基于智能模块实现OTG和充电双功能的系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于智能模块实现OTG和充电双功能的系统，包括智能模块、切换电路、适配器输入端和USB端口，智能模块包括USB功能单元、充电管理单元、GPIO管脚，智能模块根据USB规范获取连接的设备类型，即在检测到USB供电管脚由低电平变为高电平以及USB ID管脚由高电平变为低电平时表明适配器和OTG从设备共存，此时智能模块就将GPIO管脚设置为高电平来控制切换电路将适配器作为智能模块的电源并进行充电以及将智能模块的供电电源向OTG从设备供电，从而实现OTG和充电双功能。本发明专利技术通过切换电路将适配器与OTG从设备的供电硬件分离，并用软件流程控制切换电路实现完全分离来实现OTG和充电双功能。

OTG and charging dual function system based on intelligent module

The invention discloses a system for intelligent module OTG and double charging based on the function, including intelligent module, switch circuit, input adapter and USB ports, including USB intelligent module function unit, a charging management unit, the GPIO pin, the intelligent module based on USB specification acquisition equipment connected to USB power supply type, namely the pin from the low level to high level and USB ID pin from high level to low level shows that the adapter and OTG from equipment to coexist in the detection, the intelligent module will GPIO pin set to high level to control the switching circuit as a power supply adapter module and intelligent charging and intelligent power module from OTG to OTG and power equipment, so as to realize the dual function of charging. The switch separations the adapter from the power supply hardware of the OTG slave device through the switching circuit, realizes the complete separation with the software flow control switching circuit, and realizes the dual function of OTG and charging.

【技术实现步骤摘要】
基于智能模块实现OTG和充电双功能的系统
本专利技术涉及智能设备领域，特别涉及一种基于智能模块实现OTG和充电双功能的系统。
技术介绍
现有智能终端在使用OTG(OntheGo，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)从设备，智能终端就为host(主设备)，而在充电时智能终端为device(从设备)，造成智能终端在使用OTG从设备时不支持充电，或在充电时不支持OTG从设备，但是越来越多的客户需要在智能终端设备作为host时也能进行充电，以保证设备在连续使用过程中不至于电池耗尽而关机。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是为了克服现有技术中智能终端在使用OTG从设备时不支持充电，或在充电时不支持OTG从设备的缺陷，提供一种基于智能模块实现OTG和充电双功能的系统。