CN106354684A - 基于px2芯片的usb otg功能切换电路 - Google Patents

基于px2芯片的usb otg功能切换电路 Download PDF

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CN106354684A CN201610891959.8A CN201610891959A CN106354684A CN 106354684 A CN106354684 A CN 106354684A CN 201610891959 A CN201610891959 A CN 201610891959A CN 106354684 A CN106354684 A CN 106354684A
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洪炳林
张代详
但春梅
陈星辉
陈永良
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Abstract

本发明提供了一种基于PX2芯片的USB OTG功能切换电路，包括USB电源检测电路、USB供电电路、OTG_ID和ADC_KEY控制电路及USB连接电路，OTG_ID和ADC_KEY控制电路的输入端连接至车载多媒体终端的对外接口座，其第一输出端连接至PX2芯片的第一IO口，第二输出端连接第二IO口；USB供电电路的输入端连接至第三IO口，输出端连接至USB连接电路；USB电源检测电路的输入端连接至USB连接电路，其第一输出端连接至第四IO口，第二输出端连接至第五IO口；USB连接电路的USB接口连接至U盘的USB接口或电脑的USB接口。本发明能实现USB OTG功能，操作方便，效率高。

Description

基于PX2芯片的USB OTG功能切换电路
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种基于PX2芯片的USB OTG功能切换电路。
背景技术
通用串行总线(Universal Serial Bus，简称USB)是一种数据交换的通用接口，现已广泛应用于各种通信产品中。MINI USB又称迷你USB，是一种USB接口标准，是为在PC和数码设备间传输数据而开发的技术。标准USB、MiniUsb、MicroUsb成为最常见的USB接口。与标准USB相比，MiniUsb更小，更适用于移动设备等小型电子设备。随着移动设备的计算能力的增强，以及实际应用的需求加大，USB实现者协会(简称USB IF，其英文全称为UniversalSerial Bus Implementers Forums)开发了USB OTG(On-The-Go)的规范。
USB OTG是USB On-The-Go的缩写，是近年发展起来的技术，2001年12月18日由USBImplementers Forum公布，主要应用于各种不同的设备或移动设备间的联接，进行数据交换。
现有的车载多媒体终端一般设置有两个USB接口(一个主接口，另一个从接口)，一个USB接口用于直接连接U盘，另一个USB接口用于做软件升级。当车载多媒体终端需要接U盘时，将U盘***主接口。当需要接电脑进行软件升级时，将从接口与电脑USB接口相连。
现有的车载多媒体终端，在两种使用情况下需要用到两个USB接口进行实现两种不同的功能(数据交互和软件更新)，不能在两者之间进行快速切换，不能实现USB OTG功能，操作不方便，效率低下，成本高。
发明内容
本发明要解决的技术问题，在于提供一种基于PX2芯片的USB OTG功能切换电路，车载多媒体终端上只要一个USB接口就可以实现数据交互和软件更新这两种功能，实现USBOTG功能，操作方便，效率高，成本低。
本发明是这样实现的：
