CN102098035B

CN102098035B - 一种模拟开关控制电路及手机

Info

Publication number: CN102098035B
Application number: CN2010105724730A
Authority: CN
Inventors: 刘科; 李坚
Original assignee: Huizhou TCL Mobile Communication Co Ltd
Current assignee: Heze Enze Building Materials Co ltd
Priority date: 2010-12-03
Filing date: 2010-12-03
Publication date: 2013-01-02
Anticipated expiration: 2030-12-03
Also published as: CN102098035A

Abstract

本发明涉及移动终端领域，公开了一种模拟开关控制电路及手机。本发明所提供的模拟开关控制电路及手机，由于采用所述MicroUSB接口的第2脚、第3脚与所述模拟开关的输出端连接，其第1脚通过一分压电路连接至模拟开关的控制端，其合理地利用了USB线所带的电源电压，用硬件的方式控制模拟开关，较常规的软件控制GPIO的方法，更加快速，简单有效，不占用GPIO口资源。

Description

一种模拟开关控制电路及手机

技术领域

本发明涉及移动终端领域，尤其涉及的是一种模拟开关控制电路及手机。

背景技术

随着电子技术的发展和人们生活水平的不断提高，各种电子设备的使用越来越普及。

而模拟开关在各种电子产品中得到广泛的运用，将多组相互独立的信号通道共用于一个接口，通过切换开关使各组信号根据用户的需求灵活转换而又不相互影响。

现有技术一般是用软件方式控制通用输入输出口（GPIO）来切换模拟开关的信道的。这种控制方式比较简单灵活，但在某些特殊场合会带来一些问题。例如，在电子设备如手机关机情况下与主机连接，软件控制容易出错。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种模拟开关控制电路及手机，其可以快速控制模拟开关进行切换，并且结构简单，不易出错。

本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：

一种模拟开关控制电路，包括Micro USB接口，及与Micro USB接口通讯连接的模拟开关，其中，所述Micro USB接口的第2脚、第3脚与所述模拟开关的输出端连接，Micro USB接口的第1脚通过一分压电路连接至所述模拟开关的控制端。

所述的模拟开关控制电路，其中，所述分压电路包括第一电阻和第二电阻，第一电阻的一端连接至所述Micro USB接口的第1脚，第一电阻的另一端连接至所述模拟开关的控制端，所述第一电阻的另一端还通过第二电阻连接参考地。

所述的模拟开关控制电路，其中，所述模拟开关为单刀双掷模拟开关，用于将两组相互独立的信号通道共用于一个接口，所述单刀双掷模拟开关包括第一对输入端和第二对输入端。

所述的模拟开关控制电路，其中，所述第一电阻的阻值为36K欧姆，所述第二电阻的阻值为24K欧姆。

一种手机，包括一手机本体，设置在手机本体内的电路板，及设置在所述电路板上的模拟开关控制电路，其中，所述模拟开关控制电路包括一Micro USB接口，及一模拟开关，所述Micro USB接口的第2脚、第3脚与所述模拟开关的输出端连接，Micro USB接口的第1脚通过一分压电路连接至所述模拟开关的控制端。

所述的手机，其中，所述分压电路包括第一电阻和第二电阻，第一电阻的一端连接至所述Micro USB接口的第1脚，第一电阻的另一端连接至所述模拟开关的控制端，所述第一电阻的另一端还通过第二电阻连接参考地。

所述的手机，其中，所述模拟开关为单刀双掷模拟开关，用于将两组相互独立的信号通道共用于一个接口，所述单刀双掷模拟开关包括第一对输入端和第二对输入端。

所述的手机，其中，在所述电路板上还设置有USB数据收发电路和手机应用程序下载电路，所述手机应用程序下载电路与所述单刀双掷模拟开关的第一对输入端连接，所述USB数据收发电路与所述单刀双掷模拟开关的第二对输入端连接。

