一种外设控制装置的制作方法

本实用新型涉及车载设备技术领域，尤其涉及一种外设控制装置。

背景技术：

Micro USB是目前电子产品最常用的供电及数据接口之一。Micro USB设有五根连接线，对于一般与外设进行数据交换的产品来说，五线最常用的功能为VCC、GND、DP、DM、ID，可以满足正常的供电和USB数据交换的功能。

目前，主机和外设有一种典型的应用是主机控制外设的开关机，在主机工作期间对外设某个模块通过GPIO(General Purpose Input Output通用输入/输出)高低电平进行控制，而这种控制都是要通过Micro USB的硬线进行的。

市面上的电子产品要实现上述典型应用的方式主要有以下两种：

(一)、使用硬开关对外设进行开关机，使用Micro USB的IO硬线对外设模块进行控制。但是，使用硬开关进行开关机，不够人性化和智能化，不满足市场对硬件产品智能化的需求。

(二)、通过增加硬线接口来分别控制外设开关机和对模块进行控制。但是，增加硬线会带来硬件成本的增加，而且增加硬线后的接口并不是标准的接口，在后续的生产和产品升级上带来不便。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题在于，提供一种结构简单、操作方便的外设控制装置，可通过控制Micro USB数据接口中的单根硬线的电压值，实现不同类型的信号控制。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种外设控制装置，包括主机及外设，所述主机与外设之间通过Micro USB数据接口连接；所述主机包括主机本体及设于主机本体内的主机控制电路，所述主机控制电路接入开关控制脉冲信号，并通过Micro USB数据接口向外设输出硬线脉冲信号；所述外设包括外设本体及设于外设本体内的外设控制电路，所述外设控制电路包括第一比较器，所述第一比较器接入硬线脉冲信号及开关电压信号，并输出开关驱动脉冲信号以驱动外设本体。

作为上述方案的改进，所述主机控制电路接入开关控制脉冲信号及模块控制脉冲信号，并通过Micro USB数据接口向外设输出硬线脉冲信号；所述外设控制电路还包括第二比较器，所述第二比较器接入硬线脉冲信号及模块电压信号，并输出模块驱动脉冲信号以驱动外设本体。

作为上述方案的改进，所述主机控制电路包括N-MOS管、二极管及第二电阻；所述二极管的正极与N-MOS管的源极连接，负极与N-MOS管的漏极连接；所述开关控制脉冲信号接入N-MOS管的栅极，所述硬线脉冲信号通过第二电阻由N-MOS管的漏极输出，所述N-MOS管的源极接地。

作为上述方案的改进，所述主机控制电路包括N-MOS管、二极管、第一电阻及第二电阻；所述二极管的正极与N-MOS管的源极连接，负极与N-MOS管的漏极连接；所述开关控制脉冲信号接入N-MOS管的栅极，所述模块控制脉冲信号依次通过第一电阻及第二电阻接入N-MOS管的漏极，所述硬线脉冲信号通过第二电阻由N-MOS管的漏极输出，所述N-MOS管的源极接地。

作为上述方案的改进，所述N-MOS管为场效应管增强型N-MOS。

作为上述方案的改进，所述外设控制电路包括主控芯片，所述主控芯片上设有第一反向输入端、第一同向输入端及第一输出端；所述第一比较器封装于主控芯片内，并通过第一反向输入端接入硬线脉冲信号、通过第一同向输入端接入开关电压信号、通过第一输出端输出开关驱动脉冲信号。

作为上述方案的改进，所述外设控制电路包括主控芯片，所述主控芯片上设有第一反向输入端、第一同向输入端、第一输出端、第二反向输入端、第二同向输入端及第二输出端；所述第一比较器封装于主控芯片内，并通过第一反向输入端接入硬线脉冲信号、通过第一同向输入端接入开关电压信号、通过第一输出端输出开关驱动脉冲信号；所述第二比较器封装于主控芯片内，并通过第二反向输入端接入模块电压信号、通过第二同向输入端接入硬线脉冲信号、通过第二输出端输出模块驱动脉冲信号。

