CN112904122A - 插入检测电路及电子设备 - Google Patents

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CN112904122A CN202110087129.0A CN202110087129A CN112904122A CN 112904122 A CN112904122 A CN 112904122A CN 202110087129 A CN202110087129 A CN 202110087129A CN 112904122 A CN112904122 A CN 112904122A
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郝春宁
卫俊臣
周录涛
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere

Abstract

本申请公开了一种插入检测电路及电子设备，属于电子设备领域。该插入检测电路，包括：第一电阻、第一元件和第二元件；第一电阻的第一端与电源端子连接，第一电阻的第二端分别与第一元件的第一端和控制器的GPIO连接；第一元件的第二端分别与第二元件的第一端和输入端口连接；第二元件的第二端接地；其中，在外部设备插入的情况下，输入端口接地，控制器的GPIO的电压为第一元件的电压；在外部设备未插入的情况下，输入端口悬空，悬空电压为第二元件的电压，控制器的GPIO的电压为第一元件的电压和第二元件的电压之和。通过控制第一电阻的阻值，以及第一元件和第二元件的类型及分压值，可以使得输入端口的电压降低，避免产生安全隐患。

Description

插入检测电路及电子设备
技术领域
本申请属于电子设备领域，具体涉及一种插入检测电路及电子设备。
背景技术
目前的插入检测方案主要是通用输入输出口(General-purpose input/output，GPIO)插入检测方案、专用IO插入检测方案或是比较器插入检测方案。
但是，GPIO和专用IO的电平较高，若端口进入异物或水等，可能会造成端口被腐蚀，产生安全隐患。
在比较器插入检测方案中，在前级增加比较器，将插入检测的开路电压降低，这样在有异物或水等进入端口的情况下，造成端口腐蚀的程度会明显降低，但是由于增加了比较器及其外围电路，使得电路设计较为复杂，成本也会增加。
发明内容
本申请实施例提供一种插入检测电路及电子设备，能够解决由于端口电平较高，当端口进入异物或水等，可能会造成端口被腐蚀，产生安全隐患的问题，且不用增加电路设计的复杂度即可降低端口电平。
为了解决上述技术问题，本申请是这样实现的：
第一方面，提供了一种插入检测电路，包括：第一电阻、第一元件和第二元件；
所述第一电阻的第一端与电源端子连接，所述第一电阻的第二端分别与所述第一元件的第一端和控制器的GPIO连接；
所述第一元件的第二端分别与所述第二元件和输入端口连接；
所述第二元件接地；
其中，在外部设备插入的情况下，所述输入端口接地，所述控制器的GPIO的电压为所述第一元件的电压；在外部设备未插入的情况下，所述输入端口悬空，悬空电压为所述第二元件的电压，所述控制器的GPIO的电压为所述第一元件的电压和所述第二元件的电压之和。
第二方面，提供了一种电子设备，包括第一方面所述的插入检测电路。
在本申请实施例中，插入检测电路包括第一电阻、第一元件和第二元件，第一电阻的第一端与电源端子连接，第一电阻的第二端分别与第一元件的第一端和控制器的GPIO连接，第一元件的第二端分别与第二元件和输入端口连接，第二元件接地，在外部设备插入的情况下，输入端口接地，控制器的GPIO的电压为第一元件的电压，在外部设备未插入的情况下，输入端口悬空，悬空电压为第二元件的电压，控制器的GPIO的电压为第一元件的电压和第二元件的电压之和。本申请实施例通过控制第一电阻的阻值，以及第一元件和第二元件的类型及分压值，可以使得输入端口的电压降低，避免产生安全隐患。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1是本申请的一个实施例提供的一种插入检测电路的电路图；
图2是本申请的一个实施例提供的另一种插入检测电路的电路图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
下面结合附图，通过具体的实施例及其应用场景对本申请实施例提供的一种插入检测电路及电子设备进行详细地说明。
如图1-2所示，本申请实施例提供了一种插入检测电路，该插入检测电路可以包括：第一电阻R1、第一元件和第二元件。
具体地，第一电阻R1的第一端与电源端子连接，第一电阻R1的第二端分别与第一元件的第一端和控制器的GPIO(General-purpose input/output，通用输入/输出)连接；第一元件的第二端分别与第二元件和输入端口USB_IN连接；第二元件接地。
其中，在外部设备插入的情况下，输入端口接地，控制器的GPIO的电压为第一元件的电压；在外部设备未插入的情况下，输入端口悬空，悬空电压为第二元件的电压，控制器的GPIO的电压为第一元件的电压和第二元件的电压之和。
也就是，通过分压原理可以确定出控制器的GPIO的电压，以及输入端口的电压，同时通过分压可以降低端口的输入电平。
