CN204906555U - 一种简化型mhl控制电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种简化型MHL控制电路。所述简化型MHL控制电路中所述电源控制IC的EN脚的控制信号为MHL_Detect，MHL_Detect与主控IC连接；MHL/HDMI信号切换模块中的信号线仅包含HDMI_HOTPLUG信号线与CBUS/HDMI_HPD信号线，HDMI_HOTPLUG信号线与HDMI座子第19Pin连接，CBUS/HDMI_HPD信号线与主控IC连接；所述MHL设备***识别电路模块中第二电阻为300K电阻。所述简化型MHL控制电路节约一半的I/O口使用，节约控制Hotplug信号线拉高电路及MHL电源输出电路等，具有成本低，性能可靠的优点。
Description
技术领域
本实用新型属于电子产品技术领域，具体涉及一种简化型MHL控制电路。
背景技术
众所周知，现有高清视频数据的传输接口包括HDMI接口和MHL接口，但是这两种接口的电路及引脚不相同。现有的HDMI接口管脚示意图如图6所示，具有19个管脚，其中12个管脚主要是用来传输视频和音频的信号，这12个管脚分成4个通道来传输音频和视频，我们把它称之为最小化传输差分信号(TMDS)；还有3个管脚是专门用来做控制用的，这些控制信号包括DDC(DisplayDataChannel)及消费性电子控制(ConsumerElectronicsControl,CEC)。那么其它的管脚是做其它用处的，所以光是音频、视频和控制就占去了15个管脚。
MHL是由SONY，NOKIA，Explore，SiliconImage，Toshiba，三星等公司联合倡议的一个新型便携式产品视讯传输协议。MHL有别于传统HDMI的19个管脚，MHL只有5个管脚，其中2个管脚专门用来传输音频和视频信号的，另外2个是电源和地，还有1个管脚是专门用来进行控制的。它等于把TMDS和DDC、CEC结合起来进行控制，是一条控制总线，有了这条控制总线就可以把所有的音频和视频进行全方位的控制，它使数据的储存和数据的传输变得更加容易，这就是MHL接口的好处。支持MHL功能的发送端可借助于USB接口将信号发送到支持MHL功能显示器端的HDMI接口接收。虽然MHL输出设备只用了5根线来连接，但是对于显示器端需要提供较多的I/O来识别控制，判端设备是HDMI设备还是MHL设备并做出相应的响应。
传统实现MHL功能用到了四条主控IC的I/O接口，分别是MHL_SENSE、CBUS/HDMI_HPD、VBUS_EN和HDMI_MHL_SEL等信号线控制。传统MHL控制电路分为两个模块：HDMI_MHL切换电路模块(HDMI_MHLswitchcircuit)和MHL设备***识别电路模块(MHLcablesenseCircuit)。
HDMI_MHL切换电路模块又包含两个电路模块，分别为电源管理模块和MHL/HDMI信号切换模块。
电源管理模块包括预置电源和电源控制IC；电源控制IC的输出端HDMI_5V连接HDMI座子的第18Pin供电脚，与MHL输出接口的VBUS接口连接；所述电源控制IC的输入端与预置电源的正输出端连接；电源控制IC的EN控制信号为VBUS_EN，VBUS_EN与主控IC连接。
MHL/HDMI信号切换模块包括第一三极管、第二三极管、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻及第十二电阻；所述第一三极管为PNP三极管，其发射极连接电源控制IC的输出端，基极通过第八电阻与第二三极管的集电极连接，集电极通过第七电阻接入HDMI_HOTPLUG信号线；所述第二三极管为NPN三极管，其集电极依次通过第九电阻和第十二电阻与电源控制IC的输出端连接，发射极接地，基极通过第十电阻与HDMI_MHL_SEL信号线连接；第十一电阻的一端接入第十电阻与HDMI_MHL_SEL信号线连接点，第十一电阻的另一端接入第九电阻与第十二电阻的连接点；HDMI_HOTPLUG信号线通过第六电阻再与CBUS/HDMI_HPD信号线连接；其中，HDMI_MHL_SEL信号线与主控IC连接，HDMI_HOTPLUG与HDMI座子第19Pin连接，CBUS/HDMI_HPD与主控IC连接。
