CN206489559U - 一种usb接口周边电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型所公开了一种USB接口周边电路，其多个USB接口供电回路通过电源控制电路与主机的CPU相连。本案通过电源控制电路，实现主机的CPU对USB接口供电分别控制，从而可以依据供电情况对USB接口进行识别编码，使主机区分USB接口上连接的设备，即实现对多个转为USB接口的同类设备或多个同类USB设备的识别，方便对同类USB设备的使用，提高工作效率并间接降低了工作成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及电路设计领域，尤其涉及一种USB接口周边电路。
背景技术
USB(Universal Serial Bus，通用串行总线)是连接计算机系统与外部设备的一种串口总线标准，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。
从1994年11月11日发表了USB V0.7版本以后，USB版本经历了多年的发展，已经发展为3.1版本，成为二十一世纪电脑中的标准扩展接口。USB具有传输速度快，使用方便，支持热插拔，连接灵活，独立供电等优点，可以连接鼠标、键盘、打印机、扫描仪、摄像头、充电器、闪存盘、MP3机、手机、数码相机、移动硬盘、外置光驱/软驱、USB网卡、ADSL Modem、CableModem等几乎所有的外部设备。
目前，USB设备的信息一般存储在设备内的非易失性的存储设备中(EEPROM或Flash等)。主机的操作系统通过读取USB设备内的信息，来判断USB设备的类型、厂家、产品，并加载对应驱动。然后操作系统创建对应的设备节点，供上层程序调用该USB设备。
例如，USB设备信息示例如下：
对于同一厂家生产的同种设备(例如，同种厂家生产的同种同批次摄像头)，或某种非USB接口设备通过同种USB转接芯片转为USB接口设备(例如，采用串口输出的空气质量传感器通过串口转USB芯片转为USB接口)来说，这些同类设备内存储的USB设备信息都是相同的。
因此，目前对于上述同类USB设备来讲，主机的操作系统不能通过读取USB设备信息来区分，给同类USB设备的使用带来了较大不便。
实用新型内容
本实用新型目的是提供一种USB接口周边电路，以解决上述问题。
本实用新型解决技术问题采用如下技术方案：
一种USB接口周边电路，其多个USB接口供电回路通过电源控制电路与主机的CPU相连。
优选的，所述电源控制电路，包括：
电源管理芯片，所述电源管理芯片一侧通过i2c，或，spi，或，can总线与主机的CPU相连，所述电源管理芯片的另一侧与多个USB接口电压输入端相连。
优选的，所述电源管理芯片的另一侧依次与第一USB接口电压输入端、第二USB接口电压输入端、第三USB接口电压输入端…第nUSB接口电压输入端相连；
其中，所述第一USB接口电压输入端保持供电工作状态，并生成USB1节点；
在所述第一USB接口接上负载后，所述第二USB接口电压输入端保持供电工作状态，并生成USB2节点；
在所述第二USB接口接上负载后，所述第三USB接口电压输入端保持供电工作状态，并生成USB3节点；
…
在所述第(n-1)USB接口接上负载后，所述第nUSB接口电压输入端保持供电工作状态，并生成USBn节点；
所述多个USB接口的电压输出端并联接地。
优选的，所述电源控制电路，包括：
第一USB接口电压输入端与供电电源相连；
第二USB接口电压输入端通过第一开关控制电路与所述主机CPU的GPIO_2相连；
第三USB接口电压输入端通过第二开关控制电路与所述主机CPU的GPIO_3相连；
…
第nUSB接口电压输入端通过第(n-1)开关控制电路与所述主机CPU的GPIO_n相连；
所述多个USB接口的电压输出端并联接地。
优选的，所述开关控制电路，包括：
第一晶体管，所述第一晶体管的D极与供电电源相连，所述第一晶体管的S极与所述USB接口电压输入端相连，所述第一晶体管的G极通过电阻与所述供电电源相连；
第二晶体管，所述第二晶体管的G极与所述主机CPU的GPIO接口相连，所述第一晶体管的S极接地，所述第二晶体管的D极与所述第一晶体管的G极相连。
优选的，所述第一USB接口电压输入端保持供电工作状态，并生成USB1节点；
在所述第一USB接口接上负载后，所述第二USB接口电压输入端保持供电工作状态，并生成USB2节点；
在所述第二USB接口接上负载后，所述第三USB接口电压输入端保持供电工作状态，并生成USB3节点；
…
在所述第(n-1)USB接口接上负载后，所述第nUSB接口电压输入端保持供电工作状态，并生成USBn节点。
本实用新型具有如下有益效果：
本实用新型所公开的USB接口周边电路，其多个USB接口供电回路通过电源控制电路与主机的CPU相连。本案通过电源控制电路，实现主机的CPU对USB接口供电分别控制，从而可以依据供电情况对USB接口进行识别编码，使主机区分USB接口上连接的设备，即实现对多个转为USB接口的同类设备或多个同类USB设备的识别，方便对同类USB设备的使用，提高工作效率并间接降低了工作成本。
