专利名称：Usb接口主从机检测装置及检测方法
技术领域：
本发明属于通用串行总线(USB)技术领域，尤其涉及一种USB接口主从 机检测装置及检测方法。
背景技术：
通用串行总线(USB)作为一种新兴的通信接口标准，广泛流行并应用在个 人计算机(PC)，嵌入式系统等领域。目前USB通信总线技术上只能区分主机 功能或从机功能。个人计算机(PC)或游戏机(XB0X， WII， PS2)属于主机 功能。U盘或移动硬盘及MP3， MP4播放器则属于从机功能，主机功能及从机 功能彼此之间无法互换。
在USB规范里的OTG (On-The-Go)设备中，是同时具有主机功能和从机 功能，但需要通过特定的USB连接线(Mini-AB)进行连接；单纯只是主机功 能或从机功能的USB连接线与OTG设备的Mini-AB数据连接线无法兼容，因此 给使用者带来不方便，尤其表现在移动便携设备上。作为一个同时具有主机 功能和从机功能的装置，为了给使用者提供方便，采用传统的USB数据连接 线的条件下，则必须具备自动切换自身装置为主机状态或从机状态，以实现 通信。例如连接的设备的是从机功能，则切换自身装置成主机状态进行数据 通信，连接的设备是主机功能，则切换自身装置成从机状态以实现数据通信。
针对这个问题，专利名称为一种自动侦测USB模式的USB装置，专利号为 200510090791. 2提出一种解决方案，图1是一种自动侦测USB模式的USB装 置的方块图，该装置采用两个USB端口， USB主机端口和USB装置端口来分 别连接具有主机功能或装置功能的USB设备；其通过检测装置端口上的VBUS电信号来判断是否有主机功能的USB设备连接其装置，同时通过检测主机端 口上的D+， D-电信号来判断是否有装置功能的USB设备连接其装置。该技术 采用两个USB端口以及外部两组电信号检测单元，给使用者带来一定的不便。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种使用方便 的USB接口主从机检测装置。
另外，本发明还提供一种实现该USB接口主从机检测装置的检测方法。
本发明USB接口主从机检测装置所采用的技术方案是本发明USB接口 主从机检测装置，包括控制电路，该装置还包括
一个USB端口，具有USB接脚，用于连接外部USB主机，收送外部USB 主机电信号或用于连接外部USB从机，收送外部USB从机电信号； USB控制装置，通过所述控制电路控制所述外部USB主机电信号或所述 外部USB从机电信号；
状态检测装置，用于检测外部USB主机电信号或外部USB从机电信号； 模式切换装置，用于实现所述USB接口主从机检测装置状态的切换；
其中，所述USB控制装置依据所述USB端口上的USB接脚的电信号，利 用所述状态检测装置判断外部USB为主机功能或从机功能，并利用所述模式 切换装置将所述USB接口主从机检测装置状态切换为相应的连接装置。 所述电信号是USB通信中的数据信号D+、 D-。
所述控制电路包括两个15KQ电阻及开关SW1、 SW2、 一个1.5KQ电阻 及其切换开关SW3， 一个100KQ电阻以及切换开关SW4。
本发明USB接口主从机检测方法所采用的技术方案是该方法包括下列
步骤
(a)将所述USB接口主从机检测装置设置为装置空闲状态；(b) 判断所述USB端口是否有连接外部USB装置，若无，执行步骤(a);
(c) 若步骤(b)判断有连接所述外部USB装置，再判断所述外部USB装 置是主机装置或是从机装置；
(d) 若步骤(c)判断所述外部USB装置为主机装置，则切换状态进入从 机模式，若步骤(c)判断所述外部USB装置为从机装置，则切换状态 进入主机模式；
(e) 清零计数器清零；
(f) 若步骤(d)进入主机模式，则执行与从机通信功能，若步骤(d)进入 从机模式，则执行与主机通信功能；
(g) 判断所述外部USB装置是否还连接，若是，执行步骤(e)，若否， 执行步骤(a)。