所述的手机，其特征在于，所述第一电阻的阻值为36K欧姆，所述第二电阻的阻值为24K欧姆。

本发明所提供的一种模拟开关控制电路及手机，由于采用所述Micro USB接口的第2脚、第3脚与所述模拟开关的输出端连接，其第1脚通过一分压电路连接至所述模拟开关的控制端，其合理地利用了USB线所带的电源电压，用硬件的方式控制模拟开关，较常规的软件控制GPIO的方法，更加快速，简单有效，不占用GPIO口资源。

附图说明

图1是Micro USB接口及其模拟开关电路简化图。

图2是软件GPIO控制模拟开关时USB握手时序图。

图3是本发明实施例的模拟开关控制电路图。

图4是本发明实施例的手机外观结构示意图。

图5是本发明实施例的手机电路结构示意图。

图6是本发明实施例的硬件电路控制模拟开关时USB握手时序图。

具体实施方式

本发明所提供的一种模拟开关控制电路及手机，为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

以某款带USB功能的MTK平台手机为例，Micro USB接口及其模拟开关电路简化图如图1所示。图中模拟开关采用单刀双掷模拟开关110，其单刀双掷模拟开关110的电源端VCC连接工作电源VBAT，GND端接参考地。Micro USB（微型USB）接口100已经逐渐成为一种接口标准，它的1脚电源和5脚地作为充电器或USB电源充电接口，2脚和3脚作为USB传输信号，4脚可作它用。

而UART（程序下载线）也是目前手机上常用的一种通讯接口，比如两线式UART接口（图1 中UTXD和URXD信号），它主要可用于手机下载应用程序。可以看到，Micro USB接口100上的信号脚十分有限，只有5个。为了节省空间和资源，一般采用一个单刀双掷模拟开关110，将手机主芯片上的USB接口和UART接口共用于一个Micro USB接口的2、3脚。

一般程序下载线不带电源线，而USB线带电源线。这样，手机端就可以通过检测Micro USB接口1脚上是否有高电平来区分插入的是USB线还是程序下载线。

通常手机主芯片用一个通用输入输出信号（图1 中GPIO1）来控制模拟开关的使能端（控制端），以切换不同的信号通道。比如就此款手机而言，此单刀双掷模拟开关110的默认初始状态是将通道B01、B02分别与D01、D02相连，A01、A02分别与D01、D02断开；即默认情况下，手机Micro USB接口的信号端D-、D+是与程序下载端UTXD、URXD连接的。

当手机主芯片的GPIO1输出为低电平时，单刀双掷模拟开关110也是将通道B01、B02分别与D01、D02相连，A01、A02分别与D01、D02断开；而当手机主芯片的GPIO1输出为高电平时，控制单刀双掷模拟开关110将B01、B02分别与D01、D02通道断开，A01、A02分别与D01、D02通道相连。

由于手机在使用UART接口下载程序时，手机处于非正常开机状态，主芯片无法控制GPIO信号，所以一般将UART接在单刀双掷模拟开关110默认初始状态的信号通道上，即接在B01、B02口。

这样当插入程序下载线（UART线）时，Micro USB接口100的1脚VCHG为低电平，单刀双掷模拟开关110默认B01、B02与D01、D02相连，手机就可以正常下载程序了。

由于USB功能端的USB_DM、USB_DP分别连接至A01、A02。当插入USB线时，手机识别到Micro USB接口1脚的高电平，手机在开机状态下，能通过控制GPIO1将单刀双掷模拟开关110的信号通道切换到A01、A02分别与D01、D02连接，使用USB功能了。

在实际应用中，会遇到一个时序问题，导致手机在关机状态下无法正确被电脑识别为USB设备。通过分析USB通讯的协议规范，得知USB主机（如电脑）识别外设的基理，当USB主机侦测到信号线D＋、D-上的电压差时，就认为有外设插入，启动和外设的握手程序，每间隔500毫秒发送一次握手信号，如果连续三次都没有得到外设的正确回应，握手超时，主机则认为插入的是无效的USB设备。这一过程约为1500毫秒。

