一种TF卡工作模式自动切换电路的制作方法

一种tf卡工作模式自动切换电路
技术领域
1.本实用新型涉及视频监控领域，尤其涉及一种tf卡工作模式自动切换电路。


背景技术：

2.sdio总线接口是tf卡标准上的一个外设接口。sdio标准定义有两种类型的卡，分别为全速卡和低速卡，受传输速率要求，全速卡需外接1.8v电平电压，低速卡需外接3.3v电压。对于安防行业的soc芯片，有的内部可以进行电源切换，但有的soc芯片不支持切换。要实现tf卡模式的切换需借助外部电平切换的方法，如在soc芯片控制tf卡电源的管脚接一个模拟开关，但这种方法存在缺陷，由于soc芯片电源存在上电时序要求，如果给模拟开关芯片供电的电源晚于3.3v和1.8v，这时模拟开关内部就会不稳定，出现高电平往低电平倒灌的现象。且难以实现根据tf卡类型自动进行模式切换。


技术实现要素：

3.鉴于以上现有技术存在的问题，本实用新型提出一种tf卡工作模式自动切换电路，主要解决传统方法无法根据tf卡的类型自动完成模式切换的问题。
4.为了实现上述目的及其他目的，本实用新型采用的技术方案如下。
5.一种tf卡工作模式自动切换电路，包括：电源模块、tf卡槽模块、用于识别插入所述tf卡槽模块的tf卡类型的主控芯片以及用于根据所述主控芯片的模式切换管脚的输出电平控制所述电源模块输出电压大小的反馈模块；
6.所述电源模块的输出端分别与所述主控模块的电源输入端和所述tf卡槽模块的电源输入端连接；所述tf卡槽模块的通信端与所述主控芯片的通信端连接；所述反馈模块一端与电源模块连接，所述反馈模块的另一端与所述主控芯片的模式切换管脚连接。
7.可选地，所述电源模块包括：电源芯片、用于控制所述电源芯片上电延迟的上电延迟子电路以及通过分压在电源芯片输出端与反馈端之间形成反馈电压的电压反馈子电路，所述电源芯片的输入端与外部供电电源连接；
8.所述上电延迟子电路的第一端与所述电源芯片的输入端连接，所述上电延迟子电路的第二端与所述电源芯片的使能端连接，所述上电延迟子电路的第三端接地；
9.所述电压反馈子电路的一端与所述电源芯片的输出端连接，所述电压反馈子电路的另一端分别与所述电源芯片的反馈端和所述反馈模块的一端连接。
10.可选地，所述反馈模块包括mos管、用于控制所述电压反馈子电路形成的反馈电压大小进而控制所述电源芯片输出电压大小的分压电阻和用于控制所述mos管初始状态处于关闭状态的限压电阻；
11.所述mos管的源极与所述电源芯片的反馈端连接，所述mos管的漏极与所述分压电阻的一端连接，所述分压电阻的另一端与所述电源芯片的输出端连接；所述mos管的栅极与所述主控芯片的模式切换管脚连接；所述mos管的栅极还与所述限压电阻的一端连接，所述限压电阻的另一端接地。
12.可选地，所述反馈模块包括mos管、用于控制所述电压反馈子电路形成的反馈电压大小进而控制所述电源芯片输出电压大小的分压电阻和用于控制所述mos管初始状态处于关闭状态的限压电阻；
13.所述mos管的源极接地，所述mos管的漏极与所述分压电阻的一端连接，所述分压电阻的另一端与与所述电源芯片的反馈端连接；所述mos管的栅极与所述主控芯片的模式切换管脚连接；所述mos管的栅极还与所述限压电阻的一端连接，所述限压电阻的另一端连接预设高电平。
14.可选地，在所述上电延迟子电路之前还设置有用于滤除外部供电电源的纹波的第一电容和第二电容，所述第一电容一端与所述电源芯片的输入端连接，所述第一电容的另一端接地；所述第二电容一端与所述电源芯片的输入端连接，所述第二电容的另一端接地。
15.可选地，所述上电延迟子电路包括第一电阻和第三电容，所述第一电阻的一端与所述电源芯片的输入端连接，所述第一电阻的另一端与所述第三电容的一端连接，所述第三电容的另一端接地，所述第一电阻与所述第三电容的公共端与所述电源芯片的使能端连接。
16.可选地，所述电压反馈子电路包括：第四电容、第二电阻和第三电阻；
17.所述第四电容的一端与所述电源芯片的输出端连接；所述第四电容的另一端与所述电源芯片的反馈端连接；所述第二电阻的一端与所述电源芯片的输出端连接，所述第二电阻的另一端与所述第三电阻的一端连接，所述第三电阻的另一端接地，所述第二电阻和所述第三电阻的公共端与所述电源芯片的反馈端连接。
18.可选地，在所述电源模块的输出端设置有用于滤除输出电压的纹波的第五电容和第六电容，所述第五电容的一端与所述电源模块的输出端连接，所述第五电容的另一端接地；所述第六电容的一端与所述电源模块的输出端连接，所述第六电容的另一端接地。