一种基于PX2芯片的USB OTG功能切换电路，所述PX2芯片及所述USB OTG功能切换电路设于车载多媒体终端内，所述USB OTG功能切换电路包括USB电源检测电路、USB供电电路、OTG_ID和ADC_KEY控制电路以及USB连接电路，所述OTG_ID和ADC_KEY控制电路的输入端连接至所述车载多媒体终端的对外接口座，所述OTG_ID和ADC_KEY控制电路的第一输出端连接至所述PX2芯片的第一IO口，所述OTG_ID和ADC_KEY控制电路的第二输出端连接至所述PX2芯片的第二IO口；所述USB供电电路的输入端连接至所述PX2芯片的第三IO口，所述USB供电电路的输出端连接至所述USB连接电路；所述USB电源检测电路的输入端连接至所述USB连接电路，所述USB电源检测电路的第一输出端连接至所述PX2芯片的第四IO口，所述USB电源检测电路的第二输出端连接至所述PX2芯片的第五IO口；所述USB连接电路的USB接口连接至U盘的USB接口或电脑的USB接口。
进一步地，所述OTG_ID和ADC_KEY控制电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、二极管D1、三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3及三极管Q4，所述电阻R1的一端连接至所述车载多媒体终端的对外接口座，所述电阻R1的另一端连接至所述二极管D1的负极，所述二极管D1的正极分别与所述电阻R2的一端及所述三极管Q1的基极连接，所述三极管Q1的发射极及所述电阻R2的另一端连接至车载多媒体终端电源VCC_3.3V，所述三极管Q1的集电极分别与所述电阻R3的一端及所述电阻R4的一端连接，所述电阻R3的另一端连接至所述三极管Q2的基极，所述三极管Q2的集电极分别与所述电阻R5的一端及所述PX2芯片的第一IO口连接，所述电阻R5的另一端连接至车载多媒体终端电源VCC_2.5V，所述电阻R4的另一端连接至所述三极管Q3的基极，所述三极管Q3的集电极分别与所述电阻R6的一端及所述电阻R7的一端连接，所述电阻R6的另一端连接至车载多媒体终端电源VCC_3.3V，所述电阻R7的另一端分别与所述三极管Q4的基极及所述电阻R8的一端连接，所述三极管Q4的集电极分别与所述电阻R9的一端及所述电阻R10的一端连接，所述电阻R9的另一端连接至车载多媒体终端电源VCC_IO，所述电阻R10的另一端连接至所述PX2芯片的第二IO口，所述三极管Q2的发射极、所述三极管Q3的发射极、所述电阻R8的另一端及所述三极管Q4的发射极均接地。
进一步地，所述USB供电电路包括电阻R11、电阻R12、电阻R13、电容C1、电容C2、电容C3、二极管D2及芯片U16，所述芯片U16的型号为SY6288CAAC，所述电阻R11的一端连接至所述PX2芯片的第三IO口，所述电阻R11的另一端分别与所述电阻R11的一端、所述电容C1的一端及所述芯片U16的4脚连接，所述芯片U16的5脚及所述二极管D2的负极均连接至车载多媒体终端电源VCC_5V，所述芯片U16的1脚分别与所述二极管D2的正极、所述USB连接电路、所述电容C2的一端及所述电容C3的一端连接，所述芯片U16的3脚连接至所述电阻R13的一端，所述电阻R12的另一端、所述电容C1的另一端、所述芯片U16的2脚、所述电阻R13的另一端、所述电容C2的另一端及所述电容C3的另一端接地。
进一步地，所述USB电源检测电路包括电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R17、电容C4、电容C5及三极管Q5，所述电容C4的一端、所述电阻R14的一端及所述电阻R16的一端均连接至所述USB连接电路，所述电阻R14的另一端分别与所述电阻R15的一端、所述PX2芯片的第四IO口及所述电容C5的一端连接，所述电阻R16的另一端分别与所述三极管Q5的基极及所述电阻R17的一端连接，所述三极管Q5的集电极连接至所述PX2芯片的第五IO口，所述电容C4的另一端、所述电阻R15的另一端、所述电阻R17的另一端及所述三极管Q5的发射极均接地。