由此再来看手机端，如图1所示，手机开机状态下，插入USB线，手机检测到主机输出到USB接口1脚上的5V电压（VCHG）后可立即通过控制GPIO1为高电平切换单刀双掷模拟开关110使通道A01、A02分别与D01、D02连接，手机和主机可以在时限内正常进行握手，使用USB功能。

而关机状态下，当插入USB线后，信号时序如图2所示。手机检测到USB接口1脚上的5V电压（VCHG）立即开启各模块电源，由UART通讯协议，UTXD和URXD信号会输出一组高低变化的电平（如图2所示的D+/UTXD线所示）。由于默认状态下模拟开关的B01、B02分别与D01、D02通道相连， D+、D－电平受UTXD、URXD信号影响。主机检测D＋、D－的压差后，认为有USB外设接入，就启动握手程序。而这时手机只有在完成开机程序，控制GPIO1为高电平（如图2所示的GPIO1线所示）才能切换模拟开关的通道A01、A02与D01、D02相连，此时模拟开关的切换时间约2.3S，这时主机的握手程序已经超时了，电脑无法侦测到手机作为USB设备了。

由此，本发明实施例提供的一种模拟开关控制电路200，如图3所示，包括Micro USB接口210，及与Micro USB接口210通讯连接的单刀双掷模拟开关220，用于将两组相互独立的信号通道共用于一个接口，如图3所示，所述单刀双掷模拟开关220包括第一对输入端B1和B2及第二对输入端A1和A2，例如，将所述单刀双掷模拟开关220的第一对输入端B1和B2分别连接至手机应用程序下载端UTXD和URXD，将其第二对输入端A1和A2分别连接至UBS数据收发端USB_DP和USB_DM。

其中，所述Micro USB接口210的第2脚、第3脚与所述单刀双掷模拟开关220的输出端D1和D2连接，Micro USB接口210的第4脚用作其它用。第5脚连接参考地，Micro USB接口210的第1脚通过一分压电路230连接至所述单刀双掷模拟开关220的控制端C1和C2。

进一步地，如图3所示，所述分压电路230包括第一电阻R1和第二电阻R2，第一电阻R1的一端连接至所述Micro USB接口210的第1脚，第一电阻R1的另一端连接至所述单刀双掷模拟开关220的控制端C1和C2，所述第一电阻R1的另一端还通过第二电阻R2连接参考地。较佳地，所述第一电阻的阻值为36K欧姆，所述第二电阻的阻值为24K欧姆。

由上可见，本发明实施例的模拟开关控制电路200，由原来的软件GPIO信号控制改为硬件电路（即如图3所示的分压电路230）控制模拟开关，缩短了模拟开关的切换时间。如图3，将GPIO1的信号改为由分压电路230的控制信号（控制电平）。Micro USB接口210的1脚上的VCHG信号直接通过一个由R1和R2组成的分压电路得到单刀双掷模拟开关所需的控制电平。

如图3所示，当有USB设备插入Micro USB接口210时，VCHG信号上有主机输出的5V电平，通过分压电路230立即使单刀双掷模拟开关220的使能端（即控制端C1和C2）信号拉高，通道切换到A1、A2分别与D1、D2连接，D1、D2分别与B1、B2通道断开。其可以快速控制模拟开关进行切换，并且结构简单，不易出错。

基于上述实施例的模拟开关控制电路，本发明实施例还提供了一种手机，如图4所示，包括一手机本体400，设置在手机本体400内的电路板410，及设置在所述电路板410上的模拟开关控制电路200，如图5所示，其中，所述模拟开关控制电路200包括一Micro USB接口210，及一单刀双掷模拟开关220，用于将两组相互独立的信号通道共用于一个接口，如图5所示，所述单刀双掷模拟开关包括第一对输入端B1和B2及第二对输入端A1和A2。

如图5所示，所述Micro USB接口210的第2脚（D-）、第3脚（D+）分别与所述单刀双掷模拟开关220的输出端D2、D1连接，Micro USB接口210的第1脚通过一分压电路230连接至所述单刀双掷模拟开关220的控制端C1和C2。