附图说明
图1为本实用新型所公开的一种USB接口周边电路示意图；
图2为本实用新型所公开的另一种USB接口周边电路示意图；
图3为本实用新型所公开的又一种USB接口周边电路示意图；
图4为本实用新型所公开的一种USB接口周边电路中开关控制示意图。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
下面结合实施例及附图对本实用新型的技术方案作进一步阐述。
实施例一
本实施例公开了一种USB接口周边电路，如图1所示，多个(以三个为例)USB接口供电回路通过电源控制电路与主机的CPU相连。
其中，如图2(以三个USB接口为例)所示，所述电源控制电路，包括：
电源管理芯片，所述电源管理芯片一侧通过i2c，或，spi，或，can总线与主机的CPU相连，所述电源管理芯片的另一侧与多个USB接口电压输入端相连。对于所述电源管理芯片而言，其可用市面上任意一种电源管理芯片，所述电源管理芯片的作用是负责协助主机CPU控制USB接口供电。
进一步的，所述电源管理芯片的另一侧依次与第一USB接口电压输入端、第二USB接口电压输入端、第三USB接口电压输入端…第nUSB接口电压输入端相连；
其中，所述第一USB接口电压输入端保持供电工作状态，并生成USB1节点；
在所述第一USB接口接上负载后，所述第二USB接口电压输入端保持供电工作状态，并生成USB2节点；
在所述第二USB接口接上负载后，所述第三USB接口电压输入端保持供电工作状态，并生成USB3节点；
…
在所述第(n-1)USB接口接上负载后，所述第nUSB接口电压输入端保持供电工作状态，并生成USBn节点；
所述多个USB接口的电压输出端并联接地。
例如，A、B两个设备为同一类检测器，A设备与第一USB接口相连，安装在室内；B设备与第二USB接口相连，安装在室外。传统电路设计方式下，A、B设备生成的USB0、USB1节点的顺序是随机的。采用本实用新型的技术方案后，第一个USB接口常供电，生成USB1节点，A设备接在第一USB接口上，与USB1节点相对应，主机通过识别节点USB1即可实现对A设备的识别。而在A设备接在第一USB接口上后，主机再给第二USB接口供电，生成USB2节点，其他USB接口不供电，相应的B设备也就只能接在第二USB接口上，此时B设备与USB1节点相对应，主机通过识别节点USB2即可实现对B设备的识别。
可见，本实用新型所公开的USB接口周边电路，其多个USB接口供电回路通过电源控制电路与主机的CPU相连。而本实施例具体在i2c，或，spi，或，can总线与多个USB接口电压输入端之间增设所述电源管理芯片。实现主机的CPU对USB接口供电分别控制，从而可以依据供电情况对USB接口进行识别编码，使主机区分USB接口上连接的设备，即实现对多个转为USB接口的同类设备或多个同类USB设备的识别，方便对同类USB设备的使用，提高工作效率并间接降低了工作成本。
实施例二
本实施例公开了一种USB接口周边电路，其多个USB接口供电回路通过电源控制电路与主机的CPU相连。
其中，如图3和图4(以三个USB接口为例)所示，所述电源控制电路，包括：
第一USB接口电压输入端USB_5V_HOST1与供电电源USB_Host_VBUS相连；
第二USB接口电压输入端USB_5V_HOST2通过第一开关控制电路与所述主机CPU的GPIO_2相连；
第三USB接口电压输入端USB_5V_HOST3通过第二开关控制电路与所述主机CPU的GPIO_3相连；
…
第nUSB接口电压输入端USB_5V_HOSTn通过第(n-1)开关控制电路与所述主机CPU的GPIO_n相连；
所述多个USB接口的电压输出端并联接地。
需要说明的是，上述第一开关控制电路、第二开关电路、第三开关电路…第(n-1)开关电路等开关电路的电路形式相同，由于每个USB接口(除第一USB接口外)均需相应的开关电路相连接，故在此用第一、第二、第三等加以区分。
进一步的，所述开关控制电路，包括：
第一晶体管Q1，所述第一晶体管Q1的D极与所述供电电源USB_Host_VBUS相连，所述第一晶体管Q1的S极与USB接口电压输入端USB_5V_HOST相连，所述第一晶体管Q1的G极通过电阻R与所述供电电源USB_Host_VBUS相连；
第二晶体管Q2，所述第二晶体管Q2的G极与所述主机CPU的GPIO接口相连，所述第二晶体管Q2的S极接地，所述第二晶体管Q2的D极与所述第一晶体管Q1的G极相连。
由于所述第一USB接口电压输入端USB_5V_HOST1与所述供电电源USB_Host_VBUS直接相连，则在常态时，所述第一USB接口电压输入端USB_5V_HOST1保持供电工作状态，并生成USB1节点。相应的，对连接在所述第一USB接口上的负载(设备)加以识别区分。
在所述第一USB接口接上负载后，所述第二USB接口电压输入端USB_5V_HOST2保持供电工作状态，并生成USB2节点。其具体方式为：在所述第一USB接口接上负载后，主机CPU的GPIO_2给第二晶体管Q2的G极一个高电平使能信号，导致第二晶体管Q2导通，拉低第一晶体管Q1的G极电压，使第一晶体管Q1导通，供电电源USB_Host_VBUS的电压输送到第二USB接口电压输入端USB_5V_HOST2，所述第二USB接口电压输入端USB_5V_HOST2保持在供电工作状态，并生成USB2节点。相应的，对连接在所述第二USB接口上的负载(设备)加以识别区分。