在本申请实施例中，插入检测电路包括第一电阻R1、第一元件和第二元件，第一电阻R1的第一端与电源端子连接，第一电阻R1的第二端分别与第一元件的第一端和控制器的GPIO连接，第一元件的第二端分别与第二元件和输入端口连接，第二元件接地，在外部设备插入的情况下，输入端口接地，控制器的GPIO的电压为第一元件的电压，在外部设备未插入的情况下，输入端口悬空，悬空电压为第二元件的电压，控制器的GPIO的电压为第一元件的电压和第二元件的电压之和。本申请实施例通过控制第一电阻R1的阻值，以及第一元件和第二元件的类型及分压值，可以较大程度的降低残压，使得输入端口的电压降低，避免产生安全隐患。
由于控制器的种类不用，控制器的GPIO的输入高电平值VIH和输入低电平值VIL也不相同，因此，为了满足控制器的GPIO的VIH和VIL，第一元件和第二元件的种类也不相同。
在本申请的一个可能的实施方式中，第一元件可以为第一开关器件，第二元件为第二电阻R2。
也就是，可以通过普通元器件即可实现现有技术中需要比较器及其外围电路才能实现的端口降压的效果，有效减轻端口被腐蚀的程度，避免安全隐患。
其中，第一开关器件可以为二极管，也可以为三极管。如图1所示，采用二极管。
在第一开关器件为三极管的情况下，该第一开关器件为NPN型三极管。
具体地，该NPN型三极管的基极与第一电阻R1的第二端连接，该NPN型三极管的发射极分别与第二电阻R2的第一端和输入端口连接。
也就是，采用三极管也相当于采用三极管中的一个二极管，利用二极管的导通压降，可以使得输入端口的电压不同。
其中，二极管的选取，以及第一电阻R1和第二电阻R2的选取，均与GPIO的输入高电平值VIH和输入低电平值VIL有关。
具体地，第一电阻R1和第二电阻R2的阻值根据第一开关器件的导通电压，以及控制器的GPIO的输入VIH和VIL确定。
其中，器件的导通电压和导通压降均是指该器件导通时的最低电压值。
值得说明的是，根据上述取值确定第一电阻R1和第二电阻R2的取值，使得最终确定的电路中的控制器的GPIO的电压值大于VIH，且小于VIL。也即，VIH为控制器的GPIO的高电平的下限，VIL为控制器的GPIO的低电平的上限。
在本申请的一个具体地实施方式中，如图1所示，VCC为电源端子的电压，R1和R2为电阻，D1为二极管。
其中，电路包括两种状态，第一种状态为外部设备未插入的情况，第二种情况为外部设备插入的情况。当二极管的选取不同的情况下，根据控制器的GPIO的VIH和VIL选取的电阻R1和R2的阻值也不相同。
例如，D1的导通压降为0.4V，VCC为1.8V，控制器的GPIO的VIH为1.17V，VIL为0.63V，因此确定出R1为20kΩ，R2为50kΩ。
在外部设备未插入的情况下，USB_IN的电压为1，控制器的GPIO的VIH电压为1.4，满足上述要求；在外部设备插入的情况下，USB_IN的电压为0，控制器的GPIO的VIL电压为0.4，也满足上述要求。
在本申请的一个可能的实施方式中，第一元件为第三电阻R3，第二元件为第二开关器件。
其中，第二开关器件可以是二极管，也可以是三极管。如图2所示，采用二极管。
在第二开关器件为三极管的情况下，该第二开关器件为NPN型三极管。
具体地，该NPN型三极管的基极分别与第三电阻R3的第二端和输入端口连接，该NPN型三极管的发射极接地。
也就是，采用三极管也相当于采用三极管中的一个二极管，利用二极管的导通压降，可以使得输入端口的电压不同。
在本申请的一个可能的实施方式中，第一电阻R1和第三电阻R3的阻值根据第二开关器件的导通电压，以及控制器的GPIO的VIH和VIL确定。
值得说明的是，根据上述取值确定第一电阻R1和第三电阻R3的取值，使得最终确定的电路中的控制器的GPIO的电压值大于VIH，且小于VIL。也即，VIH为控制器的GPIO的高电平的下限，VIL为控制器的GPIO的低电平的上限。
在本申请的一个具体地实施方式中，如图2所示，VCC为电源端子的电压，R1和R3为电阻，D2为二极管。
其中，电路包括两种状态，第一种状态为外部设备未插入的情况，第二种情况为外部设备插入的情况。当二极管的选取不同的情况下，根据控制器的GPIO的VIH和VIL选取的电阻R1和R3的阻值也不相同。
例如，D1的导通压降为0.6V，VCC为5V，控制器的GPIO的VIH为1.5V，VIL为1.2V，因此确定出R1为100kΩ，R2为30kΩ。
在外部设备未插入的情况下，USB_IN的电压为0.6，控制器的GPIO的VIH电压为1.6153846，满足上述要求；在外部设备插入的情况下，USB_IN的电压为0，控制器的GPIO的VIL电压为1.1538462，也满足上述要求。
本申请实施例，采用上述结构，可以进一步降低输入的端口的电压值，因此可以进一步减轻端口的被腐蚀程度。
本申请实施例还提供了一种电子设备，包括上述任一实施例提供的插入检测电路。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。此外，需要指出的是，本申请实施方式中的方法和装置的范围不限按示出或讨论的顺序来执行功能，还可包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序来执行功能，例如，可以按不同于所描述的次序来执行所描述的方法，并且还可以添加、省去、或组合各种步骤。另外，参照某些示例所描述的特征可在其他示例中被组合。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述的方法。
上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。