本专利技术是通过下述技术方案来解决上述技术问题：一种基于智能模块实现OTG和充电双功能的系统，其特点是，包括智能模块、切换电路、适配器输入端和USB端口，所述智能模块包括USB功能单元、充电管理单元、GPIO管脚，所述USB功能单元包括USB供电管脚、USB数据正端管脚、USB数据负端管脚、USBID管脚，所述充电管理单元包括供电管脚，所述切换电路包括第一端口、第二端口、第三端口和控制端口，所述USB端口用于连接OTG从设备，所述适配器输入端用于连接适配器，所述供电管脚连接所述智能模块的供电电源；所述USB数据正端管脚、所述USB数据负端管脚、所述USBID管脚与所述USB端口相应连接，所述适配器输入端分别与所述第一端口、所述USB供电管脚连接，所述GPIO管脚与所述控制端口连接，所述USB端口的电源端与所述第二端口连接，所述供电管脚与所述第三端口连接；在所述智能模块检测到所述USB供电管脚由低电平变为高电平以及所述智能模块检测到所述USBID管脚由高电平变为低电平时，所述智能模块将所述GPIO管脚设置为高电平用于控制所述切换电路将所述第二端口与所述第一端口断开以及将所述第二端口与所述第三端口导通，所述智能模块通过所述USB供电管脚从所述适配器输入端获取电源，并且所述充电管理单元通过所述供电管脚向所述智能模块的供电电源充电以及所述智能模块的供电电源通过所述切换电路向所述OTG设备供电，所述智能模块通过所述USB数据正极管脚、所述USB数据负极管脚与所述OTG从设备完成数据交换。本方案中，所述USB功能单元用于所述智能模块实现USB功能，比如当接入到所述USB端口的设备为OTG从设备时，根据USB规范，这时OTG从设备就将所述USBID管脚拉低，使得所述智能模块成为host，通过内置的软件就能实现OTG功能，而当接入到所述USB端口的设备为主设备如PC(个人电脑)时，根据USB规范，主设备将所述USB数据正端管脚与所述USB数据负端管脚短接在一起而使得这两个管脚不存在电平差，这时所述智能模块就作为device，通过内置的软件就能实现USB充电和/或数据通信，又比如当所述USB供电管脚接入外部的电源如适配器时管脚电平就由低电平变成高电平，根据USB规范，所述智能模块就能获知所述USB供电管脚接入了外部电源，这时所述智能模块就从该外部电源获取电源，并通过所述充电管理单元对所述智能模块的供电电源进行充电。因此，在所述智能模块检测到所述USB供电管脚由低电平变为高电平以及所述智能模块检测到所述USBID管脚由高电平变为低电平时，即所述智能模块检测到既接入了外部电源又接入了OTG从设备，这时所述智能模块就将所述GPIO管脚设置为高电平，一方面使得所述切换电路将外部电源用于对所述智能模块进行供电并通过所述充电管理单元对所述智能模块的供电电源比如电池进行充电管理，另一方面使得所述切换电路将所述智能模块的供电电源向OTG从设备供电，这时所述智能模块通过所述USB数据正极管脚、所述USB数据负极管脚与OTG从设备完成数据交换，从而所述智能模块就实现了OTG功能和充电功能的共存。较佳地，在所述智能模块检测到所述USB供电管脚、所述USB数据负端管脚均为低电平状态且所述USB数据正端管脚、所述USBID管脚均为高电平时，所述智能模块将所述GPIO管脚默认设置为低电平，所述切换电路包括第一电阻、第二电阻、第一三极管、第二三极管和PMOS管，所述PMOS管的漏极用于作为所述第一端口，所述PMOS管的源极分别与所述第一电阻一端、所述第二电阻一端连接后作为所述第二端口，所述PMOS管的栅极分别与所述第一电阻另一端、所述第一三极管的集电极连接，所述第一三极管的发射极接地，所述第一三极管的基极分别与所述第二电阻另一端、第二三极管的集电极连接，所述第二三极管的发射极接地，所述第二三极管的基极作为所述控制端口。本方案中，所述切换电路利用MOS管(绝缘栅型场效应管)、三极管的开关特性，并根据所述适配器输入端和所述USB端口均为悬空状态设置所述GPIO管脚为低电平，从而保证所述基于智能模块实现OTG和充电双功能的系统在具有OTG功能和充电功能共存基础上，仍然具有完整、独立的OTG功能和充电功能，即单独所述适配器输入端连接适配器时，所述基于智能模块实现OTG和充电双功能的系统就能独立充电，单独所述USB端口接入OTG从设备时就能独立进行OTG通信或单独所述USB端口接入主设备时所述智能模块就作为device实现通信。当然，同时接入OTG从设备和适配器，所述基于智能模块实现OTG和充电双功能的系统就同时具有OTG功能和充电功能。较佳地，所述充电管理单元还包括供电电压检测管脚，所述供电电压检测管脚与所述智能模块的供电电源连接，当所述充电管理单元检测到所述智能模块的供电电源为充满电状态时，所述充电管理单元停止通过所述供电管脚向所述智能模块的供电电源充电。