MHL设备***识别电路模块包括第一电阻和第二电阻，所述第一电阻的一端连接MHL_Detect信号线，MHL_Detect信号线与HDMI座子的第2Pin连接；所述第一电阻另一端连接MHL_SENSE信号线，MHL_SENSE信号线与主控IC连接；所述第二电阻的一端接入第一电阻与MHL_Detect信号线的连接端，所述第二电阻的另一端接地。
上述传统MHL控制电路的控制原理为：首先，当MHL线材设备***显示终端的HDMI接口时，由于MHL线材在设计上将HDMI接口的第2Pin和第15Pin接口串联一个3.3k电阻连接在一起，HDMI座子的第2Pin会被第15Pin的5V电平上拉为高电平，高电平通过MHLDetect信号线传给主控IC使主控IC识别该设备为MHL设备。主控IC在接收到MHL设备接入后控制VBUS_EN信号线输出高电平驱动VBUS_EN去控制电源控制IC给MHL发送设备供电，并控制HDMI_MHL_SEL信号线驱动两级三极管控制电路为截止状态，使得Hotpulg信号线不被拉高，因为Hotplug信号线在识别为MHL设备时是不需要高电平状态的，在识别HDMI设备时，Hotplug信号线需要拉高来识别为HDMI设备。在以上步骤完成后，MHL发送设备和显示器开始通过Hotplug信号线实现握手协议和读取显示器的EDID数据等。
很显然，现有技术中的MHL控制电路需要占用主控IC的4条I/O口，并且需要设计大量电路去实现控制和识别功能。
实用新型内容
为了克服现有技术的缺点与不足，简化MHL控制电路及减少对主控IC的I/O口的使用，本实用新型的目的在于提供一种简化型MHL控制电路。
本实用新型的目的通过下述技术方案实现：
一种简化型MHL控制电路，包括HDMI_MHL切换电路模块和MHL设备***识别电路模块，HDMI_MHL切换电路模块包含电源管理模块和MHL/HDMI信号切换模块；电源管理模块包括预置电源和电源控制IC；MHL设备***识别电路模块包括第一电阻和第二电阻，所述第一电阻的一端连接MHL_Detect信号线，MHL_Detect信号线与HDMI座子的第2Pin连接；所述第一电阻另一端连接MHL_SENSE信号线，MHL_SENSE信号线与主控IC连接；所述第二电阻的一端接入第一电阻与MHL_Detect信号线的连接端，所述第二电阻的另一端接地；
其中，所述电源控制IC的EN脚的控制信号为MHL_Detect，MHL_Detect与主控IC连接；MHL/HDMI信号切换模块中的信号线仅包含HDMI_HOTPLUG信号线与CBUS/HDMI_HPD信号线，HDMI_HOTPLUG信号线与HDMI座子第19Pin连接，CBUS/HDMI_HPD信号线与主控IC连接；所述MHL设备***识别电路模块中第二电阻为300K电阻。
本实用新型所述简化型MHL控制电路的控制原理为：
首先，当MHL线材设备***显示终端的HDMI接口时，由于MHL线材在设计上将HDMI接口的第2Pin和第15Pin接口串联一个3.3k电阻连接在一起，HDMI座子的第2Pin会被第15Pin的5V电平上拉为高电平，高电平通过MHLDetect信号线传给主控IC使主控IC识别该设备为MHL设备。
然后通过本实用新型的改进，将第二电阻设置为300K电阻，第二电阻的一端与MHL_Detect信号线连接，另一端接地，且MHL_Detect信号线与HDMI座子的第2Pin连接，因此HDMI座子的第2Pin的对地电阻为300K，使得第2Pin的高电平大于4伏。并且让MHL_Detect信号线控制电源控制IC的EN脚，控制电源控制IC输出电压给MHL发送设备，节约了主控IC的I/O口。
对于HDMI_HOTPLUG信号线的上拉电路，本实用新型省去了上述传统MHL控制电路中HDMI_MHL_SEL信号线和***控制电路拉高HDMI_HOTPLUG信号线的电路设计，而是用一个有5V上拉的I/O口连接CBUS/HDMI_HPD信号线，通过外部识别控制模块，在识别到为MHL设备***时I/O口不作上拉，在识别为HDMI设备时，I/O口上拉到5V。
