CN204462295U - 从设备及其插入检测辅助电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种从设备插入检测辅助电路，用于辅助主设备对从设备是否插入进行检测；主设备与从设备之间通过USB接口进行连接；从设备插入检测辅助电路包括开关电路以及电流调节电路；开关电路的控制端与第一电源输入端连接，开关电路的输入端与电流调节电路的输出端连接；开关电路的输出端接地；电流调节电路的输入端与第二电源输入端连接；开关电路在第一电源的作用下导通从而使得电流调节电路工作；电流调节电路在第二电源的作用下形成电流从而增加USB接口的耗电电流。上述从设备插入检测辅助电路能够精准判断从设备是否插入且电路简单。本实用新型还公开了一种从设备，包括前述的从设备插入检测辅助电路。
Description
技术领域
本实用新型涉及数据通信技术领域，特别是涉及一种从设备及其插入检测辅助电路。
背景技术
目前部分的主设备与从设备(例如传感模块)是通过标准USB接口进行连接的，但是由于采用USB通信成本较高，实际上采用的是I2C(Inter－IntegratedCircuit)总线进行主从设备之间的数据通信。因此，主设备的USB接口需要具有为从设备进行智能充电以及I2C通信功能。USB接口只有4个引脚(PIN)，主设备捕捉从设备插入的方法包括：1)用USB的D+、D-引脚的上下拉电阻进行捕捉；其中，D+、D-引脚上的电阻分压值会影响对从设备进行智能充电的充电电流匹配，使得充电电流匹配不上，并且从设备I2C通信速度与电平也会受到影响；2)主设备对USB接口的耗电电流进行检测，但是在从设备产生的耗电电流在20mA以下时，主设备需要使用精密运算放大器，成本较高，若只是采用通用便宜的运放电路，容易产生误判，即从设备插入和未插入均为检测到从设备插入。
实用新型内容
基于此，有必要针对上述问题，提供一种能够精准判断从设备是否插入且电路简单的从设备插入检测辅助电路。
还提供一种从设备。
一种从设备插入检测辅助电路，用于辅助主设备对从设备是否插入进行检测；所述主设备与所述从设备之间通过USB接口进行连接，所述从设备由所述主设备供电；所述主设备通过对所述USB接口的耗电电流进行检测来确认从设备是否插入；所述从设备插入检测辅助电路包括开关电路以及电流调节电路；所述开关电路的控制端与第一电源输入端连接，所述开关电路的输入端与所述电流调节电路的输出端连接，所述开关电路的输出端接地；所述电流调节电路的输入端与第二电源输入端连接；所述开关电路在第一电源的作用下导通从而使得所述电流调节电路工作；所述电流调节电路在第二电源的作用下形成电流从而增加所述USB接口的耗电电流。
在其中一个实施例中，还包括控制电路，所述控制电路由所述从设备供电；所述控制电路还与所述开关电路的控制端连接，用于在所述从设备插入所述主设备预设时长后控制所述开关电路断开。
在其中一个实施例中，所述控制电路还用于与所述主设备进行连接；所述控制电路用于在接收到所述主设备输出的关断指令后控制所述开关电路断开。
在其中一个实施例中，所述控制电路与所述主设备通过I2C总线进行连接。
在其中一个实施例中，所述电流调节电路在第二电源的作用下形成的电流大于或等于45毫安。
在其中一个实施例中，所述开关电路为NMOS管，所述开关电路的控制端为所述NMOS管的栅极；所述开关电路的输入端为所述NMOS管的漏极，所述开关电路的输出端为所述NMOS管的源极。
在其中一个实施例中，所述电流调节电路包括两个并联设置的电阻。
在其中一个实施例中，所述NMOS管的栅极还分别串联第一电阻、第一电容后与所述第一电源输入端连接。
一种从设备，包括前述任意一项所述的从设备插入检测辅助电路。
在其中一个实施例中，所述从设备为传感模块。
上述从设备及其插入检测辅助电路，当从设备通过USB接口插入到主设备时，主设备向辅助电路以及从设备供电，即第一电源输入端以及第二电源输入端均得到供电，从而使得开关电路导通，电流调节电路形成较大的电流从而使得整个从设备的耗电电流增加，因此USB接口的耗电电流增加，主设备通过通用便宜的运算放大电路即可实现对从设备是否插入的准确判断，而不会因从设备产生的耗电电流过小导致误判断的情况发生，且电路简单易行。
附图说明
图1为一实施例中的从设备插入检测辅助电路的原理框图；