进一步地，所述USB连接电路包括USB座子CN7，所述USB座子CN7的1脚分别与所述USB电源检测电路及所述USB供电电路连接，所述USB座子CN7的2脚和所述USB座子CN7的3脚连接至所述U盘的USB接口或所述电脑的USB接口，所述USB座子CN7的4脚、所述USB座子CN7的5脚及所述USB座子CN7的6脚均接地。
本发明的优点在于：本车载多媒体终端是基于PX2芯片，车载多媒体终端上只有一个USB接口，且为了方便接U盘，无法将USB连接电路中的USB座子CN7设计成MICRO/MINi USB座子，而是设计成标准USB座子。在正常使用中，需要接U盘的时候，通过控制INPUT使车载多媒体终端做为主设备，悬空INPUT，可以拉高ADC_KEY并拉低OTG_ID，PX2芯片拉高OTG_DRV，车载多媒体终端对外供5V电源，当U盘直接***车载多媒体终端上的USB座子CN7的USB接口时，就能顺利识别到U盘设备，PX2芯片自动读取U盘数据。同时考虑到整机升级的方便，在需要更新程序的时候，通过拉低INPUT，拉低ADC_KEY并拉高OTG_ID，将此USB接口切换为OTG下载模式，将USB座子CN7的USB接口通过USB线接电脑的USB接口，电脑做为主设备，车载多媒体终端做为从设备，PX2芯片拉低OTG_DRV，停止车载多媒体终端对外供5V电源，启动下载模式，通过电脑的USB口供电并升级PX2芯片的***软件，从而使整机的升级很简单，避免拆机升级的风险。本发明的车载多媒体终端上只要一个USB接口就可以实现数据交互和软件更新这两种功能，实现USB OTG功能，操作方便，效率高，成本低。
附图说明
下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。
图1为本发明一种基于PX2芯片的USB OTG功能切换电路的整体结构原理图。
图2为本发明一种基于PX2芯片的USB OTG功能切换电路中OTG_ID和ADC_KEY控制电路的结构示意图。
图3为本发明一种基于PX2芯片的USB OTG功能切换电路中USB供电电路的结构示意图。
图4为本发明一种基于PX2芯片的USB OTG功能切换电路中USB电源检测电路的结构示意图。
图5为本发明一种基于PX2芯片的USB OTG功能切换电路中USB连接电路的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的结构作出进一步地详细说明，但本发明的结构并不仅限于以下实施例。
瑞芯微近期低调推出一款SOC芯片，基于双核Cortex-A9核心，主频1.4GHz，搭配GPU:Mali-400。初看上去与RK3066很相似，起初我并没有找到很多关于PX2芯片的资料，但是芯客网ChipSPARK推出了一款基于PX2芯片的Rayeager PX2开源开发板。开发板有1GB和2GB版本，8GB EMMC闪存，具备各种常用接口包括SATA2.0接口。
请参阅图1所示，本发明的一种基于PX2芯片的USB OTG功能切换电路，所述PX2芯片及所述USB OTG功能切换电路设于车载多媒体终端内，所述USB OTG功能切换电路包括USB电源检测电路、USB供电电路、OTG_ID和ADC_KEY控制电路以及USB连接电路，所述OTG_ID和ADC_KEY控制电路的输入端连接至所述车载多媒体终端的对外接口座，所述OTG_ID和ADC_KEY控制电路的第一输出端连接至所述PX2芯片的第一IO口，所述OTG_ID和ADC_KEY控制电路的第二输出端连接至所述PX2芯片的第二IO口；所述USB供电电路的输入端连接至所述PX2芯片的第三IO口，所述USB供电电路的输出端连接至所述USB连接电路；所述USB电源检测电路的输入端连接至所述USB连接电路，所述USB电源检测电路的第一输出端连接至所述PX2芯片的第四IO口，所述USB电源检测电路的第二输出端连接至所述PX2芯片的第五IO口；所述USB连接电路的USB接口连接至U盘的USB接口或电脑的USB接口，当车载多媒体终端进行数据交互时，将所述USB连接电路的USB接口连接至所述U盘的USB接口，当车载多媒体终端进行软件升级时，所述USB连接电路的USB接口连接至所述电脑的USB接口。
