CN111026695B

CN111026695B - Usb连接装置、方法、计算机设备和存储介质

Info

Publication number: CN111026695B
Application number: CN201911257823.1A
Authority: CN
Inventors: 汪志杰
Original assignee: Xian Wingtech Information Technology Co Ltd
Current assignee: Xian Wingtech Information Technology Co Ltd
Priority date: 2019-12-10
Filing date: 2019-12-10
Publication date: 2021-12-28
Anticipated expiration: 2039-12-10
Also published as: CN111026695A

Abstract

本发明公开了一种USB连接装置、方法、计算机设备和存储介质。该装置包括：主控模块、USB连接器、开关模块和电容器模块；USB连接器至少包括一个电压引脚和一个外壳焊脚，电压引脚与主控模块电连接，外壳焊脚分别与开关模块的输出端和电容器模块的第一端连接，电容器模块的第二端接地，开关模块的输入端接地，开关模块的控制端与主控模块电连接；主控模块用于在检测到电压引脚上存在电压信号时，识别电压引脚的充电类型，如果电压引脚的充电类型为数据传输模式，给开关模块施加导通控制信号以使开关模块导通。本发明实施例能够保证USB数据传输时的抗静电性能。

Description

USB连接装置、方法、计算机设备和存储介质

技术领域

本发明涉及智能终端技术领域，尤其涉及移动终端的USB连接装置、方法、计算机设备和存储介质。

背景技术

通用串行总线(Universal Serial BUS，USB)是一种串口总线标准，也是一种输入输出接口的技术规范，被广泛地应用于个人电脑和移动设备等信息通讯产品，并扩展至摄影器材、数字电视(机顶盒)、游戏机等其它相关领域。

USB连接器与USB外壳通过焊脚连接，USB外壳大都是金属材质，并且大多数移动终端USB接口都设置于移动终端的底部，通常处于天线区域下方，对天线的调试造成比较大的困扰。

目前，USB连接的主要方法是将USB外壳并电容到地，该方法虽然能够克服USB连接器位置对天线调试造成的不便，但是与此同时会降低USB传输数据时的抗静电性能。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种USB连接装置，以满足方便天线调试的同时保证USB数据传输时的抗静电性能。

第一方面，本发明实施例提供了一种USB连接装置，该装置包括：

主控模块、USB连接器、开关模块和电容器模块；

所述USB连接器至少包括一个电压引脚和一个外壳焊脚，所述电压引脚与所述主控模块电连接，所述外壳焊脚分别与所述开关模块的输出端和所述电容器模块的第一端连接，所述电容器模块的第二端接地，所述开关模块的输入端接地，所述开关模块的控制端与所述主控模块电连接；

所述主控模块用于在检测到所述电压引脚上存在电压信号时，识别所述电压引脚的充电类型，如果所述电压引脚的充电类型为数据传输模式，给所述开关模块施加导通控制信号以使所述开关模块导通。

可选的，所述开关模块包括场效应晶体管；

所述场效应晶体管的输出端连接所述外壳焊脚，所述场效应晶体管的输入端接地，所述场效应晶体管的控制端连接所述主控模块。

可选的，所述电容器模块包括一个电容；

所述电容的第一端连接所述外壳焊脚，所述电容的第二端接地；

或者，所述电容器模块包括多个电容；

多个所述电容的第一端均与所述外壳焊脚连接，多个所述电容的第二端均接地。

可选的，所述主控模块还用于在检测到所述电压引脚上存在电压信号且充电类型为非数据传输模式时，给所述开关模块施加断开控制信号以使所述开关模块断开，所述非数据传输模式包括专用充电接口模式。