Claims (10)

1.一种插入检测电路，其特征在于，包括：第一电阻、第一元件和第二元件；
所述第一电阻的第一端与电源端子连接，所述第一电阻的第二端分别与所述第一元件的第一端和控制器的GPIO连接；
所述第一元件的第二端分别与所述第二元件的第一端和输入端口连接；
所述第二元件的第二端接地；
其中，在外部设备插入的情况下，所述输入端口接地，所述控制器的GPIO的电压为所述第一元件的电压；在外部设备未插入的情况下，所述输入端口悬空，悬空电压为所述第二元件的电压，所述控制器的GPIO的电压为所述第一元件的电压和所述第二元件的电压之和。
2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述第一元件为第一开关器件，所述第二元件为第二电阻。
3.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述第一开关器件为二极管或三极管。
4.根据权利要求3所述的电路，其特征在于，所述第一开关器件为NPN型三极管；
所述NPN型三极管的基极与所述第一电阻的第二端连接，所述NPN型三极管的发射极分别与所述第二电阻的第一端和所述输入端口连接。
5.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述第一电阻和所述第二电阻的阻值根据所述第一开关器件的导通电压，以及所述控制器的GPIO的输入高电平值和输入低电平值确定。
6.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述第一元件为第三电阻，所述第二元件为第二开关器件。
7.根据权利要求6所述的电路，其特征在于，所述第二开关器件为二极管或三极管。
8.根据权利要求7所述的电路，其特征在于，所述第二开关器件为NPN型三极管；
所述NPN型三极管的基极分别与所述第三电阻的第二端和所述输入端口连接，所述NPN型三极管的发射极接地。
9.根据权利要求6所述的电路，其特征在于，所述第一电阻和所述第三电阻的阻值根据所述第二开关器件的导通电压，以及所述控制器的GPIO的输入高电平值和输入低电平值确定。
10.一种电子设备，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的插入检测电路。
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