述开关管的第一端为N沟道场效应晶体管的漏极，所述开关管的第二端为N沟道场效应晶体管的源极。
6.如权利要求1所述的USB接口控制电路，其特征在于，所述主控模块还用于在未接收到所述使能信号控制所述USB控制器停止工作。
7.如权利要求1所述的USB接口控制电路，其特征在于，还包括电连接于所述供电控制模块及所述主控模块的电流侦测模块，所述电流侦测模块用于侦测所述电源信号的电流大小，所述主控模块还用于根据所述电源信号的电流大小来判断是否需要启动过流保护。
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