可选的，所述主控模块还用于在检测到所述电压引脚上不存在电压信号时，给所述开关模块施加断开控制信号以使所述开关模块断开。

第二方面，本发明实施例还提供了一种USB连接方法，所述USB连接装置包括：主控模块、USB连接器、开关模块和电容器模块；

所述USB连接方法包括：

监测所述电压引脚的电压信号；

当所述电压引脚存在电压信号时，根据所述电压信号确定所述电压引脚的充电类型；

如果所述电压引脚的充电类型为数据传输模式，给所述开关模块施加导通控制信号以使所述开关模块导通。

可选的，所述根据所述电压信号确定所述电压引脚的充电类型之后，还包括：

如果所述电压引脚上的充电类型为非数据传输模式时，给所述开关模块施加断开控制信号以使所述开关模块断开，所述非数据传输模式包括专用充电接口模式。

可选的，所述监测所述电压引脚的电压信号之后，还包括：

当所述电压引脚不存在电压信号时，给所述开关模块施加断开控制信号以使所述开关模块断开。

第三方面，本发明实施例还提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如第二方面所述的USB连接方法。

第四方面，本发明实施例还提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如第二方面所述的USB连接方法。

本发明实施例通过将USB连接器的电压焊脚连接主控模块，外壳焊脚分别与开关模块的输出端和电容器模块的第一端连接，电容器模块的第二端接地，开关模块的输入端接地，开关模块的控制端与主控模块电连接，主控模块检测电压引脚上存在电压信号时，识别电压引脚的充电类型，如果充电类型为数据传输模式，向开关模块施加导通控制信号以使开关模块导通，使得外壳焊脚直接接地，从而使静电直接释放到地，确保USB数据传输时良好的抗静电性能。此外，当外壳焊脚通过电容器模块与地导通时，电容器模块能够滤除干扰信号，在对天线进行调试时使用的信号源以及调试过程中产生的任何信号，均不会对USB连接装置造成损坏，因此有利于天线调试。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种USB连接装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种USB连接方法的流程示意图；

图3为本发明实施例提供的又一种USB连接方法的流程示意图；

图4为本发明实施例提供的又一种USB连接方法的流程示意图；

图5为本发明实施例提供的一种计算机设备的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。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。

图1为本发明实施例提供的一种USB连接装置的结构示意图。如图1所示，该USB连接装置100包括：主控模块110、USB连接器120、开关模块130和电容器模块140。

USB连接器120至少包括一个电压引脚VBUS和一个外壳焊脚GND1，电压引脚VBUS与主控模块110电连接，外壳焊脚GND1分别与开关模块130的输出端和电容器模块140的第一端连接，电容器模块140的第二端接地，开关模块130的输入端接地，开关模块130的控制端与主控模块110电连接。

主控模块110用于在检测到电压引脚VBUS上存在电压信号时，识别电压引脚VBUS的充电类型，如果电压引脚VBUS的充电类型为数据传输模式，给开关模块130施加导通控制信号以使开关模块130导通。

具体的，USB连接器120通过电压引脚VBUS与外部终端连接，同时主控模块110也与USB连接器120的电压引脚VBUS连接，因此主控模块110可以检测电压引脚VBUS上是否有电压输入，此外，主控模块110还可以识别出电压引脚VBUS的充电类型。USB连接器120包括六个可与USB外壳连接的引脚GND1～GND6，将引脚GND1作为为本实施例中与USB外壳连接的外壳焊脚，与USB外壳连接，引脚GND2～GND6断路。

通常来说充电类型主要分为三种：标准下行接口(Standard Downstream Port，SDP)模式、充电下行接口(Charging Downstream Port，CDP)模式和专用充电接口(Dedicated Charging Port，DCP)模式。SDP类型以及CDP类型的端口存在于主机电脑中，SDP模式下，通过USB接口能够进行数据传输；CDP模式下，通过USB接口既能够进行大电流充电，也能够进行数据传输；DCP模式下，通过USB接口不能进行任何数据传输，仅可以进行大电流充电，因此SDP模式和CDP模式均定义为数据传输模式。

当主控模块110识别出电压引脚VBUS的充电类型为SDP模式或者CDP模式时，则认为移动终端处于与外部终端进行数据传输的状态，此时，主控模块110产生导通控制信号，导通控制信号传输至开关模块130的控制端，并导通开关模块130，从而使USB连接器120的外壳焊脚GND1直接接地，使得USB接口上的静电释放到地，确保USB数据传输时良好的抗静电性能。