本发明的有益效果是由于本发明包括一个USB端口、 USB控制装置、 状态检测装置、模式切换装置，利用一个USB端口，通过检测判断该USB端 口的数据通信信号(D+， D-)以及所述USB控制装置内部的模式切换装置及 状态检测装置可以正确识别到当前USB端口上连接的USB设备为USB主机模 式还是USB从机模式，从而达到采用一个USB接口即可以实现与USB从机或 USB主机进行数据通信，所以可以实现多个USB设备与本发明USB接口主从 机状态检测装置连接通信时的即插即用以及动态插拔，给使用者带来方便和 灵活。
图1是一种自动侦测USB模式的USB装置的方块图； 图2是本发明USB接口主从机检测装置的方块图3是本发明的检测状态图4是本发明处在空闲状态下的方块图5是本发明在有USB从机装置连接开始时的方块图； 图6是本发明在与USB从机装置通信中的方块图；图7是本发明在有USB主机装置连接开始时的方块图； 图8是本发明在与USB主机装置通信中的方块图； 图9是本发明USB接口主从机检测方法的流程图。
具体实施例方式
如图2、图3所示，本发明包括控制电路、 一个USB端口、 USB控制装置、 状态检测装置、模式切换装置，所述控制电路包括USB2.0规范中定义的USB 主机要求的两个15KQ电阻及切换开关SW1， SW2，以及USB2.0规范中定义的 USB从机要求的一个1. 5KQ电阻及其切换开关SW3，电阻100KQ以及切换开 关SW4;所述USB控制装置用于控制所述状态检测装置、所述模式切换装置 以及进行USB数据通信，协议交互；所述状态检测装置是用于检测USB接口 上的数据信号线D+， D-的电气信号来识别出装置空闲状态、装置主机连接状 态、装置主机移除状态、装置从机状态、装置从机移除状态；所述模式切换 装置来实现本发明装置空闲状态、装置主机状态和装置从机状态的切换，所 述USB端口用来连接外部USB从机装置或外部USB主机装置，由4个切换开 关SW1、 SW2、 SW3、 SW4， 4个电阻以及模式切换装置来实现本发明装置空闲 状态、装置主机状态和装置从机状态的切换。
如图4、图5、图6所示，默认情况下本发明切换状态为装置空闲状态， 通过闭合开关SW1， SW4，断开SW2， SW3，此时D+下拉一个的电阻，而 D-上拉一个100KQ的电路；在所述USB端口上没有任何连接设备时，所述状 态检测装置检测到D+为低电平，D-为高电平；当所述USB主机装置连接到所 述USB端口上时，本发明USB接口主从机检测装置内部D+， D-都是下拉15KQ 电阻，因此所述状态检测装置检测到D+， D-均为低电平，即认为所述USB主机装置连接上所述USB端口 ，所述状态检测装置检测到所述USB主机装置连 接USB端口后，所述模式切换装置闭合SW3和SW4,断开SW1， SW2，进入装 置从机状态，；当执行装置从机与连接的主机装置进行USB数据的通信，同时 进行D+， D-电信号的检测，检测装置检测到D+， D-同时为高并持续稳定一定 时间(例如50ms)则认为主机装置从USB端口移除，此时所述模式切换装置 则将状态切换为装置空闲状态并继续检测USB端口是否有设备进行连接。
如图7、图8所示，本发明处在空闲状态下等待外部设备连接，当外部 的设备是USB从机装置连接时，所述USB接口主从机检测装置内部D+是上拉 1.5KQ电阻，而D-不进行驱动，因此所述状态检测装置检测到D+， D-均为高 电平，即认为所述USB从机装置连接上所述USB端口 ，因此所述模式切换装 置闭合SW1和SW2，断开SW3、 SW4，执行装置主机与连接的所述USB从机装 置进行USB数据的通信，同时进行D+， D-电信号的检测，所述状态检测装置 检测到D+， D-同时为低并持续稳定一定时间(例如50ms)则认为所述USB从 机装置从所述USB端口移除，此时所述模式切换装置则将状态切换为装置空 闲状态并继续检测所述USB端口是否有设备进行连接。
