CN210573756U - 一种usb主从状态切换电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及USB接口技术领域,公开了一种USB主从状态切换电路，包括USB接口、检测单元、线路切换单元和控制单元，USB接口电连接检测单元，检测单元分别电连接线路切换单元和控制单元，线路切换单元电连接控制单元。USB接口接入主设备时，检测单元向线路切换单元和控制单元输入高电平信号；USB接口接入从设备时，检测单元向线路切换单元和控制单元输入低电平信号。其中，线路切换单元根据检测单元输入的高低电平信号切换物理线路，控制单元根据检测单元输入的高低电平信号切换工作状态，以此实现USB能工作在主和从两种工作模式。
Description
技术领域
本实用新型涉及USB接口技术领域，具体涉及一种USB主从状态切换电路。
背景技术
USB(Universal Serial Bus，通用串行总线)，是一个外部总线标准，用于规范电脑与外部设备的连接和通讯，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，可以连接键盘、鼠标、大容量存储设备等多种外设，自推出以来，已成功替代串口和并口，成为大量计算机和智能设备的标准扩展接口和必备接口之一。
常用的USB设备在只有一个PHY(端口物理层)的情况下，一般只能工作在一种状态，即外接一个USB接口，不能实现一个PHY同时外接一个USB主、从设备两种接口(USB公口和母口)，限制了USB设备的应用。
实用新型内容
鉴于背景技术的不足，本实用新型是提供了一种USB主从状态切换电路，所要解决的技术问题是现有USB设备在只有一个PHY时不能在主、从两种工作模式中进行切换。
为解决以上技术问题，本实用新型提供了如下技术方案：一种USB主从状态切换电路，包括USB接口、检测单元、线路切换单元和控制单元，USB接口电连接检测单元，检测单元分别电连接线路切换单元和控制单元，线路切换单元电连接控制单元。
USB接口接入主设备时，检测单元向线路切换单元和控制单元输入高电平信号；USB接口接入从设备时，检测单元向线路切换单元和控制单元输入低电平信号。
线路切换单元在接收到高电平信号时切换至主物理线路，在接收到低电平信号时切换至从物理线路。
控制单元在接收到高电平信号时切换至主工作模式，在接收低电平信号时切换至从工作模式。
进一步，检测单元包括电阻R10、R11、R12、R13、第一MOS管M1和第二MOS管M2，电阻R10一端分别电连接电源和电阻R11一端，电阻R10另一端电连接第二MOS管M2的漏极，电阻R11另一端分别电连接第二MOS管M2的栅极和第一MOS管M1的漏极，电阻R12一端分别电连接电阻R13一端和第一MOS管M1的栅极，电阻R13另一端、第一MOS管M1的源极和第二MOS管M2的源极均接地。
进一步，线路切换单元包括型号为NLAS7222B的双刀双掷开关、电阻R20、第三MOS管M3，电容C1、C2，电阻R20一端电连接电源，电阻R20另一端分别电连接第三MOS管M3的漏极、电容C1一端和双刀双掷开关的S输入端子，电容C1另一端和第三MOS管M3的源极接地，第三MOS管M3的栅极电连接第二MOS管M2的漏极，双刀双掷开关的电源输入端还经电容C2接地。
进一步，控制单元包括控制芯片，控制芯片分别电连接第二MOS管M2的漏极和双刀双掷开关。
本实用新型与现有技术相比所具有的有益效果是：通过检测单元检测USB接入的是主设备还是从设备，控制单元根据检测单元输入的检测信号切换工作模式，线路切换单元根据检测单元输入的检测信号切换物理线路，实现了USB在只有一个PHY时能在主、从两种工作模式进行切换。
附图说明
本实用新型有如下附图：
图1为本实用新型的电路结构图；
图2为现有检测单元的电路图；
图3为本实用新型所述检测单元的电路图；
图4为本实用新型所述线路切换单元的电路图。
具体实施方式
现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。
如图1所示，一种USB主从状态切换电路，包括USB接口100、检测单元101、线路切换单元102和控制单元103，USB接口100电连接检测单元101，检测单元101分别电连接线路切换单元102和控制单元103，线路切换单元102电连接控制单元103。
USB接口100接入主设备时，检测单元101向线路切换单元102和控制单元103输入高电平信号；USB接口100接入从设备时，检测单元101向线路切换单元102和控制单元103输入低电平信号。
线路切换单元102在接收到高电平信号时切换至主物理线路，在接收到低电平信号时切换至从物理线路。
控制单元103在接收到高电平信号时切换至主工作模式，在接收低电平信号时切换至从工作模式。
如图3所示，检测单元101包括电阻R10、R11、R12、R13、第一MOS管M1和第二MOS管M2，电阻R10一端分别电连接电源和电阻R11一端，电阻R10另一端电连接第二MOS管M2的漏极，电阻R11另一端分别电连接第二MOS管M2的栅极和第一MOS管M1的漏极，电阻R12一端分别电连接电阻R13一端和第一MOS管M1的栅极，电阻R13另一端、第一MOS管M1的源极和第二MOS管M2的源极均接地。