此外，电容器模块140两端分别连接外壳焊脚GND1和地，当外壳焊脚GND1通过电容器模块140与地导通时，电容器模块140能够滤除干扰信号，在对天线进行调试时使用的信号源以及调试过程中产生的任何信号，均不会对USB连接装置造成损坏，因此有利于天线调试。

可选的，继续参见图1，开关模块130包括场效应晶体管Q；场效应晶体管Q的输出端连接外壳焊脚GND1，场效应晶体管Q的输入端接地，场效应晶体管Q的控制端连接主控模块110。

具体的，场效应晶体管Q的控制端接收主控模块110产生的导通控制信号，场效应晶体管Q导通即场效应晶体管Q的输入端和输出端导通，外壳焊脚GND1上的静电通过场效应晶体管Q释放至地。示例性的，场效应晶体管Q可以为NMOS场效应晶体管，主控模块110产生的控制信号包括导通控制信号，导通控制信号为高电平信号，场效应晶体管Q的控制端接收高电平信号，场效应晶体管Q导通。本发明实施例中的场效应晶体管Q还可以是PMOS场效应晶体管，相应的主控模块110产生的导通控制信号为低电平信号，还可以是本领域技术人员熟知的其他类型的场效应晶体管，不做具体限制。

一般而言，场效应晶体管Q中还包括第一晶体管、第二晶体管和第三晶体管，第一晶体管的第一端连接场效应晶体管Q的输出端，第一晶体管的第二端分别连接第二晶体管的第二端和场效应晶体管Q的输入端，第二晶体管的第一端连接第三晶体管的第一端，第三晶体管的第二端分别连接场效应晶体管Q的控制端和主控模块110。第一晶体管、第二晶体管和第三晶体管均用于保护场效应晶体管Q，防止场效应晶体管Q被击穿。

可选的，继续参见图1，电容器模块140包括一个电容C，电容C的第一端连接外壳焊脚GND1，电容C的第二端接地。电容器模块140中的电容C主要用于滤除信号干扰。

电容器模块140还可以包括多个电容C，多个电容C的第一端均与外壳焊脚GND1连接，多个电容C的第二端均接地。示例性的，电容器模块140包括第一电容C1、第二电容C2和第三电容C3；第一电容C1的第一端、第二电容C2的第一端和第三电容C3的第一端均连接至外壳焊脚GND1，第一电容C1的第二端、第二电容C2的第二端和第三电容C3的第二端均接地。本发明实施例电容器模块140还可以包括任意多个电容C，不做具体限制。

具体的，电容器模块140主要用于滤除信号干扰，在滤除高频信号时，用大电容滤波，但存在明显的寄生电感，很多混杂的高频成分不易滤掉，但小电容则无此弊端，但是容量却不够，因此将小电容多个并联起来使用，既能滤除高频干扰信号又能降低寄生电感；在滤除低频信号时，将小电容并联使用能够增加可靠性。

可选的，继续参见图1，主控模块110还用于在检测到电压引脚VBUS上存在电压信号且充电类型为非数据传输模式时，给开关模块130施加断开控制信号以使开关模块130断开，非数据传输模式包括专用充电接口模式。

具体的，当充电类型为DCP模式时，即USB接口不能进行任何数据传输，仅可以进行大电流充电，则视为非数据传输模式，主控模块110产生断开控制信号，断开控制信号传输至开关模块130的控制端，并断开开关模块130，从而使USB连接器120的外壳焊脚GND1通过电容器模块140接地，有利于天线的调试。

可选的，继续参见图1，主控模块110还用于在检测到电压引脚VBUS上不存在电压信号时，给开关模块110施加断开控制信号以使开关模块110断开。

具体的，主控模块110检测到USB连接器120的电压引脚VBUS上无电压信号，USB连接装置与外部终端无连接，此时既不处于数据传输模式，也不处于DCP模式，但是此时，仍视为处于非数据传输模式，主控模块110产生断开控制信号，断开控制信号传输至开关模块130的控制端，并断开开关模块130，从而使USB连接器120的外壳焊脚GND1通过电容器模块140接地，有利于天线的调试。