具体地，如图2所示，所述OTG_ID和ADC_KEY控制电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、二极管D1、三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3及三极管Q4，所述电阻R1的一端连接至所述车载多媒体终端的对外接口座(INPUT)，所述电阻R1的另一端连接至所述二极管D1的负极，所述二极管D1的正极分别与所述电阻R2的一端及所述三极管Q1的基极连接，所述三极管Q1的发射极及所述电阻R2的另一端连接至车载多媒体终端电源VCC_3.3V，所述三极管Q1的集电极分别与所述电阻R3的一端及所述电阻R4的一端连接，所述电阻R3的另一端连接至所述三极管Q2的基极，所述三极管Q2的集电极分别与所述电阻R5的一端及所述PX2芯片的第一IO口(ADC_KEY)连接，所述电阻R5的另一端连接至车载多媒体终端电源VCC_2.5V，所述电阻R4的另一端连接至所述三极管Q3的基极，所述三极管Q3的集电极分别与所述电阻R6的一端及所述电阻R7的一端连接，所述电阻R6的另一端连接至车载多媒体终端电源VCC_3.3V，所述电阻R7的另一端分别与所述三极管Q4的基极及所述电阻R8的一端连接，所述三极管Q4的集电极分别与所述电阻R9的一端及所述电阻R10的一端连接，所述电阻R9的另一端连接至车载多媒体终端电源VCC_IO，所述电阻R10的另一端连接至所述PX2芯片的第二IO口(OTG_ID)，所述三极管Q2的发射极、所述三极管Q3的发射极、所述电阻R8的另一端及所述三极管Q4的发射极均接地。
具体地，如图3所示，所述USB供电电路包括电阻R11、电阻R12、电阻R13、电容C1、电容C2、电容C3、二极管D2及芯片U16，所述芯片U16的型号为SY6288CAAC，所述电阻R11的一端连接至所述PX2芯片的第三IO口(OTG_DRV)，所述电阻R11的另一端分别与所述电阻R11的一端、所述电容C1的一端及所述芯片U16的4脚连接，所述芯片U16的5脚及所述二极管D2的负极均连接至车载多媒体终端电源VCC_5V，所述芯片U16的1脚分别与所述二极管D2的正极、所述USB连接电路(VBUS0)、所述电容C2的一端及所述电容C3的一端连接，所述芯片U16的3脚连接至所述电阻R13的一端，所述电阻R12的另一端、所述电容C1的另一端、所述芯片U16的2脚、所述电阻R13的另一端、所述电容C2的另一端及所述电容C3的另一端接地。
具体地，如图4所示，所述USB电源检测电路包括电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R17、电容C4、电容C5及三极管Q5，所述电容C4的一端、所述电阻R14的一端及所述电阻R16的一端均连接至所述USB连接电路(VBUS0)，所述电阻R14的另一端分别与所述电阻R15的一端、所述PX2芯片的第四IO口(OTG_DET)及所述电容C5的一端连接，所述电阻R16的另一端分别与所述三极管Q5的基极及所述电阻R17的一端连接，所述三极管Q5的集电极连接至所述PX2芯片的第五IO口(USB_INT)，所述电容C4的另一端、所述电阻R15的另一端、所述电阻R17的另一端及所述三极管Q5的发射极均接地。
具体地，如图5所示，所述USB连接电路包括USB座子CN7，所述USB座子CN7的1脚(VBUS0)分别与所述USB电源检测电路及所述USB供电电路连接，所述USB座子CN7的2脚(OTG_DM1)和所述USB座子CN7的3脚(OTG_DP1)构成车载多媒体终端的USB接口，连接至所述U盘的USB接口或所述电脑的USB接口，所述USB座子CN7的4脚、所述USB座子CN7的5脚及所述USB座子CN7的6脚均接地。
本发明的工作原理如下：