进一步地，所述分压电路230包括第一电阻R1和第二电阻R2，第一电阻R1的一端连接至所述Micro USB接口210的第1脚，第一电阻R1的另一端连接至所述单刀双掷模拟开关220的控制端C1和C2，所述第一电阻R1的另一端还通过第二电阻R2连接参考地。较佳地，所述第一电阻R1的阻值为36K欧姆，所述第二电阻R2的阻值为24K欧姆。

进一步地，如图5所示，在所述电路板410上还设置有USB数据收发电路240和手机应用程序下载电路250，所述手机应用程序下载电路250通过其UTXD端和URXD端分别与所述单刀双掷模拟开关220的第一对输入端B1和B2连接，所述USB数据收发电路240的USB_DP端和USB_DM分别与所述单刀双掷模拟开关220的第二对输入端连接A1和A2连接。

如图5所示，当本发明的手机处于关机状态时，插入USB线，信号时序如图6。VCHG信号上有主机输出的5V电平，通过分压电路230立即使单刀双掷模拟开关220的控制端C1和C2的控制信号（即如图6所示的控制电平线）拉高，单刀双掷开关220内的通道切换A1和A2分别与D1和D2连接，控制D1和D2分别与B1和B2通道断开。D＋、D－上的电平就不受UTXD、URXD上的信号影响了，电平都为低，直到手机端拉高D＋（如图6所示的D+线），告诉主机有外设插入，主机就启动和外设的握手程序，使用USB功能，正确地识别到手机为USB设备了。

由上可见，本发明实施例的手机合理地利用了USB线所带的电源电压（即Micro USB接口210的第1脚电压），用以分压电路230的硬件控制方式控制模拟开关，较常规的软件控制GPIO的方法，更加快速，简单有效，不占用GPIO口资源，只增加极少的硬件成本。

综上所述，本发明所提供的一种模拟开关控制电路及手机，由于采用所述Micro USB接口的第2脚、第3脚与所述模拟开关的输出端连接，其第1脚通过一分压电路连接至所述模拟开关的控制端，其合理地利用了USB线所带的电源电压，用硬件的方式控制模拟开关，较常规的软件控制GPIO的方法，更加快速，简单有效，不占用GPIO口资源。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims

1.一种模拟开关控制电路，包括Micro USB接口，及与Micro USB接口通讯连接的模拟开关，其特征在于，Micro USB接口的第2脚、第3脚与所述模拟开关的输出端连接，Micro USB接口的第1脚通过一分压电路连接至所述模拟开关的控制端；

所述分压电路包括第一电阻和第二电阻，第一电阻的一端连接至所述Micro USB接口的第1脚，第一电阻的另一端连接至所述模拟开关的控制端，所述第一电阻的另一端还通过第二电阻连接参考地；

所述模拟开关为单刀双掷模拟开关，用于将两组相互独立的信号通道共用于一个接口，所述单刀双掷模拟开关包括第一对输入端和第二对输入端。

2.根据权利要求1所述的模拟开关控制电路，其特征在于，所述第一电阻的阻值为36K欧姆，所述第二电阻的阻值为24K欧姆。

3.一种手机，包括一手机本体，设置在手机本体内的电路板，及设置在所述电路板上的模拟开关控制电路，其特征在于，所述模拟开关控制电路包括一Micro USB接口，及一模拟开关，所述Micro USB接口的第2脚、第3脚与所述模拟开关的输出端连接，Micro USB接口的第1脚通过一分压电路连接至所述模拟开关的控制端；

4.根据权利要求3所述的手机，其特征在于，在所述电路板上还设置有USB数据收发电路和手机应用程序下载电路，所述手机应用程序下载电路与所述单刀双掷模拟开关的第一对输入端连接，所述USB数据收发电路与所述单刀双掷模拟开关的第二对输入端连接。

5.根据权利要求3或4所述的手机，其特征在于，所述第一电阻的阻值为36K欧姆，所述第二电阻的阻值为24K欧姆。