基于同一种发明构思，本发明实施例还提供的一种USB连接方法，应用于本发明任意实施例所提供的USB连接装置，具备装置相应的功能和有益效果。

图2为本发明实施例提供的一种USB连接方法的流程示意图。USB连接装置包括：主控模块、USB连接器、开关模块和电容器模块；

USB连接器至少包括一个电压引脚和一个外壳焊脚，电压引脚与主控模块电连接，外壳焊脚分别与开关模块的输出端和电容器模块的第一端连接，电容器模块的第二端接地，开关模块的输入端接地，开关模块的控制端与主控模块电连接。

如图2所示，该USB连接方法具体包括：

210，监测电压引脚的电压信号。

220，当电压引脚存在电压信号时，根据电压信号确定电压引脚的充电类型。

230，如果电压引脚的充电类型为数据传输模式，给开关模块施加导通控制信号以使开关模块导通。

具体的，主控模块可以监测电压引脚VBUS上是否有电压输入，此外还可以确定电压引脚VBUS的充电类型。当主控模块确定电压引脚的充电类型为SDP模式或者CDP模式时，则认为移动终端处于与外部终端进行数据传输的状态，此时，主控模块产生导通控制信号，导通控制信号传输至开关模块的控制端，并导通开关模块，从而使USB连接器的外壳焊脚直接接地，使得USB接口上的静电释放到地，确保USB数据传输时良好的抗静电性能。

本发明实施例提供的USB连接方法具备上述实施例中USB连接装置所具有的有益效果，此处不再赘述。

图3为本发明实施例提供的又一种USB连接方法的流程示意图。如图3所示，该方法包括：

310，监测电压引脚上的电压信号。

320，当电压引脚存在电压信号时，根据电压信号确定电压引脚的充电类型。

331，如果电压引脚的充电类型为数据传输模式，给开关模块施加导通控制信号以使开关模块导通。

332，如果电压引脚的充电类型为非数据传输模式，给开关模块施加断开控制信号以使开关模块断开，非数据传输模式包括专用充电接口模式。

具体的，当主控模块确定电压引脚的充电类型为DCP模式时，即USB接口不能进行任何数据传输，仅可以进行大电流充电，则视为非数据传输模式，主控模块产生断开控制信号，断开控制信号传输至开关模块的控制端，并断开开关模块，从而使USB连接器的外壳焊脚通过电容器模块接地。

图4为本发明实施例提供的又一种USB连接方法的流程示意图。如图4所示，该方法包括：

410，监测电压引脚上的电压信号。

421，当电压引脚存在电压信号时，根据电压信号确定电压引脚的充电类型。

430，如果电压引脚的充电类型为数据传输模式，给开关模块施加导通控制信号以使开关模块导通。

422，当电压引脚不存在电压信号时，给开关模块施加断开控制信号以使开关模块断开。

具体的，当主控模块监测到USB连接器的电压引脚上无电压信号，USB连接装置与外部终端无连接，此时既不处于数据传输模式，也不处于DCP模式，但是此时，仍视为处于非数据传输模式，主控模块产生断开控制信号，断开控制信号传输至开关模块的控制端，并断开开关模块，从而使USB连接器的外壳焊脚通过电容器模块接地。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供的一种计算机设备，包括本发明任意实施例所提供的USB连接装置，具备该USB连接装置相应的功能和有益效果。

图5为本发明实施例提供的一种计算机设备。该计算机设备可以是移动终端，其内部结构图可以如图5所示，该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口、显示屏和输入装置。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种USB连接方法。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。

本领域技术人员可以理解，图5中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。

本发明实施例提供的又一种计算机设备，包括存储器和处理器，该存储器存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现以下步骤：