19.可选地，所述tf卡槽模块与所述主控芯片之间通过sdio总线建立通信连接。
20.可选地，所述tf卡槽模块设置有tf卡检测管脚、数据传输管脚、命令下发和应答管脚以及时钟管脚。
21.如上所述，本实用新型一种tf卡工作模式自动切换电路，具有以下有益效果。
22.本实用新型通过主控芯片与插入tf卡槽模块的tf卡通信，自动识别tf卡的类型，主控芯片根据tf卡类型输出对应电平给反馈模块，由反馈模块控制电源模块的输出电压大小，可实现基于主控芯片内部电平自动完成tf卡工作模式切换，电路结构简单，操作便捷。
附图说明
23.图1为本实用新型一实施例中tf卡工作模式自动切换电路的模块图。
24.图2为传统的电源切换电路。
25.图3为本实用新型一实施例中tf卡工作模式自动切换电路的原理图。
26.图4为本实用新型另一实施例中tf卡工作模式自动切换电路的原理图。
27.图5为本实用新型一实施例中tf卡槽模块的电路原理图。
28.图6为本实用新型一实施例中tf卡工作模式自动切换的流程示意图。
具体实施方式
29.以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
30.需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，遂图式中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
31.如图2所示，图2是现有方法中利用模拟开关设计的电路，1、2脚为两个输入电压1.8v和3.3v，3脚连接大地，5脚是模拟开关u1的供电管脚，输出供电电压，4脚是电源切换管脚，高电平com管脚输出1.8v，低电平com管脚输出3.3v；6脚是输出脚。该电路正常上电切换没有问题，但是系统在掉电的时候,为了节约成本，往往电源是不做控制的，此时如果5v先掉电的话，这时模拟开关是不受控的，2脚的3.3v会通过芯片内部倒灌到1脚，导致1脚的1.8v被抬高，如果倒灌严重会存在芯片管脚被烧毁的可能。
32.基于以上现有设计存在的问题，本技术提供如下解决方案。
33.本实用新型提供一种tf卡工作模式自动切换电路，包括电源模块、tf卡槽模块、主控芯片和反馈模块。电源模块的输出端分别与主控模块的电源输入端和tf卡槽模块的电源输入端连接；tf卡槽模块的通信端与主控芯片的通信端连接；反馈模块一端与电源模块连接，反馈模块的另一端与主控芯片的模式切换管脚连接。
34.请参阅图1，当tf卡插入卡槽之后，主控芯片会与tf卡进行协商，以此来识别插入的tf卡类别。主控芯片识别tf卡之后会通过tf卡模式管脚输出一个对应的高低电平，以此来控制mos管的开关。这样主控芯片通过控制反馈管脚的分压来实现电源的快速切换。
35.电源模块可由一颗单独的电源芯片ldo提供，电源控制切换由主控芯片的gpio管脚控制，tf卡的电源也由该电源芯片供电。tf卡与主控芯片的通讯通过sdio接口传输。当tf卡插入卡槽之后，主控芯片会与tf卡进行协商，以此来识别插入的tf卡类别，随后主控芯片会通过模式切换管脚控制相应电压的输出；控制的方式是输出高低电平以此来打开或是关闭mos管，从而控制反馈模块。这样主控芯片通过控制电源模块反馈管脚fb的分压来实现电源的快速切换。
36.在一实施例中，电源模块包括：电源芯片、用于控制电源芯片上电延迟的上电延迟子电路以及通过分压在电源芯片输出端与反馈端之间形成反馈电压的电压反馈子电路，电源芯片的输入端与外部供电电源连接；
37.上电延迟子电路的第一端与电源芯片的输入端连接，上电延迟子电路的第二端与电源芯片的使能端连接，上电延迟子电路的第三端接地；
38.电压反馈子电路的一端与电源芯片的输出端连接，电压反馈子电路的另一端分别与电源芯片的反馈端和反馈模块的一端连接。
39.在一实施例中，如图3中s2所示，反馈模块包括mos管q1、用于控制电压反馈子电路形成的反馈电压大小进而控制电源芯片u1输出电压大小的分压电阻r4和用于控制mos管初
始状态处于关闭状态的限压电阻r5；
40.mos管q1的源极与电源芯片u1的反馈端fb连接，mos管q1的漏极与分压电阻r4的一端连接，分压电阻r4的另一端与电源芯片u1的输出端连接；mos管q1的栅极与主控芯片的模式切换管脚连接；mos管q1的栅极还与限压电阻r5的一端连接，限压电阻的另一端接地，限压电阻r5的作用主要是保证mos管q1的栅源电压v
