CN102680818B - Usb接口的主从机实时检测电路及检测方法 - Google Patents
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Abstract
一种USB接口的主从机实时检测电路，包括：比较器、第一恒流源、第二恒流源、第一电阻及第二电阻；比较器正极下拉第一电阻，同时连接第一恒流源，设计达到比较器正极在悬空时有个逻辑低电平；比较器负极下拉第二电阻，同时连接第二恒流源，设计达到比较器负极在悬空时有个实际电压低于正极在悬空时的电压，设计当比较器正极再接入一个D+下拉电阻时，比较器正极的悬空电压大于比较器负极的悬空电压。本发明提供的检测方法相应地包括从机没备接入的实时检测、主机设备接入的实时检测及无设备接入的实时检测。本发明的有益效果在于：通过检测比较器正极和比较器输出端的电平状态便可以实现对USB主从机设备插入的实时检测。
Description
技术领域
本发明涉及电子信息技术领域，具体涉及一种USB接口的主从机实时检测电路及检测方法。
背景技术
USB，是英文Universal Serial BUS(通用串行总线)的缩写，而其中文简称为通串线，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，是应用在PC领域的接口技术。USB是在1994年底由英特尔、康柏、IBM、Microsoft等多家公司联合提出的。
USB接口支持设备的即插即用和热插拔功能，采用四线电缆，其中两根是用来传送数据的串行通道，其信号线是分别标记为D+和D-的双绞线传输，它们各自使用半双工的差分信号并协同工作，以抵消长导线的电磁干扰；另两根为下游(Downstream)设备提供电源。USB系统采用级联星型拓扑，该拓扑由三个基本部分组成：主机(Host)，集线器(Hub)和从机功能设备。USB接口规范中，主机(HOST)设备会在D+、D-上各拉一个15千欧姆的下拉电阻；从机(DEVICE)设备会在D+上下拉一个1.5千欧姆的上拉电阻。
随着各种数码设备的大量普及，特别是便携式消费型电子产品的普及，我们周围的USB设备渐渐多了起来。然而这些设备虽然都是采用了USB接口，但是这些设备各自扮演的角色却不尽相同，实现对这些设备的实时检测就变得非常重要。
发明内容
本发明旨在解决USB设备在同时具备主机和从机功能的时候对接入的USB的主机和从机设备进行实时检测，提供一种USB接口的主从机实时检测电路及检测方法。
为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案如下：
一种USB接口的主从机实时检测电路，其特征在于，包括：比较器、第一恒流源、第二恒流源、第一电阻及第二电阻；比较器的正极作为检测端，其连接被检测主从机USB接口的D+脚；比较器正极下拉第一电阻，同时连接第一恒流源，设计达到在无第一电阻以外的电阻接入时比较器正极有个逻辑低电平；比较器负极下拉第二电阻，同时连接第二恒流源，设计达到比较器负极在无第二电阻以外的其他电阻接入时有个实际电压低于正极在无第一电阻以外的电阻接入时的电压，设计当比较器正极再接入一个D+下拉电阻时，比较器正极的悬空电压小于比较器负极的悬空电压。
所述D+下拉电阻通常为一个15K欧的电阻。
作为具体的技术方案，所述第一电阻选用15K欧姆，所述第二电阻选用10K欧姆电阻。
一种基于上述USB接口的主从机实时检测电路的检测方法，包括从机设备接入的实时检测、主机设备接入的实时检测及无设备接入的实时检测，其特征在于：
从机设备接入的实时检测包括以下步骤：
(1)将从机设备接入所述检测电路的步骤；
(2)读取检测电路中比较器正极和比较器输出端的电平状态的步骤；
(3)如果比较器正极为高电平，比较器输出端为高电平，则判定检测到从机设备；
主机设备接入的实时检测包括以下步骤：
(1)将主机设备接入所述检测电路的步骤；
(2)读取检测电路中比较器正极和比较器输出端的电平状态的步骤；
(3)如果比较器正极为低电平，比较器输出端为低电平，则判定检测到主机设备；
无设备接入的实时检测包括以下步骤：
(1)读取检测电路中比较器正极和比较器输出端的电平状态的步骤；
(2)如果比较器的正极为低电平，比较器输出端为高电平，则判定无设备接入。
本发明的有益效果在于：通过恰当地设置第一电阻和第二电阻的阻值，使得其满足：在无第一电阻与第二电阻以外的其他电阻接入电路正负极时，比较器正极有个逻辑低电平，比较器负极电压低于正极电压，且当比较器正极再下拉一个D+下拉电阻的时候，比较器正极的电压小于比较器负极的电压。在此设计下，通过检测比较器正极和比较器输出端的电平状态便可以实现对USB主从机设备插入的实时检测。
附图说明
图1为本发明实施例提供的USB检测电路图。
图2为本发明实施例提供的USB检测电路在从机接入时的状态图。
图3为本发明实施例提供的USB检测电路在主机接入时的状态图。