作为上述方案的改进，所述主控芯片为LM2903DR。

作为上述方案的改进，所述主机通过Micro USB数据接口中的ID端口向外设输出硬线脉冲信号。

实施本实用新型的有益效果在于：

本实用新型将主机与外设通过Micro USB数据接口进行连接，通过控制Micro USB数据接口中的单根硬线的电压值，实现不同类型的信号控制。具体地，外设中采用比较器(第一比较器、第二比较器)的方式对Micro USB硬线的不同电压进行识别，实现一线两用的功能。因此，与使用硬开关进行外设开关机的现有技术相比，本实用新型可以节省一个硬开关，更为人性化和智能化；与增加硬线接口方式的现有技术相比，本实用新型只需使用一根硬线，成本更低，并不需要更改标准接口，产品后续的生产维护升级更方便。

附图说明

图1是本实用新型外设控制装置的结构示意图；

图2是本实用新型外设控制装置的第一实施例示意图；

图3是图2中主机控制电路的电路图；

图4是图2中外设控制电路的电路图；

图5是本实用新型外设控制装置的第二实施例示意图；

图6是图5中主机控制电路的电路图；

图7是图5中外设控制电路的电路图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述。仅此声明，本发明在文中出现或即将出现的上、下、左、右、前、后、内、外等方位用词，仅以本发明的附图为基准，其并不是对本发明的具体限定。

参见图1，图1显示了本实用新型外设控制装置的具体结构，其包括主机及外设，所述主机1与外设2之间通过Micro USB数据接口连接。

需要说明的是，一般的系统GPIO，在一定误差范围内，输出的高电平为VCCIO(IO加电引脚)电压，低电平为0。输入超过一定的电压阈值就认为是高电平，低于一定的电压阈值就认为是低电平。以某一款VCCIO为1.8V的芯片为例，Input_IO的低电平上限为0.63V，高电平下限为1.20V。

本实用新型对Micro USB数据接口实现一线二用的灵活设计。通过主机1控制Micro USB数据接口中的单根硬线，根据不同的应用情况输出不同的电压值，并在外设2中转换为相应的高低电平，从而实现不同类型的信号控制。因此，与使用硬开关进行外设开关机的现有技术相比，本实用新型可以节省一个硬开关，更为人性化和智能化；与增加硬线接口方式的现有技术相比，本实用新型只需使用一根硬线，成本更低，并不需要更改标准接口，产品后续的生产维护升级更方便。

进一步，所述主机通过Micro USB数据接口中的ID端口向外设输出硬线脉冲信号，应用更为方便。

参见图2～4，图2～4显示了本实用新型外设控制装置的第一实施例。所述主机1包括主机本体及设于主机本体内的主机控制电路，所述主机控制电路接入开关控制脉冲信号，并通过Micro USB数据接口向外设输出硬线脉冲信号；所述外设2包括外设本体及设于外设本体内的外设控制电路，所述外设控制电路包括第一比较器，所述第一比较器接入硬线脉冲信号及开关电压信号，并输出开关驱动脉冲信号以驱动外设本体。

与现有技术比较，本实用新型采用比较器的方式对Micro USB硬线的不同电压进行识别，实现一线两用的功能。

如图3所示，所述主机控制电路包括N-MOS管、二极管及第二电阻R2；所述二极管的正极与N-MOS管的源极连接，负极与N-MOS管的漏极连接；所述开关控制脉冲信号Power_Control接入N-MOS管的栅极，所述硬线脉冲信号HW_Line通过第二电阻R2由N-MOS管的漏极输出，所述N-MOS管的源极接地。所述N-MOS管优选为场效应管增强型N-MOS。

如图4所示，所述外设控制电路包括主控芯片U2，所述主控芯片U2上设有第一反向输入端INA-、第一同向输入端INA+及第一输出端OUTA；所述第一比较器封装于主控芯片U2内，并通过第一反向输入端INA-接入硬线脉冲信号HW_Line、通过第一同向输入端INA+接入开关电压信号、通过第一输出端OUTA输出开关驱动脉冲信号POWER_ON/OFF。所述主控芯片U2优选为LM2903DR，但不以此为限制。