图2为图1所示实施例中的从设备插入检测辅助电路中的开关电路和电流调整电路的电路原理图；
图3为图1所示实施例中的从设备插入检测辅助电路中的控制电路的电路原理图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型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实用新型，并不用于限定本实用新型。
一种从设备插入检测辅助电路，用于辅助主设备对从设备是否插入进行检测。其中，主设备与从设备之间是通过USB接口进行连接的，其实际的数据传输过程是采用I2C总线。从设备自身不设立自带电源，而是通过USB接口由主设备进行供电。从设备插入检测辅助电路集成在从设备上。在本实施例中，从设备可以为传感模块。从设备插入检测辅助电路包括开关电路以及电流调节电路。开关电路的控制端与第一电源输入端连接；开关电路的输入端与电流调节电路的输出端连接，开关电路的输出端接地。电流调节电路的输入端与第二电源输入端连接。开关电路在第一电源的作用下导通从而使得电流调节电路工作。电流调节电路在第二电源的作用下形成电流从而增加USB接口的耗电电流。
上述从设备插入检测辅助电路，当从设备通过USB接口插入到主设备时，主设备向辅助电路以及从设备供电，即第一电源输入端以及第二电源输入端均得到供电，从而使得开关电路导通，电流调节电路形成较大的电流从而使得整个从设备的耗电电流增加，因此USB接口的耗电电流增加，主设备通过通用便宜的运算放大电路即可实现对从设备是否插入的准确判断，而不会因从设备产生的耗电电流过小导致误判断的情况发生，且电路简单易行。
图1为一实施例中的从设备插入检测辅助电路的原理框图，包括开关电路110、电流调节电路120以及控制电路130。其中，控制电路130由从设备进行供电，且还与开关电路110的控制端连接。控制电路130可以在从设备插入到主设备预设时长后控制开关电路110断开，从而使得辅助电路停止工作，避免电源的浪费。具体地，控制电路130会在从设备插入主设备2秒后控制开关电路断开。在本实施例中，控制电路130还用于与主设备连接。控制电路130可以接收到主设备输出的关断指令后控制开关电路110断开。在其他的实施例中，也可以由控制电路130独立的控制开关电路110的断开。
图2为本实施例中开关电路110和电流调节电路120的电路原理图。图3为本实施例中的控制电路130的电路原理图。其中，开关电路110包括NMOS管Q1、第一电阻R1、第一电容C1以及第二电阻R2；电流调节电路120则包括两个并联设置的电阻R3、R4；控制电路130则包括控制芯片U2及其外围电路。NMOS管Q1的栅极分别串联第一电阻R1、第一电容C1后与第一电源输入端VCC_3V3连接。NMOS管Q1的栅极还串联第二电阻R2后与控制芯片U2的控制端CURRENT_CONTR1连接。NMOS管Q1的源极接地。NMOS管Q1的漏极则分别串联电阻R3和电阻R4后与第二电源输入端VIN_5V连接。其中，第二电源输入端VIN_5V用于与主设备的电源输出端连接，而第一电源输入端VCC_3V3则用于与从设备的电源输出端连接。由于从设备本身也是由主设备进行供电，因此，第一电源输入端VCC_3V3的供电电源是由从设备将主设备提供的电源电压进行电压转换后获得的。故，在从设备插入到主设备后，第二电源输入端VIN_5V和第一电源输入端VCC_3V3均得到供电。在本实施例中，控制芯片U2同样与从设备的电源输出端连接，用于接收从设备转换后的供电电源。控制芯片U2的数据信号引脚I2C_SDA_MCU以及时钟信号引脚I2C_SCL_MCU分别与主设备的微处理器(MCU)进行连接，用于接收主设备输出的I2C信号、主设备读取从设备数据。
