Usb控制裝置及設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電子通信領(lǐng)域，尤其涉及一種USB控制裝置及設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002] 在USB協(xié)議下，移動(dòng)終端比如手機(jī)、平板電腦可通過USB (Universal Serial Bus， 通用串行總線）數(shù)據(jù)線連接終端設(shè)備的USB端口進(jìn)行數(shù)據(jù)通信和充電。當(dāng)手機(jī)通過USB2.0 接口連接到筆記本上時(shí)，檢測到USB接口的兩根數(shù)據(jù)線D+和D-的數(shù)據(jù)信號(hào)，默認(rèn)進(jìn)入數(shù)據(jù) 模式。由于USB 2. 0協(xié)議規(guī)定USB端口只能出500mA的電流，所以手機(jī)等受電設(shè)備會(huì)通過 自身的電源管理系統(tǒng)（PMU)主動(dòng)的把標(biāo)準(zhǔn)的充電電流由I. 5A或IA降低到500mA?，F(xiàn)今大 多智能手機(jī)的電池容量都超過2000mAh，所以想通過默認(rèn)的500mA的電流充滿大容量電池， 與充電器標(biāo)準(zhǔn)的I. 5A或IA充電電流相比，USB接口數(shù)據(jù)模式下實(shí)際充電速度會(huì)非常之慢。
[0003] 因此，有必要提供一種USB控制裝置，提高現(xiàn)有USB端口的充電速度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為此，本發(fā)明提供一種USB控制裝置及設(shè)備，解決現(xiàn)有技術(shù)中USB端口充電速度慢 的技術(shù)問題。
[0005] 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，提供一種USB控制裝置，包括USB端口、USB接口模塊、 檢測模塊、USB開關(guān)控制模塊和短接模塊，所述USB端口用于通過USB數(shù)據(jù)線與外界設(shè)備連 接，所述USB接口模塊用于提供USB數(shù)據(jù)傳輸，所述檢測模塊用于檢測輸入的高電平信號(hào)和 低電平信號(hào)，所述USB開關(guān)控制模塊與所述檢測模塊連接，用于接收所述檢測模塊檢測到 的電平信號(hào)，并根據(jù)接收到的高電平信號(hào)切換開關(guān)與所述USB接口模塊連接接通，以及根 據(jù)接收到的低電平信號(hào)切換開關(guān)與所述短接模塊連接接通，所述短接模塊通過電阻將其數(shù) 據(jù)端口短接。
[0006] 優(yōu)選的，所述電阻的阻值小于200歐姆。
[0007] 優(yōu)選的，所述的USB控制裝置還包括與所述檢測模塊連接的電平信號(hào)輸出模塊， 用于輸出高電平信號(hào)和低電平信號(hào)。
[0008] 優(yōu)選的，所述電平信號(hào)輸出模塊為總線拓展器，所述總線拓展器根據(jù)控制指令配 置輸出高電平信號(hào)和低電平信號(hào)。
[0009] 優(yōu)選的，所述總線拓展器可根據(jù)CPU、軟件或應(yīng)用的控制指令配置輸出高電平信號(hào) 和低電平信號(hào)。
[0010] 優(yōu)選的，所述電平信號(hào)輸出模塊為撥檔開關(guān)，所述撥檔開關(guān)可控制輸出高電平信 號(hào)和低電平信號(hào)。
[0011] 優(yōu)選的，所述USB開關(guān)控制模塊為電子開關(guān)，所述電子開關(guān)的第一管腳與所述檢 測模塊連接，D+、D-數(shù)據(jù)管腳分別與所述USB接口模塊的數(shù)據(jù)端口 D+、D-連接，HSD1+、 HSDl-管腳與所述短接模塊連接，HSD2+、HSD2-管腳與所述USB端口連接，所述第一管腳SEL 為高電平時(shí)，D+、D-管腳分別與HSD1+、HSDl-管腳開關(guān)接通，所述第一管腳SEL為低電平 時(shí)，D+、D-管腳分別與HSD2+、HSD2-管腳開關(guān)接通。
[0012] 優(yōu)選的，所述電子開關(guān)的.〇€管腳、GND管腳參考接地，VCC管腳與電源連接。
[0013] 優(yōu)選的，所述USB開關(guān)控制模塊為型號(hào)FSUSB30MUX的電子開關(guān)，第一管腳SEL與 所述檢測模塊連接，《管腳、GND管腳參考接地，VCC管腳與電源連接，D+、D-數(shù)據(jù)管腳分別 與所述USB接口模塊的D+、D-端口連接，HSD1+、HSDl-管腳與所述短接模塊連接，HSD2+、 HSD2-管腳與所述USB端口連接，所述第一管腳SEL為高電平時(shí)，D+、D-管腳分別與HSD1+、 HSDl-管腳開關(guān)接通，所述第一管腳SEL為低電平時(shí)，D+、D-管腳分別與HSD2+、HSD2-管腳 開關(guān)接通。