监测电压引脚的电压信号；当电压引脚存在电压信号时，根据电压信号确定电压引脚的充电类型；如果电压引脚的充电类型为数据传输模式，给开关模块施加导通控制信号以使开关模块导通。

本发明实施例提供的又一种计算机设备中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：

监测电压引脚上的电压信号；当电压引脚存在电压信号时，根据电压信号确定电压引脚的充电类型；如果电压引脚的充电类型为数据传输模式，给开关模块施加导通控制信号以使开关模块导通；如果电压引脚的充电类型为非数据传输模式，给开关模块施加断开控制信号以使开关模块断开，非数据传输模式包括专用充电接口模式。

监测电压引脚上的电压信号；当电压引脚存在电压信号时，根据电压信号确定电压引脚的充电类型；如果电压引脚的充电类型为数据传输模式，给开关模块施加导通控制信号以使开关模块导通；当电压引脚不存在电压信号时，给开关模块施加断开控制信号以使开关模块断开。

本发明实施例中，通过主控模块监测电压引脚上的电压信号，并在电压引脚上存在电压信号时，确定电压引脚的充电类型为SDP模式或者CDP模式，移动终端处于与外部终端进行数据传输的状态，此时，主控模块产生导通控制信号，导通控制信号传输至开关模块的控制端，并导通开关模块，从而使USB连接器的外壳焊脚直接接地，使得USB接口上的静电释放到地，确保USB数据传输时良好的抗静电性能。

本发明实施例提供的一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

本发明实施例提供的又一种计算机可读介质中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：

本发明实施例中，通过主控模块监测电压引脚上的电压信号，并在电压引脚上存在电压信号时，确定电压引脚的充电类型为SDP模式或者CDP模式，移动终端处于与外部终端进行数据传输的状态，此时，主控模块产生导通控制信号，导通控制信号传输至开关模块的控制端，并导通开关模块，从而使USB连接器的外壳焊脚直接接地，使得USB接口上的静电释放到地，确保USB数

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。

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

1.一种USB连接装置，其特征在于，包括：主控模块、USB连接器、开关模块和电容器模块；

所述主控模块用于在检测到所述电压引脚上存在电压信号时，识别所述电压引脚的充电类型，如果所述电压引脚的充电类型为数据传输模式，给所述开关模块施加导通控制信号以使所述开关模块导通；

所述主控模块还用于在检测到所述电压引脚上不存在电压信号时，给所述开关模块施加断开控制信号以使所述开关模块断开，所述外壳焊脚通过所述电容器模块接地。

2.根据权利要求1所述的USB连接装置，其特征在于，所述开关模块包括场效应晶体管；

3.根据权利要求2所述的USB连接装置，其特征在于，所述电容器模块包括一个电容；

或者，所述电容器模块包括多个电容；

4.根据权利要求1所述的USB连接装置，其特征在于，所述主控模块还用于在检测到所述电压引脚上存在电压信号且充电类型为非数据传输模式时，给所述开关模块施加断开控制信号以使所述开关模块断开，所述非数据传输模式包括专用充电接口模式。

5.一种USB连接方法，其特征在于，应用于权利要求1-4任一项所述的USB连接装置；

所述USB连接方法包括：

监测所述电压引脚的电压信号；

如果所述电压引脚的充电类型为数据传输模式，给所述开关模块施加导通控制信号以使所述开关模块导通；

当所述电压引脚不存在电压信号时，给所述开关模块施加断开控制信号以使所述开关模块断开，所述外壳焊脚通过所述电容器模块接地。

6.根据权利要求5所述的USB连接方法，其特征在于，所述根据所述电压信号确定所述电压引脚的充电类型之后，还包括：

如果所述电压引脚的充电类型为非数据传输模式时，给所述开关模块施加断开控制信号以使所述开关模块断开，所述非数据传输模式包括专用充电接口模式。

7.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求5-6任一所述的USB连接方法。

8.一种计算机设备存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求5-6中任一所述的USB连接方法。