在所述第二USB接口接上负载后，所述第三USB接口电压输入端USB_5V_HOST3保持供电工作状态，并生成USB3节点。在与所述第三USB接口相对应的第二开关控制电路的第二晶体管Q2的G极与所述主机CPU的GPIO_3接口相连，其工作方式与上述方式相同。并相应的，对连接在所述第三USB接口上的负载(设备)加以识别区分。
…
在所述第(n-1)USB接口接上负载后，所述第nUSB接口电压输入端USB_5V_HOSTn保持供电工作状态，并生成USBn节点。在与所述第nUSB接口相对应的第(n-1)开关控制电路的第二晶体管Q2的G极与所述主机CPU的GPIO_n接口相连，其工作方式与上述方式相同。相应的，对连接在所述第nUSB接口上的负载(设备)加以识别区分。
可见，本实用新型所公开的USB接口周边电路，其多个USB接口供电回路通过电源控制电路与主机的CPU相连。本实施例在主机CPU的GPIO端与USB接口的电压输入端增设开关控制电路，实现主机的CPU对USB接口供电分别控制，从而可以依据供电情况对USB接口进行识别编码，使主机区分USB接口上连接的设备，即实现对多个转为USB接口的同类设备或多个同类USB设备的识别，方便对同类USB设备的使用，提高工作效率并间接降低了工作成本。
需要说明的是，本申请附图均以三个USB接口为例绘制，但本申请所述USB接口周边电路并不仅限于三个USB接口的情形，还可以为四个或更多个。而且以上实施例的先后顺序仅为便于描述，不代表实施例的优劣。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (6)
1.一种USB接口周边电路，其特征在于，多个USB接口供电回路通过电源控制电路与主机的CPU相连，其中，通过所述电源控制电路实现主机的CPU对USB接口供电分别控制。
2.根据权利要求1所述USB接口周边电路，其特征在于，所述电源控制电路，包括：
电源管理芯片，所述电源管理芯片一侧通过i2c，或，spi，或，can总线与主机的CPU相连，所述电源管理芯片的另一侧与多个USB接口电压输入端相连。
3.根据权利要求2所述USB接口周边电路，其特征在于，所述电源管理芯片的另一侧依次与第一USB接口电压输入端、第二USB接口电压输入端、第三USB接口电压输入端…第nUSB接口电压输入端相连；
其中，所述第一USB接口电压输入端保持供电工作状态，并生成USB1节点；
在所述第一USB接口接上负载后，所述第二USB接口电压输入端保持供电工作状态，并生成USB2节点；
在所述第二USB接口接上负载后，所述第三USB接口电压输入端保持供电工作状态，并生成USB3节点；
...
在所述第(n-1)USB接口接上负载后，所述第nUSB接口电压输入端保持供电工作状态，并生成USBn节点；
所述多个USB接口的电压输出端并联接地。
4.根据权利要求1所述USB接口周边电路，其特征在于，所述电源控制电路，包括：
第一USB接口电压输入端与供电电源相连；
第二USB接口电压输入端通过第一开关控制电路与所述主机CPU的GPIO_2相连；
第三USB接口电压输入端通过第二开关控制电路与所述主机CPU的GPIO_3相连；
…
第nUSB接口电压输入端通过第(n-1)开关控制电路与所述主机CPU的GPIO_n相连；
所述多个USB接口的电压输出端并联接地。
5.根据权利要求4所述USB接口周边电路，其特征在于，所述开关控制电路，包括：
第一晶体管，所述第一晶体管的D极与供电电源相连，所述第一晶体管的S极与所述USB接口电压输入端相连，所述第一晶体管的G极通过电阻与所述供电电源相连；
第二晶体管，所述第二晶体管的G极与所述主机CPU的GPIO接口相连，所述第一晶体管的S极接地，所述第二晶体管的D极与所述第一晶体管的G极相连。
6.根据权利要求4所述USB接口周边电路，其特征在于，所述第一USB接口电压输入端保持供电工作状态，并生成USB1节点；
在所述第一USB接口接上负载后，所述第二USB接口电压输入端保持供电工作状态，并生成USB2节点；
在所述第二USB接口接上负载后，所述第三USB接口电压输入端保持供电工作状态，并生成USB3节点；
...
在所述第(n-1)USB接口接上负载后，所述第nUSB接口电压输入端保持供电工作状态，并生成USBn节点。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN108519868A (zh) * | 2018-03-28 | 2018-09-11 | 广州凌飞电子科技有限公司 | 一种usb音频扩展器 |
| CN112330845A (zh) * | 2019-07-19 | 2021-02-05 | 珠海汇金科技股份有限公司 | 接入相同设备的处理方法、装置及设备 |
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