[0014] 在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，還提供一種設(shè)備，具有USB端口，其包括上述的USB 控制裝置。
[0015] 本發(fā)明提供的USB控制裝置及設(shè)備，通過檢測模塊檢測到的高低電平控制信號(hào)切 換USB開關(guān)控制模塊分別與USB接口模塊和短接模塊連接，改變USB數(shù)據(jù)端口 D+端和D-端 的信號(hào)，這樣USB端口設(shè)備認(rèn)為是插入標(biāo)準(zhǔn)充電器接口而提供5V/2A的輸出，實(shí)現(xiàn)USB端口 的數(shù)據(jù)傳輸模塊和快速充電模式的切換，并提升USB端口設(shè)備的充電速度。
【附圖說明】
[0016] 為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使 用的附圖作簡單的介紹。顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于 本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他 的附圖。
[0017] 圖1為本發(fā)明第一實(shí)施例中USB控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018] 圖2為本發(fā)明第一實(shí)施例中USB控制裝置的USB開關(guān)控制模塊的示意圖。
[0019] 圖3為本發(fā)明第一實(shí)施例中USB控制裝置的USB開關(guān)控制模塊的管腳說明示意 圖。
[0020] 圖4為本發(fā)明第一實(shí)施例中USB控制裝置的USB開關(guān)控制模塊的S管腳和管 腳的真值示意圖。
[0021] 圖5為本發(fā)明第一實(shí)施例中USB控制裝置的USB開關(guān)控制模塊的控制示意圖。
[0022] 圖6為本發(fā)明第一實(shí)施例中USB控制裝置的詳細(xì)電路示意圖。
[0023] 圖7為本發(fā)明第二實(shí)施例中USB控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024] 圖8為本發(fā)明第三實(shí)施例中USB控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025] 圖9為本發(fā)明第三實(shí)施例中USB控制裝置的電平信號(hào)輸出模塊撥檔開關(guān)的電路示 意圖。
[0026] 圖10為本發(fā)明第三實(shí)施例中USB控制裝置的詳細(xì)電路示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027] 下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步更詳細(xì)的描述。顯 然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的 實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例， 都應(yīng)屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0028] 本發(fā)明的總體發(fā)明構(gòu)思是：通過總線拓展器GPIO或電子撥檔開關(guān)輸出高低電平 控制信號(hào)切換電子開關(guān)分別與USB接口模塊和短接模塊連接接通，改變USB數(shù)據(jù)端口 D+端 和D-的信號(hào)，這樣USB端口設(shè)備認(rèn)為是插入標(biāo)準(zhǔn)充電器接口而提供5V/2A的輸出，實(shí)現(xiàn)USB 端口的數(shù)據(jù)傳輸模塊和快速充電模式的切換，提升USB端口的充電速度。
[0029] 參見圖1，本發(fā)明第一實(shí)施例提供一種USB控制裝置，包括USB端口 20、USB接口 模塊30、檢測模塊40、USB開關(guān)控制模塊50和短接模塊60。
[0030] 其中，所述USB端口 20用于通過USB數(shù)據(jù)線與外界設(shè)備連接，所述USB接口模塊 30用于提供USB數(shù)據(jù)傳輸模式。比如通過USB手機(jī)數(shù)據(jù)線連接手機(jī)的數(shù)據(jù)線接口和筆記本 電腦USB端口 20,在USB協(xié)議下手機(jī)和筆記本電腦通過所述USB接口模塊30可進(jìn)行數(shù)據(jù)傳 輸，還可以利用筆記本電腦USB端口 20提供的500mA的電流對(duì)手機(jī)進(jìn)行充電，可見USB端 口 20可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸模式和充電模式兩種工作模式。