优选的，在电源控制IC的EN脚与MHL_Detect信号线之间串联第三电阻；所述第三电阻可限制电源控制IC的EN脚的电流。
优选的，在电源控制IC的EN脚与MHL_Detect信号线之间接入第四电阻，第四电阻的另一端对地连接；接入第四电阻可保证在没有MHL线材接入时电源控制IC的EN脚为低电平，防止误操作。
优选的，所述电源管理模块还包括第一电容、第二电容和第三电容，所述第一电容的正极与电源控制IC的输出端连接，负极接地；所述第二电容并联在第一电容两端；所述第三电容的正极与所述预置电源的正输出端连接，负极接地；所述第一电容、第二电容和第三电容的作用为滤波稳压，可保证电源的稳定性。
优选的，所述MHL/HDMI信号切换模块还包括第五电阻，所述第五电阻串联在CBUS/HDMI_HPD与HDMI_HOTPLUG的连接线之间；所述第五电阻可限制HDMI_HOTPLUG信号线的电流，同样也可以限制瞬间电流损坏主控IC的I/O口。
优选的，MHL设备***识别电路模块中还包括第四电容，所述第四电容并联在第二电阻两端；所述第四电容可滤除第二电阻的热耦合干扰使得电路稳定，防止误操作。
本实用新型相对于现有技术具有如下的优点及效果：本实用新型所述简化型MHL控制电路采用最简单的电路来实现MHL功能控制电路和MHL/HDMI功能的切换电路，最终达到比传统设计方案节约一半的I/O口使用，节约控制Hotplug信号线拉高电路，节约控制MHL电源输出电路等，具有成本低，性能可靠的优点。
附图说明
图1为传统MHL控制电路的HDMI_MHL切换电路模块的电路结构示意图。
图2为传统MHL控制电路的MHL设备***识别电路模块的电路结构示意图。
图3为本实用新型所述简化型MHL控制电路的电源管理模块的电路结构示意图。
图4为本实用新型所述简化型MHL控制电路的MHL/HDMI信号切换模块的电路结构示意图。
图5为本实用新型所述简化型MHL控制电路的MHL设备***识别电路模块的电路结构示意图。
图6为现有HDMI接口管脚示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。
传统MHL控制电路的电路结构示意图结合图1和图2所示。
传统MHL控制电路分为两个模块：HDMI_MHL切换电路模块(HDMI_MHLswitchcircuit)(如图1所示)和MHL设备***识别电路模块(MHLcablesensecircuit)(如图2所示)。
HDMI_MHL切换电路模块又包含两个电路模块，分别为电源管理模块(图1中标记该模块区域为A1)和MHL/HDMI信号切换模块(图1中标记该模块区域为A2)。
电源管理模块包括预置电源VCC_5V和电源控制IC(U1)；电源控制IC的输出端HDMI_5V连接HDMI座子的第18Pin供电脚，与MHL输出接口的VBUS接口连接；所述电源控制IC的输入端与预置电源VCC_5V的正输出端连接；电源控制IC的EN控制信号为VBUS_EN，VBUS_EN与主控IC连接。
MHL/HDMI信号切换模块包括第一三极管Q1、第二三极管Q2、第六电阻R11、第七电阻R12、第八电阻R13、第九电阻R14、第十电阻R15、第十一电阻R16及第十二电阻R17；所述第一三极管Q1为PNP三极管，其发射极连接电源控制IC的输出端，基极通过第八电阻R13与第二三极管Q2的集电极连接，集电极通过第七电阻R12接入HDMI_HOTPLUG信号线；所述第二三极管Q2为NPN三极管，其集电极依次通过第九电阻R14和第十二电阻R17与电源控制IC的输出端连接，发射极接地，基极通过第十电阻R15与HDMI_MHL_SEL信号线连接；第十一电阻R16的一端接入第十电阻R15与HDMI_MHL_SEL信号线连接点，第十一电阻R16的另一端接入第九电阻R14与第十二电阻R17的连接点；HDMI_HOTPLUG信号线通过第六电阻R11再与CBUS/HDMI_HPD信号线连接；其中，HDMI_MHL_SEL信号线与主控IC连接，HDMI_HOTPLUG与HDMI座子第19Pin连接，CBUS/HDMI_HPD与主控IC连接。