主机1开机后，当需要打开外设2时，主机1的开关电压信号Power_Control拉高，此时，硬线脉冲信号HW_Line的电平为0V或2.0V，而外设2中第一比较器上第一同向输入端INA+的开关电压信号为2.5V，由于第一反向输入端INA-所接收的硬线脉冲信号HW_Line的电平低于开关电压信号，则第一输出端OUTA输出高电平，外设2的开关驱动脉冲信号POWER_ON/OFF为高电平有效，此时外设2开机。当需要关闭外设2时，主机1的开关电压信号Power_Control拉低，此时，硬线脉冲信号HW_Line的电平为3.3V，而外设2中第一比较器上第一同向输入端INA+的开关电压信号为2.5V，由于第一反向输入端INA-所接收的硬线脉冲信号HW_Line的电平高于开关电压信号，则第一输出端OUTA输出低电平，此时外设关机。

参见图5～7，图5～7显示了本实用新型外设控制装置的第二实施例。所述主机控制电路接入开关控制脉冲信号及模块控制脉冲信号，并通过Micro USB数据接口向外设2输出硬线脉冲信号；所述外设控制电路还包括第二比较器，所述第二比较器接入硬线脉冲信号及模块电压信号，并输出模块驱动脉冲信号以驱动外设本体。

与现有技术比较，本实用新型采用多路比较器(第一比较器、第二比较器)的方式对Micro USB硬线的不同电压进行识别，实现一线两用的功能。

如图6所示，所述主机控制电路包括N-MOS管、二极管、第一电阻R1及第二电阻R2；所述二极管的正极与N-MOS管的源极连接，负极与N-MOS管的漏极连接；所述开关控制脉冲信号接入N-MOS管的栅极，所述模块控制脉冲信号Module_Control依次通过第一电阻R1及第二电阻R2接入N-MOS管的漏极，所述硬线脉冲信号HW_Line通过第二电阻R2由N-MOS管的漏极输出，所述N-MOS管的源极接地。所述N-MOS管优选为场效应管增强型N-MOS。

如图7所示，所述外设控制电路包括主控芯片U2，所述主控芯片U2上设有第一反向输入端INA-、第一同向输入端INA+、第一输出端OUTA、第二反向输入端INB-、第二同向输入端INB+及第二输出端OUTB；所述第一比较器封装于主控芯片U2内，并通过第一反向输入端INA-接入硬线脉冲信号HW_Line、通过第一同向输入端INA+接入开关电压信号、通过第一输出端OUTA输出开关驱动脉冲信号POWER_ON/OFF。所述第二比较器封装于主控芯片U2内，并通过第二反向输入端INB-接入模块电压信号、通过第二同向输入端INB+接入硬线脉冲信号HW_Line、通过第二输出端OUTB输出模块驱动脉冲信号ControlModule。所述主控芯片优选为LM2903DR，但不以此为限制。

主机1开机后，当需要打开外设2时，主机2的开关电压信号Power_Control拉高，此时，模块控制脉冲信号Module_Control为高或低，通过第一电阻R1及第二电阻R2分压后，硬线脉冲信号HW_Line的电平为0V或2.0V，而外设2中第一比较器上第一同向输入端INA+的开关电压信号为2.5V，由于第一反向输入端INA-所接收的硬线脉冲信号HW_Line的电平低于开关电压信号，则第一输出端OUTA输出高电平，外设的开关驱动脉冲信号POWER_ON/OFF为高电平有效，此时外设开机。

外设2开机后，当需要控制外设2的模块时，主机1的模块控制脉冲信号Module_Control可以进行拉高，此时，硬线脉冲信号HW_Line通过第一电阻R1及第二电阻R2分压为2.0V，外设2上的中第二比较器上第二反向输入端INB-所接收的模块电压信号为1.5V，由于第二反向输入端INB-所接收的模块电压信号低于硬线脉冲信号HW_Line，则第二输出端OUTB输出高电平。对模块控制脉冲信号Module_Control进行拉低时，第二输出端OUTB输出低电平。因此，通过第二输出端OUTB电平的变化即可实现对外设模块的控制。而在控制外设模块的过程中，硬线脉冲信号HW_Line的电平为0V或2V，始终低于2.5V，故第一输出端OUTA保持高电平，外设保持开机状态。

当需要关闭外设2时，主机1的开关电压信号Power_Control及模块控制脉冲信号Module_Control都拉低，此时，硬线脉冲信号HW_Line的电平为3.3V，而外设2中第一比较器上第一同向输入端INA+的开关电压信号为2.5V，由于第一反向输入端INA-所接收的硬线脉冲信号HW_Line的电平高于开关电压信号，则第一输出端OUTA输出低电平，此时外设2关机。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。