当车载多媒体终端需要接U盘时，车载多媒体终端是做为主设备，只要满足OTG_ID拉低既可。其方式具体为：将INPUT悬空，三极管Q1截止，三极管Q3截止，三极管Q4导通，OTG_ID拉低。OTG_ID连接PX2芯片的OTG_ID检测脚(即第二IO口)，当PX2芯片检测到OTG_ID拉低时，将OTG_DRV拉高，使芯片U16的4脚(EN)拉高，开启芯片U16对外供电功能，芯片U16的1脚(OUT)输出5V给USB座子CN7的VBUS0，用来给U盘提供5V电压。
当车载多媒体终端需要更新程序时，车载多媒体终端是做为从设备，电脑做为主设备，要求拉高OTG_ID，同时ADC_KEY保持低电平，以便进入下载模式。其方式具体为：将INPUT接地，三极管Q1导通，三极管Q3导通，三极管Q4截止，OTG_ID拉高；同时，三极管Q2导通，ADC_KEY拉低。此时，将车载多媒体终端上USB座子CN7的USB接口通过USB延长线与电脑的USB接口进行连接，电脑的电源从VBUS0通过二极管D2给车载多媒体终端提供下载需要的电源，USB电源检测电路中的OTG_DET可以得到3V左右的电压，PX2芯片的第四IO口可以检测到高电平，三极管Q5导通，USB_INT输出低电平给PX2芯片的第五IO口，PX2芯片通过中断方式来检测该电平变化。PX2芯片检测到如上的信号后，将OTG_DRV拉低，关闭芯片U16对外供电功能，做好从设备准备，电脑的下载工具会识别到PX2芯片，通过USB接口可以下载程序。
芯片U16为USB限流开关，电流大小通过电阻R13的电阻值来设置，如：限制电流设置为1A，在电脑供电的时候，二极管D2提供电流通路，为车载多媒体终端提供下载需要的电源，也能将芯片U16的1脚与5脚之间反压钳位在0.3V之内，防止烧坏芯片U16。三极管D1的作用是为了保护内部电路，车载电路的接口要求能耐受1分钟的36V电压，三极管D1可以有效的防止36V的电压击穿三极管Q1。
本发明的优点在于：
本车载多媒体终端是基于PX2芯片，车载多媒体终端上只有一个USB接口，且为了方便接U盘，无法将USB连接电路中的USB座子CN7设计成MICRO/MINi USB座子，而是设计成标准USB座子。在正常使用中，需要接U盘的时候，通过控制INPUT使车载多媒体终端做为主设备，悬空INPUT，可以拉高ADC_KEY并拉低OTG_ID，PX2芯片拉高OTG_DRV，车载多媒体终端对外供5V电源，当U盘直接***车载多媒体终端上的USB座子CN7的USB接口时，就能顺利识别到U盘设备，PX2芯片自动读取U盘数据。同时考虑到整机升级的方便，在需要更新程序的时候，通过拉低INPUT，拉低ADC_KEY并拉高OTG_ID，将此USB接口切换为OTG下载模式，将USB座子CN7PX2芯片上的USB接口通过USB线接电脑的USB接口，电脑做为主设备，车载多媒体终端做为从设备，PX2芯片拉低OTG_DRV，停止车载多媒体终端对外供5V电源，启动下载模式，通过电脑的USB口供电并升级PX2芯片的***软件，从而使整机的升级很简单，避免拆机升级的风险。本发明的车载多媒体终端上只要一个USB接口就可以实现数据交互和软件更新这两种功能，实现USB OTG功能，操作方便，效率高，成本低。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。

Claims (5)

1.一种基于PX2芯片的USB OTG功能切换电路，所述PX2芯片及所述USB OTG功能切换电路设于车载多媒体终端内，其特征在于：所述USB OTG功能切换电路包括USB电源检测电路、USB供电电路、OTG_ID和ADC_KEY控制电路以及USB连接电路，所述OTG_ID和ADC_KEY控制电路的输入端连接至所述车载多媒体终端的对外接口座，所述OTG_ID和ADC_KEY控制电路的第一输出端连接至所述PX2芯片的第一IO口，所述OTG_ID和ADC_KEY控制电路的第二输出端连接至所述PX2芯片的第二IO口；所述USB供电电路的输入端连接至所述PX2芯片的第三IO口，所述USB供电电路的输出端连接至所述USB连接电路；所述USB电源检测电路的输入端连接至所述USB连接电路，所述USB电源检测电路的第一输出端连接至所述PX2芯片的第四IO口，所述USB电源检测电路的第二输出端连接至所述PX2芯片的第五IO口；所述USB连接电路的USB接口连接至U盘的USB接口或电脑的USB接口。