MHL设备***识别电路模块包括第一电阻R22和第二电阻R21，所述第一电阻R22的一端连接MHL_Detect信号线，MHL_Detect信号线与HDMI座子的第2Pin连接，所述第一电阻R22另一端连接MHL_SENSE信号线，MHL_SENSE信号线与主控IC连接；所述第二电阻R21的一端接入第一电阻R22与MHL_Detect信号线的连接端，所述第二电阻R21的另一端接地。
传统MHL控制电路的控制原理为：首先，当MHL线材设备***显示终端的HDMI接口时，由于MHL线材在设计上将HDMI接口的第2Pin和第15Pin接口串联一个3.3k电阻连接在一起，HDMI座子的第2Pin会被第15Pin的5V电平上拉为高电平，高电平通过MHLDetect信号线传给主控IC使主控IC识别该设备为MHL设备。主控IC在接收到MHL设备接入后控制VBUS_EN信号线输出高电平驱动VBUS_EN去控制电源控制IC给MHL发送设备供电，并控制HDMI_MHL_SEL信号线驱动两级三极管控制电路为截止状态，使得Hotpulg信号线不被拉高，因为Hotplug信号线在识别为MHL设备时是不需要高电平状态的，在识别HDMI设备时，Hotplug信号线需要拉高来识别为HDMI设备。在以上步骤完成后，MHL发送设备和显示器开始通过Hotplug信号线实现握手协议和读取显示器的EDID数据等。
本实用新型所述简化型MHL控制电路，对传统MHL控制电路进行了改进，电路结构示意图结合图3至图5所示。
所述简化型MHL控制电路包括HDMI_MHL切换电路模块(结合图3和图4所示)和MHL设备***识别电路模块(如图5所示)，HDMI_MHL切换电路模块包含电源管理模块(如图3所示)和MHL/HDMI信号切换模块(如图4所示)；
电源管理模块包括预置电源VCC_5V和电源控制IC；电源控制IC的输出端HDMI_5V连接HDMI座子的第18Pin供电脚，与MHL输出接口的VBUS接口连接；所述电源控制IC的输入端与预置电源VCC_5V的正输出端连接。
MHL设备***识别电路模块包括第一电阻R22和第二电阻R21，所述第一电阻R22的一端连接MHL_Detect信号线，MHL_Detect信号线与HDMI座子的第2Pin连接；所述第一电阻R22另一端连接MHL_SENSE信号线，MHL_SENSE信号线与主控IC连接；所述第二电阻R21的一端接入第一电阻与MHL_Detect信号线的连接端，所述第二电阻R21的另一端接地；
其中本实用新型具体实施例所述简化型MHL控制电路与传统MHL控制电路的区别在于：所述电源控制IC的EN脚的控制信号为MHL_Detect，MHL_Detect与主控IC连接；MHL/HDMI信号切换模块中的信号线仅包含HDMI_HOTPLUG信号线与CBUS/HDMI_HPD信号线，HDMI_HOTPLUG信号线与HDMI座子第19Pin连接，CBUS/HDMI_HPD信号线与主控IC连接；所述MHL设备***识别电路模块中第二电阻R21为300K电阻。
本实用新型所述简化型MHL控制电路的控制原理为：
首先，当MHL线材设备***显示终端的HDMI接口时，由于MHL线材在设计上将HDMI接口的第2Pin和第15Pin接口串联一个3.3k电阻连接在一起，HDMI座子的第2Pin会被第15Pin的5V电平上拉为高电平，高电平通过MHLDetect信号线传给主控IC使主控IC识别该设备为MHL设备。
然后通过本实用新型的改进，将第二电阻设置为300K电阻，第二电阻R21的一端与MHL_Detect信号线连接，另一端接地，且MHL_Detect信号线与HDMI座子的第2Pin连接，因此HDMI座子的第2Pin的对地电阻为300K，使得第2Pin的高电平大于4伏。并且让MHL_Detect信号线控制电源控制IC的EN脚，控制电源控制IC输出电压给MHL发送设备，节约了主控IC的I/O口。