gs
的初始电压小于阈值电压，mos管q1的初始状态不导通。图3通过上电阻分压的方式进行输出电压控制，分压电阻r4与r2并联，通过分压改变输出电压vcc的电压值。
41.在另一实施例中，如图4所示，反馈模块包括mos管q1、用于控制电压反馈子电路形成的反馈电压大小进而控制电源芯片u1输出电压大小的分压电阻r4和用于控制mos管初始状态处于关闭状态的限压电阻r5；
42.mos管q1的源极接地，mos管q1的漏极与分压电阻r4的一端连接，分压电阻r4的另一端与与电源芯片u1的反馈端连接；mos管q1的栅极与主控芯片的模式切换管脚连接；mos管q1的栅极还与限压电阻r5的一端连接，限压电阻r5的另一端连接预设高电平。其中，高电平可设置为3.3v。图4中的反馈模块通过r3和r4并联，改变电源芯片u1的反馈端fb的分压电阻，最终实现电源的输出变化。
43.在一实施例中，如图3或图4所示，在上电延迟子电路之前还设置有用于滤除外部供电电源vdd的纹波的第一电容c1和第二电容c2，第一电容c1一端与电源芯片u1的输入端连接，第一电容c1的另一端接地；第二电容c2一端与电源芯片u1的输入端连接，第二电容c2的另一端接地。
44.在一实施例中，如图3或图4所示，上电延迟子电路包括第一电阻r1和第三电容c3，第一电阻r1的一端与电源芯片u1的输入端连接，第一电阻r1的另一端与第三电容c3的一端连接，第三电容c3的另一端接地，第一电阻r1与第三电容r3的公共端与电源芯片u1的使能端en连接。第一电阻r1和第三电容c3的作用主要是控制电源模块s1的上电延迟。
45.在一实施例中，如图3或图4所示，电压反馈子电路包括：第四电容c4、第二电阻r2和第三电阻r3；第四电容c4的一端与电源芯片u1的输出端in连接；第四电容c 4的另一端与电源芯片u1的反馈端fb连接；第二电阻r 2的一端与电源芯片u1的输出端out连接，第二电阻r 2的另一端与第三电阻r 3的一端连接，第三电阻r 3的另一端接地，第二电阻r 2和第三电阻r 3的公共端与电源芯片u1的反馈端fb连接。电阻r2和r3的作用是输出电源的反馈，通过分压形成电压vfb，输入到电源芯片u1内部的比较器，与内部参考电压对比，以此来控制mos管q1的开关时间。c4、r2、r3的作用是通过电源芯片u1内部buck降压工作原理实现电源的降压。
46.在一实施例中，如图3或图4所示,在电源模块s1的输出端设置有用于滤除输出电压的纹波的第五电容c5和第六电容c6，第五电容c5的一端与电源模块s1的输出端连接，第五电容c5的另一端接地；第六电容c6的一端与电源模块s1的输出端连接，第六电容c6的另一端接地。第五电容c5和第六电容c6的主要作用是减少纹波噪声，满足输出电压的稳定性。
47.在一实施例中，tf卡槽模块与主控芯片之间通过sdio总线建立通信连接。
48.在一实施例中，tf卡槽模块设置有tf卡检测管脚、数据传输管脚、命令下发和应答管脚以及时钟管脚。
49.请参阅图5的卡槽电路，1脚是tf卡检测管脚，该管脚初始状态是高电平，当有tf卡
插入的时候该管脚会被拉低，此时系统默认有tf卡插入；2、3、4、5管脚是数据传输管脚，用于数据的传输；6管脚是一些命令的下发和应答；7管脚传输时钟信号。当tf卡插入卡槽之后，主控芯片会与tf卡进行协商，判断tf卡类型之后输出对应的vcc电压，给工作系统供电。
50.请参阅图6，tf卡识别流程图，y1：当电路上电之后，进行初始化配置y2：当tf卡未插入的时候电路处于闲置状态；y3：电路的tf卡槽有个检测管脚，当检测到tf卡的检测管脚电平由高变低的时候(大部分检测管脚是低电平检测，少数是高电平检测)，默认tf卡已插入；y4：一开始会以低速模式与tf卡进行通信；y5：尝试性将tf卡初始化成高速卡，配置管脚电平拉高，电压配置成1.8v，若果tf卡不能工作在该电压下，则系统退出，配置管脚电平拉低，电路配置成低速模式。
51.综上所述，本实用新型一种tf卡工作模式自动切换电路，控制tf卡模式切换的方式简单，成本低，且电源单一，没有倒灌问题。所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
52.上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。