2.如权利要求1所述的一种基于PX2的USB OTG功能切换电路，其特征在于：所述OTG_ID和ADC_KEY控制电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、二极管D1、三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3及三极管Q4，所述电阻R1的一端连接至所述车载多媒体终端的对外接口座，所述电阻R1的另一端连接至所述二极管D1的负极，所述二极管D1的正极分别与所述电阻R2的一端及所述三极管Q1的基极连接，所述三极管Q1的发射极及所述电阻R2的另一端连接至车载多媒体终端电源VCC_3.3V，所述三极管Q1的集电极分别与所述电阻R3的一端及所述电阻R4的一端连接，所述电阻R3的另一端连接至所述三极管Q2的基极，所述三极管Q2的集电极分别与所述电阻R5的一端及所述PX2芯片的第一IO口连接，所述电阻R5的另一端连接至车载多媒体终端电源VCC_2.5V，所述电阻R4的另一端连接至所述三极管Q3的基极，所述三极管Q3的集电极分别与所述电阻R6的一端及所述电阻R7的一端连接，所述电阻R6的另一端连接至车载多媒体终端电源VCC_3.3V，所述电阻R7的另一端分别与所述三极管Q4的基极及所述电阻R8的一端连接，所述三极管Q4的集电极分别与所述电阻R9的一端及所述电阻R10的一端连接，所述电阻R9的另一端连接至车载多媒体终端电源VCC_IO，所述电阻R10的另一端连接至所述PX2芯片的第二IO口，所述三极管Q2的发射极、所述三极管Q3的发射极、所述电阻R8的另一端及所述三极管Q4的发射极均接地。
3.如权利要求1所述的一种基于PX2芯片的USB OTG功能切换电路，其特征在于：所述USB供电电路包括电阻R11、电阻R12、电阻R13、电容C1、电容C2、电容C3、二极管D2及芯片U16，所述芯片U16的型号为SY6288CAAC，所述电阻R11的一端连接至所述PX2芯片的第三IO口，所述电阻R11的另一端分别与所述电阻R11的一端、所述电容C1的一端及所述芯片U16的4脚连接，所述芯片U16的5脚及所述二极管D2的负极均连接至车载多媒体终端电源VCC_5V，所述芯片U16的1脚分别与所述二极管D2的正极、所述USB连接电路、所述电容C2的一端及所述电容C3的一端连接，所述芯片U16的3脚连接至所述电阻R13的一端，所述电阻R12的另一端、所述电容C1的另一端、所述芯片U16的2脚、所述电阻R13的另一端、所述电容C2的另一端及所述电容C3的另一端接地。
4.如权利要求1所述的一种基于PX2芯片的USB OTG功能切换电路，其特征在于：所述USB电源检测电路包括电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R17、电容C4、电容C5及三极管Q5，所述电容C4的一端、所述电阻R14的一端及所述电阻R16的一端均连接至所述USB连接电路，所述电阻R14的另一端分别与所述电阻R15的一端、所述PX2芯片的第四IO口及所述电容C5的一端连接，所述电阻R16的另一端分别与所述三极管Q5的基极及所述电阻R17的一端连接，所述三极管Q5的集电极连接至所述PX2芯片的第五IO口，所述电容C4的另一端、所述电阻R15的另一端、所述电阻R17的另一端及所述三极管Q5的发射极均接地。
5.如权利要求1所述的一种基于PX2芯片的USB OTG功能切换电路，其特征在于：所述USB连接电路包括USB座子CN7，所述USB座子CN7的1脚分别与所述USB电源检测电路及所述USB供电电路连接，所述USB座子CN7的2脚和所述USB座子CN7的3脚连接至所述U盘的USB接口或所述电脑的USB接口，所述USB座子CN7的4脚、所述USB座子CN7的5脚及所述USB座子CN7的6脚均接地。
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