对于HDMI_HOTPLUG信号线的上拉电路，本实用新型省去了上述传统MHL控制电路中HDMI_MHL_SEL信号线和***控制电路拉高HDMI_HOTPLUG信号线的电路设计，而是用一个有5V上拉的I/O口连接CBUS/HDMI_HPD信号线，通过外部识别控制模块，在识别到为MHL设备***时I/O口不作上拉，在识别为HDMI设备时，I/O口上拉到5V。
所述外部识别控制模块，为常规的功能模块，采用简单的软件控制，当识别到为MHL设备***时，不将I/O口上拉；当识别为HDMI设备时，控制电路将I/O口上拉到5V。
在电源控制IC的EN脚与MHL_Detect信号线之间串联第三电阻R19；所述第三电阻R19可限制电源控制IC的EN脚的电流。
在电源控制IC的EN脚与MHL_Detect信号线之间接入第四电阻R18，第四电阻R18的另一端对地连接；接入第四电阻R18可保证在没有MHL线材接入时电源控制IC的EN脚为低电平，防止误操作。
所述电源管理模块还包括第一电容C11、第二电容C12和第三电容C13，所述第一电容C11的正极与电源控制IC的输出端连接，负极接地；所述第二电容C12并联在第一电容C11两端；所述第三电容C13的正极与所述预置电源VCC_5V的正输出端连接，负极接地；所述第一电容C11、第二电容C12和第三电容C13的作用为滤波稳压，可保证电源的稳定性。
所述MHL/HDMI信号切换模块还包括第五电阻R10，所述第五电阻R10串联在CBUS/HDMI_HPD与HDMI_HOTPLUG的连接线之间；所述第五电阻R10可限制HDMI_HOTPLUG信号线的电流，同样也可以限制瞬间电流损坏主控IC的I/O口。
MHL设备***识别电路模块中还包括第四电容C21，所述第四电容C21并联在第二电阻R21两端；所述第四电容C21可滤除第二电阻R21的热耦合干扰使得电路稳定，防止误操作。
上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种简化型MHL控制电路，包括HDMI_MHL切换电路模块和MHL设备***识别电路模块，HDMI_MHL切换电路模块包含电源管理模块和MHL/HDMI信号切换模块；电源管理模块包括预置电源和电源控制IC；MHL设备***识别电路模块包括第一电阻和第二电阻，所述第一电阻的一端连接MHL_Detect信号线，MHL_Detect信号线与HDMI座子的第2Pin连接；所述第一电阻另一端连接MHL_SENSE信号线，MHL_SENSE信号线与主控IC连接；所述第二电阻的一端接入第一电阻与MHL_Detect信号线的连接端，所述第二电阻的另一端接地；其特征在于：所述电源控制IC的EN脚的控制信号为MHL_Detect，MHL_Detect与主控IC连接；MHL/HDMI信号切换模块中的信号线仅包含HDMI_HOTPLUG信号线与CBUS/HDMI_HPD信号线，HDMI_HOTPLUG信号线与HDMI座子第19Pin连接，CBUS/HDMI_HPD信号线与主控IC连接；所述MHL设备***识别电路模块中第二电阻为300K电阻。
2.根据权利要求1所述的一种简化型MHL控制电路，其特征在于：在电源控制IC的EN脚与MHL_Detect信号线之间串联第三电阻。
3.根据权利要求1所述的一种简化型MHL控制电路，其特征在于：在电源控制IC的EN脚与MHL_Detect信号线之间接入第四电阻，第四电阻的另一端对地连接。
4.根据权利要求1所述的一种简化型MHL控制电路，其特征在于：所述电源管理模块还包括第一电容、第二电容和第三电容，所述第一电容的正极与电源控制IC的输出端连接，负极接地；所述第二电容并联在第一电容两端；所述第三电容的正极与所述预置电源的正输出端连接，负极接地。
5.根据权利要求1所述的一种简化型MHL控制电路，其特征在于：所述MHL/HDMI信号切换模块还包括第五电阻，所述第五电阻串联在CBUS/HDMI_HPD与HDMI_HOTPLUG的连接线之间。
6.根据权利要求1所述的一种简化型MHL控制电路，其特征在于：MHL设备***识别电路模块中还包括第四电容，所述第四电容并联在第二电阻两端。
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