图9描述的是本发明实施的一个流程图，在步骤(a)中所述USB接口主从 机检测装置开始处于装置空闲状态；步骤(b)通过所述状态检测装置检测数 据信号D+， D-来判断是否为非空闲状态，如果检测D+为低电平，D-为高电平， 则判断无任何装置连接到所述USB端口，重回步骤(a);在步骤(c)中检测 到非空闲状态后就进一步判断所述USB端口连接的外部USB装置状态是主机 装置或是从机装置；在步骤(d)中，由于USB规范里面定义，作为主机装置 其D+， D-是有两个15KQ电阻下拉的，因此当主机装置连接时，读取到的D+，D-均为低电平，所述模式切换装置获取到确切的主机装置连接后就切换到装 置从机工作状态，作为从机装置(高速和全速设备)，设备连接时要将D+上 拉1.5KQ，因此在空闲状态下从机装置连接时，读取到的D+， D-均为高电平， 获取到确切的从机装置连接后就切换到装置主机工作状态；步骤(e)中清零 计数器清零；在步骤(f)中，若步骤(d)进入的是主机模式，则执行与从机 通信功能，若步骤(d)进入的是从机模式，则执行与主机通信功能；
步骤(g)同时同步检测主机装置是否移除，状态检测装置通过判断D+ 为高电平，D-为高电平，若是，则判断主机装置移除，回到步骤(a)，若否， 执行步骤(e);
步骤(g)同时同步检测从机装置是否移除，状态检测装置通过判断D+ 为低电平，D-为低电平，若是，则判断从机装置移除，回到步骤(a)，若否， 执行步骤(e)。
综上所述，本发明通过检测USB数据信号D+、 D-，并在不同状态下切换 模式的状态以达到数据通信的目的，本发明可以实现自动适应插入USB接口 的设备状态不同，而实现无须使用者介入，采用一个USB端口就可以实现与 0TG设备、USB主机设备、USB从机设备进行通行，增加使用的灵活和方便性。
权利要求
1、一种USB接口主从机检测装置，包括控制电路，其特征在于该装置还包括一个USB端口，具有USB接脚，用于连接外部USB主机，收送外部USB主机电信号或用于连接外部USB从机，收送外部USB从机电信号；USB控制装置，通过所述控制电路控制所述外部USB主机电信号或所述外部USB从机电信号；状态检测装置，用于检测外部USB主机电信号或外部USB从机电信号；模式切换装置，用于实现所述USB接口主从机检测装置状态的切换；其中，所述USB控制装置依据所述USB端口上的USB接脚的电信号，利用所述状态检测装置判断外部USB为主机功能或从机功能，并利用所述模式切换装置将所述USB接口主从机检测装置状态切换为相应的连接装置。
2、 根据权利要求1所述的USB接口主从机检测装置，其特征在于所述电 信号是USB通信中的数据信号D+、 D-。
3、 根据权利要求1所述的USB接口主从机检测装置，其特征在于所述控 制电路包括两个15KQ电阻及开关SW1、 SW2、 一个1. 5KQ电阻及其切 换开关SW3， 一个100KQ电阻以及切换开关SW4。
4、 一种实现权利要求1所述的USB接口主从机检测装置的检测方法，其特 征在于，该方法包括下列步骤(a) 将所述USB接口主从机检测装置设置为装置空闲状态；(b) 判断所述USB端口是否有连接外部USB装置，若无，执行步骤(a);(c) 若步骤(b)判断有连接所述外部USB装置，再判断所述外部USB装 置是主机装置或是从机装置；(d) 若步骤(c)判断所述外部USB装置为主机装置，则切换状态进入从 机模式，若步骤(c)判断所述外部USB装置为从机装置，则切换状态 进入主机模式；(e) 清零计数器清零；(f) 若步骤(d)进入主机模式，则执行与从机通信功能，若步骤(d)进入从机模式，则执行与主机通信功能；(g)判断所述外部USB装置是否还连接，若是，执行步骤(e)，若否， 执行步骤(a)。
全文摘要
本发明公开了一种USB接口主从机检测装置及检测方法，旨在提供一种使用方便的USB接口主从机检测装置及检测方法。该装置包括一个USB端口、控制电路、USB控制装置、状态检测装置、模式切换装置，其中所述USB控制装置依据所述USB端口上的USB接脚的电信号，利用所述状态检测装置判断外部USB为主机功能或从机功能，并利用所述模式切换装置将所述USB接口主从机检测装置状态切换为相应的连接装置。本发明可应用于计算机外围通信接口通用串行总线(USB)技术领域。
文档编号G06F13/38GK101526930SQ20081019909
公开日2009年9月9日 申请日期2008年10月13日 优先权日2008年10月13日
发明者符运河, 郑灼荣 申请人:建荣集成电路科技(珠海)有限公司