[0031] 所述檢測模塊40用于檢測輸入的高電平信號(hào)和低電平信號(hào)。具體的，所述輸 入的高電平信號(hào)和低電平信號(hào)為根據(jù)CPU(Central Processing Unit，中央處理器）、 MCU(Microcontroller Unit，微控制單元）、GPI0(General Purpose Input Output，通用輸 入/輸出、總線拓展器）、電子撥檔開關(guān)或其他的控制組件的控制指令配置生成的控制電平 信號(hào)。所述檢測模塊40與相應(yīng)的控制組件連接控制信號(hào)輸出端口連接，用于檢測其輸出的 高低電平信號(hào)。
[0032] 所述USB開關(guān)控制模塊50,與所述檢測模塊40、USB接口模塊30和USB端口 20 連接，用于接收所述檢測模塊40檢測到的電平信號(hào)，并根據(jù)接收到的高電平信號(hào)切換開關(guān) 與所述USB接口模塊30連接接通，以及根據(jù)接收到的低電平信號(hào)切換開關(guān)與所述短接模塊 60連接接通。
[0033] 當(dāng)所述USB開關(guān)控制模塊50切換開關(guān)與所述USB接口模塊30連接時(shí)，數(shù)據(jù)端口 D+、D-分別與所述USB接口模塊30的D+、D-端口連接接通，所述USB接口模塊30通過所 述USB端口 20對(duì)外部設(shè)備提供數(shù)據(jù)傳輸模式。
[0034] 在本實(shí)施例中，所述短接模塊60通過電阻將其數(shù)據(jù)端口 D+和D-短接，所述電阻 的阻值小于200歐姆，但一般不采用0歐姆提高系統(tǒng)的兼容性。當(dāng)所述USB開關(guān)控制模塊50 切換開關(guān)與所述短接模塊60連接時(shí)，數(shù)據(jù)端口 D+、D-分別與所述短接模塊60的D+、D-端 口連接接通，而所述短接模塊60通過電阻將其數(shù)據(jù)端口 D+和D-短接且短接阻值小于200 歐姆，這樣所述USB端口 20會(huì)檢測到數(shù)據(jù)端口 D+、D-并無USB信號(hào)且兩端口阻抗小于200 歐姆，則USB端口設(shè)備認(rèn)為插入的是充電器而輸出5V/2A實(shí)現(xiàn)快速充電模式。
[0035] 在本發(fā)明實(shí)施例中，所述檢測模塊40首先檢測輸入的高電平信號(hào)和低電平信號(hào)， 所述USB開關(guān)控制模塊50接收所述檢測模塊40檢測到的電平信號(hào)，并根據(jù)接收到的高電 平信號(hào)切換開關(guān)與所述USB接口模塊30連接接通，以及根據(jù)接收到的低電平信號(hào)切換開關(guān) 與所述短接模塊60連接接通。當(dāng)所述USB開關(guān)控制模塊50切換開關(guān)與所述短接模塊60 連接接通時(shí)，所述USB端口 20會(huì)檢測到D+、D-端口并無USB信號(hào)且兩端口阻抗小于200歐 姆，則設(shè)備認(rèn)為插入的是充電器而輸出5V/2A實(shí)現(xiàn)快速充電模式。
[0036] 圖2為本發(fā)明第一實(shí)施例中USB控制裝置USB開關(guān)控制模塊50的示意圖，在本實(shí) 施例中，所述USB開關(guān)控制模塊50為型號(hào)FSUSB30MUX的電子開關(guān)，其包括S管腳、?JT管腳、 VCC管腳、HSDl+管腳、HSDl-管腳、HSD2+管腳、HSD2-管腳、D+管腳、D-管腳和GND管腳， 其中吞|:管腳、GND管腳參考接地，VCC管腳與電源連接。
[0037] 圖3為本發(fā)明第一實(shí)施例中USB控制裝置的USB開關(guān)控制模塊50電子開關(guān)的管腳 說明示意圖，纖:管腳為輸出使能端、S管腳為選擇輸入，D+、D-、HSDn+、HSDn-為數(shù)據(jù)端口、 NC為不連接。
[0038] 圖4為本發(fā)明第一實(shí)施例中USB控制裝置的USB開關(guān)控制模塊50的S管腳和纖 管腳的真值示意圖，其中：當(dāng)管腳為H高電平時(shí)，D+和D-端口不連接；當(dāng)S管腳和III管 腳都為L低電平時(shí)，D+和D-端口分別和HSDl+和HSDl-開關(guān)接通；當(dāng)S管腳為H高電平且 If管腳為L低電平時(shí)，D+和D-端口分別和HSD2+和HSD2-開關(guān)接通。
[0039] 圖5分別為本發(fā)明第一實(shí)施例中USB控制裝置的U