具体地，当集成有从设备插入检测辅助电路的从设备插入到主设备时，主设备直接或间接地向开关电路110、电流调节电路120以及控制电路130供电，NMOS管Q1导通，从而第二电源VIN_5V通过电阻R3和电阻R4产生较大的电流值。这样使得整个从设备的电流可以达到一个较大的值，从而主设备可以采用价格便宜通用的运放来实现对USB接口的耗电电流的检测，且布线要求低、整个辅助电路结构简单，不会由于从设备自身的耗电电流过小而出现误动作。在本实施例中，从设备自身的耗电电流小于10mA，而主设备采用通用的运放来进行USB接口的耗电电流检测时，需要从设备消耗至少50mA的电流。第二电源为5V，通过电阻R3和电阻R4的阻值的设定，5V的电压经过电阻R4和电阻R5产生45mA的电流，从而使得整个从设备的电流可以达到50mA以上，满足主设备的检测需求。在本实施例中，电阻R3和电阻R4的阻值均设置为220欧姆，在其他的实施例中，电流调节电路120的阻值也可以根据需要调节的电流大小进行设定。
为避免电源的浪费，当从设备插入到主设备预设时长后，控制芯片U2可以通过控制端CURRENT_CONTR1输出低电平信号关闭NMOS管Q1，从而使得从设备插入检测辅助电路停止工作。在本实施例中，控制芯片U2并不单独对NMOS管Q1进行控制，而是需要在主设备向其输出关断指令后才会根据该关断指令控制NMOS管Q1断开。在其他的实施例中，控制芯片U2也可以独立的控制NMOS管Q1的断开。具体地，控制芯片U2会在从设备插入主设备2秒后控制NMOS管Q1断开。由于控制芯片U2会及时断开NMOS管Q1，从而使得辅助电路并不会长期工作，避免电能的浪费。当主设备检测到从设备插入后，主设备会与从设备进行通信。如果3次通信不上，则主设备确认从设备已经拔下，不再向从设备发送数据信息。
本实用新型还提供了一种从设备，其包含了前述任一实施例中的从设备插入检测辅助电路。因此，从设备通过USB接口插入到主设备后，从设备插入检测辅助电路开启工作产生大电流，从而使得整个从设备的耗电电流增大，进而使得USB接口的耗电电流增加。主设备只需要采用通用便宜的运放即可对从设备是否插入进行准确地检测判断，而不会因从设备产生的耗电电流过小导致误判断的情况发生，且电路简单易行。当主设备检测到从设备插入后或者在从设备插入到主设备一定时间后，从设备插入检测辅助电路停止工作，从而避免电能的浪费。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种从设备插入检测辅助电路，用于辅助主设备对从设备是否插入进行检测；所述主设备与所述从设备之间通过USB接口进行连接，所述从设备由所述主设备供电；所述主设备通过对所述USB接口的耗电电流进行检测来确认从设备是否插入；其特征在于：
所述从设备插入检测辅助电路包括开关电路以及电流调节电路；
所述开关电路的控制端与第一电源输入端连接，所述开关电路的输入端与所述电流调节电路的输出端连接，所述开关电路的输出端接地；
所述电流调节电路的输入端与第二电源输入端连接；
所述开关电路在第一电源的作用下导通从而使得所述电流调节电路工作；所述电流调节电路在第二电源的作用下形成电流从而增加所述USB接口的耗电电流。
2.根据权利要求1所述的从设备插入检测辅助电路，其特征在于，还包括控制电路，所述控制电路由所述从设备供电；所述控制电路还与所述开关电路的控制端连接，用于在所述从设备插入所述主设备预设时长后控制所述开关电路断开。
3.根据权利要求2所述的从设备插入检测辅助电路，其特征在于，所述控制电路还用于与所述主设备进行连接；所述控制电路用于在接收到所述主设备输出的关断指令后控制所述开关电路断开。
4.根据权利要求3所述的从设备插入检测辅助电路，其特征在于，所述控制电路与所述主设备通过I2C总线进行连接。
5.根据权利要求1所述的从设备插入检测辅助电路，其特征在于，所述电流调节电路在第二电源的作用下形成的电流大于或等于45毫安。
6.根据权利要求1所述的从设备插入检测辅助电路，其特征在于，所述开关电路为NMOS管，所述开关电路的控制端为所述NMOS管的栅极；所述开关电路的输入端为所述NMOS管的漏极，所述开关电路的输出端为所述NMOS管的源极。
7.根据权利要求6所述的从设备插入检测辅助电路，其特征在于，所述电流调节电路包括两个并联设置的电阻。
8.根据权利要求6所述的从设备插入检测辅助电路，其特征在于，所述NMOS管的栅极还分别串联第一电阻、第一电容后与所述第一电源输入端连接。
9.一种从设备，其特征在于，包括如权利要求1至8任意一项所述的从设备插入检测辅助电路。
10.根据权利要求9所述的从设备，其特征在于，所述从设备为传感模块。
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