当USB接口100接入主设备时，即VBUS-USB接入5V电平信号，第一MOS管M1导通，第二MOS管M2断开，VBUS-DETECT处的电平经上拉电阻R10变为1.8V高电平，此时检测单元101向线路切换单元102和控制单元103输入高电平信号。
当USB接口接入从设备时，VBUS-USB没有电压输入，第一MOS管M1断开，第二MOS管M2导通，VBUS-DETECT经第二MOS管M2接地，变为低电平，此时检测单元101向线路切换单元102和控制单元103输入低电平信号。
图2为实现检测功能的现有电路图，其中三极管的PN结阻抗会随着温度的改变发生变化。常温下，当VBUS-USB无输入时，VBUS-DETECT输出实际电压为0.6V，在逻辑上属于低电平。但在低温下，由于PN结的阻抗发生变化，VBUS-DETECT输出的电压会变高，特别在零下二十度左右时，此电压会变为0.7V，在普通GPIO的逻辑上，此电平属于不定状态，系统在判定时，有可能逻辑判为高，有可能判为低电平，存在误触发。
如图4所示，线路切换单元102包括型号为NLAS7222B的双刀双掷开关、电阻R20、第三MOS管M3，电容C1、C2，电阻R20一端电连接电源，电阻R20另一端分别电连接第三MOS管M3的漏极、电容C1一端和双刀双掷开关的S输入端子，电容C1另一端和第三MOS管M3的源极接地，第三MOS管M3的栅极电连接第二MOS管M2的漏极，双刀双掷开关的电源输入端还经电容C2接地。
第三MOS管M3的栅极输入高电平信号时，双刀双掷开关的S输入端子输入低电平信号，第三MOS管M3的栅极输入低电平信号时，双刀双掷开关的S输入端子输入高电平信号。
当OE端输入低电平、S端输入低电平时，双刀双掷开关的USB Control通道打开、USB Device通道闭合，线路切换单元102切换至主物理线路。当OE端输入低电平、S端输入高电平时，双刀双掷开关的USB Control通道闭合、USB Device通道打开，线路切换单元102切换至从物理线路。因此当检测单元101向线路切换单元102输入不同的高低电平信号时，线路切换单元102会切换到对应的物理线路。
进一步，控制单元103包括型号为MSM8917的控制芯片，根据控制芯片的引脚定义分别电连接第二MOS管M2的漏极和双刀双掷开关的USB Host端子。
本实用新型在USB只有一个PHY时，通过检测单元101检测USB接入的是主设备还是从设备，并向线路切换单元102和控制单元103发送对应的检测信号，线路切换单元102根据检测信号切换到不同的物理线路，控制单元103根据检测信号切换到不同的工作模式。
上述依据本实用新型为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (4)
1.一种USB主从状态切换电路，其特征在于：包括USB接口、检测单元、线路切换单元和控制单元，所述USB接口电连接所述检测单元，所述检测单元分别电连接所述线路切换单元和所述控制单元，所述线路切换单元电连接所述控制单元；所述USB接口接入主设备时，所述检测单元向所述线路切换单元和控制单元输入高电平信号；所述USB接口接入从设备时，所述检测单元向所述线路切换单元和控制单元输入低电平信号；所述线路切换单元在接收到高电平信号时切换至主物理线路，在接收到低电平信号时切换至从物理线路；所述控制单元在接收到高电平信号时切换至主工作模式，在接收到低电平信号时切换至从工作模式。
2.根据权利要求1所述的USB主从状态切换电路，其特征在于：所述检测单元包括电阻R10、R11、R12、R13、第一MOS管M1和第二MOS管M2，所述电阻R10一端分别电连接电源和所述电阻R11一端，所述电阻R10另一端电连接所述第二MOS管M2的漏极，所述电阻R11另一端分别电连接所述第二MOS管M2的栅极和所述第一MOS管M1的漏极，所述电阻R12一端分别电连接所述电阻R13一端和所述第一MOS管M1的栅极，所述电阻R13另一端、第一MOS管M1的源极和第二MOS管M2的源极均接地。
3.根据权利要求2所述的USB主从状态切换电路，其特征在于：所述线路切换单元包括型号为NLAS7222B的双刀双掷开关、电阻R20、第三MOS管M3，电容C1、C2，所述电阻R20一端电连接电源，所述电阻R20另一端分别电连接所述第三MOS管M3的漏极、电容C1一端和双刀双掷开关的S输入端子，所述电容C1另一端和所述第三MOS管M3的源极接地，所述第三MOS管M3的栅极电连接所述第二MOS管M2的漏极，所述双刀双掷开关的电源输入端还经电容C2接地。
4.根据权利要求3所述的USB主从状态切换电路，其特征在于：所述控制单元包括控制芯片，所述控制芯片分别电连接所述第二MOS管M2的漏极和所述双刀双掷开关。
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Cited By (1)
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| CN114064535A (zh) * | 2021-11-15 | 2022-02-18 | 深圳市闪芯微电子有限公司 | 一种usb芯片及其制造方法 |
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