图4为本发明实施例提供的USB检测电路各种接入情况的逻辑表。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
如图1所示，本实施例提供的USB接口的主从机实时检测电路，包括：比较器、第一恒流源、第二恒流源、第一电阻R1及第二电阻R2；比较器正极下拉第一电阻，同时连接第一恒流源，设计达到比较器正极(图中A点)此时有个逻辑低电平，这里设A点电压为V1；比较器负极下拉第二电阻，同时连接第二恒流源，设计达到比较器负极(图中C点)此时电压低于正极此时的电压，这里设C点的电压为V2。此外设计当比较器正极再下拉一个15K欧的电阻的时候，比较器正极的电压小于比较器负极的电压。
由上可知：当比较器的正极电压V1大于负极电压V2时，比较器的输出逻辑高电平；当比较器的正极电压V1小于负极电压V2时，比较器的输出逻辑低电平；此外，在检测电路A点悬空，正常工作的时候，A点是低电平，比较器的输出B点是高电平。
结合图2所示：基于上述电路，本发明在实现从机设备接入的实时检测的功能及原理如下：
(1)当从机接入时，在A点会有一个1.5K欧的上拉电阻。
(2)A点由于1.5K欧的上拉电阻和检测电路中A点的下拉电阻分压，设计目标此时A点V1会是一个逻辑高电平。
(3)这时A点电压V1大于C点的电压V2，所以在B点的输出电压会是一个逻辑高电平。
结合图3所示，基于上述电路，本发明在实现主机设备接入的实时检测的功能及原理如下：
(1)当主机接入时，在A点会有一个15K欧的下拉电阻。
(2)A点由于15K欧的下拉电阻和检测电路中A点的下拉电阻并联的关系整体下拉阻值会降低，此处设计目标A点由于恒流源的作用实际电压会低于C点此时的电压。
(3)这时A点电压V1小于C点的电压V2，所以在B点的输出电压会是一个低电平。
结合上面的分析，根据设计目标，判断标准如下：
无设备接入时：A点低电平；B点高电平。从机设备接入时：A点高电平；B点高电平。主机设备接入时：A点低电平；B点低电平。根据该三点判断标准，通过检测A点和B点的电平状态便可以实现对USB主从机设备插入的实时检测。
下面通过一具体示例说明本发明的实施方法，结合图1、图2、图3，并R1选用15K欧姆，R2选用10K欧姆电阻。
设A点电压为V1，B点电压为V3，C点电压为V2。A悬空时，A点会有一个逻辑的低电平，此时是0.4V。A悬空时，C点电压V2低于A点电压V1，此时V2为0.3V。
将电路的A点与USB接口的D+接口连接。
当从机接入时，在A点会有一个1.5K欧的上拉电阻，A点由于1.5K欧的上拉电阻和R1电阻分压的关系，V1是逻辑高电平，这时A点实际电压V1大于C点的实际电压V2，所以在B点的输出电压V3会是一个逻辑高电平。
当主机接入时，在A点会有一个15K欧的下拉电阻，A点由于主机上的15K欧姆的下拉电阻和R1电阻并联的关系整体下拉阻值会降低到7.5K欧姆，A点由于恒流源的作用电压V1会降低到0.2V，这时A点电压V1小于C点的电压V2，V2此时为0.3V，所以在B点的输出电压会是一个低电平。
Claims (4)
1.一种USB接口的主从机实时检测电路，其特征在于，包括：比较器、第一恒流源、第二恒流源、第一电阻及第二电阻；比较器的正极作为检测端，其连接被检测主从机USB接口的D+脚；比较器正极下拉第一电阻，同时连接第一恒流源，设计达到比较器正极在无第一电阻以外的电阻接入时有个逻辑低电平；比较器负极下拉第二电阻，同时连接第二恒流源，设计达到比较器负极在无第二电阻以外的其他电阻接入时有个实际电压低于正极在无第一电阻以外的电阻接入时的电压，设计当比较器正极再接入一个D+下拉电阻时，比较器正极的电压小于比较器负极的电压。
2.根据权利要求1所述的USB接口的主从机实时检测电路，其特征在于，所述D+下拉电阻为一个15K欧的电阻。
3.根据权利要求1或2所述的USB接口的主从机实时检测电路，其特征在于，所述第一电阻选用15K欧姆，所述第二电阻选用10K欧姆电阻。
4.一种基于权利要求1所述USB接口的主从机实时检测电路的检测方法，包括从机设备接入的实时检测、主机设备接入的实时检测及无设备接入的实时检测，其特征在于：
从机设备接入的实时检测包括以下步骤：
(1)将从机设备接入所述检测电路的步骤；
(2)读取检测电路中比较器正极和比较器输出端的电平状态的步骤；
(3)如果比较器正极为高电平，比较器输出端为高电平，则判定检测到从机设备；
主机设备接入的实时检测包括以下步骤：
(1)将主机设备接入所述检测电路的步骤；
(2)读取检测电路中比较器正极和比较器输出端的电平状态的步骤；
(3)如果比较器正极为低电平，比较器输出端为低电平，则判定检测到主机设备；
无设备接入的实时检测包括以下步骤：
(1)读取检测电路中比较器正极和比较器输出端的电平状态的步骤；
(2)如果比较器的正极为低电平，比较器输出端为高电平，则判定无设备接入。
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