本方案中，通过监测所述智能模块的供电电源的电量状态从而决定是否继续充电，进一步提高可靠性和安全性。较佳地，所述切换电路还包括第三电阻，所述第三电阻一端与所述第二三极管的基极连接、另一端接地。较佳地，所述切换电路还包括稳压电路，所述稳压电路还包括使能端，所述使能端与所述控制端口连接，所述稳压电路的输入端为所述第三端口，所述稳压电路的输出端为所述第二端口，所述使能端为高电平有效用于控制所述稳压电路将所述智能模块的供电电源稳压后通过所述第二端口输出。本方案中，利用所述稳压电路来使得所述智能模块的供电电源与所述OTG从设备的电源需求进行匹配来进一步提高所述基于智能模块实现OTG和充电双功能的系统的使用灵活性。其中，所述稳压电路一般采用稳压芯片作为核心器件，鉴于现有应用中，智能模块的工作电压范围一般是3.5V-4.2V，而OTG从设备的供电电压一般是5V，即所述智能模块的供电电源的电压值低于所述OTG从设备的电源需求，所以所述稳压电路就采用升压型稳压芯片。较佳地，所述稳压电路还包括二极管，所述稳压电路的输出端与所述二极管的阳极连接，所述二极管的阴极作为所述第二端口。本方案中，利用二极管的单向导通特性来保护所述稳压电路，提高电路可靠性和安全性。本专利技术的积极进步效果在于：本专利技术通过增加切换电路将外部适配器电源的输入与OTG从设备的供电进行硬件分离，并结合软件流程通过GPIO(GeneralPurposeInputOutput，通用输入/输本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于智能模块实现OTG和充电双功能的系统，其特征在于，包括智能模块、切换电路、适配器输入端和USB端口，所述智能模块包括USB功能单元、充电管理单元、GPIO管脚，所述USB功能单元包括USB供电管脚、USB数据正端管脚、USB数据负端管脚、USB ID管脚，所述充电管理单元包括供电管脚，所述切换电路包括第一端口、第二端口、第三端口和控制端口，所述USB端口用于连接OTG从设备，所述适配器输入端用于连接适配器，所述供电管脚连接所述智能模块的供电电源；所述USB数据正端管脚、所述USB数据负端管脚、所述USB ID管脚与所述USB端口相应连接，所述适配器输入端分别与所述第一端口、所述USB供电管脚连接，所述GPIO管脚与所述控制端口连接，所述USB端口的电源端与所述第二端口连接，所述供电管脚与所述第三端口连接；在所述智能模块检测到所述USB供电管脚由低电平变为高电平以及所述智能模块检测到所述USB ID管脚由高电平变为低电平时，所述智能模块将所述GPIO管脚设置为高电平用于控制所述切换电路将所述第二端口与所述第一端口断开以及将所述第二端口与所述第三端口导通，所述智能模块通过所述USB供电管脚从所述适配器输入端获取电源，并且所述充电管理单元通过所述供电管脚向所述智能模块的供电电源充电以及所述智能模块的供电电源通过所述切换电路向所述OTG从设备供电，所述智能模块通过所述USB数据正极管脚、所述USB数据负极管脚与所述OTG从设备完成数据交换。...

【技术特征摘要】
1.一种基于智能模块实现OTG和充电双功能的系统，其特征在于，包括智能模块、切换电路、适配器输入端和USB端口，所述智能模块包括USB功能单元、充电管理单元、GPIO管脚，所述USB功能单元包括USB供电管脚、USB数据正端管脚、USB数据负端管脚、USBID管脚，所述充电管理单元包括供电管脚，所述切换电路包括第一端口、第二端口、第三端口和控制端口，所述USB端口用于连接OTG从设备，所述适配器输入端用于连接适配器，所述供电管脚连接所述智能模块的供电电源；所述USB数据正端管脚、所述USB数据负端管脚、所述USBID管脚与所述USB端口相应连接，所述适配器输入端分别与所述第一端口、所述USB供电管脚连接，所述GPIO管脚与所述控制端口连接，所述USB端口的电源端与所述第二端口连接，所述供电管脚与所述第三端口连接；在所述智能模块检测到所述USB供电管脚由低电平变为高电平以及所述智能模块检测到所述USBID管脚由高电平变为低电平时，所述智能模块将所述GPIO管脚设置为高电平用于控制所述切换电路将所述第二端口与所述第一端口断开以及将所述第二端口与所述第三端口导通，所述智能模块通过所述USB供电管脚从所述适配器输入端获取电源，并且所述充电管理单元通过所述供电管脚向所述智能模块的供电电源充电以及所述智能模块的供电电源通过所述切换电路向所述OTG从设备供电，所述智能模块通过所述USB数据正极管脚、所述USB数据负极管脚与所述OTG从设备完成数据交换。2.如权利要求1所述的基于智能模块实现OTG和充电双功能的系统，其特征在于，在所述智能模块检测到所述USB供电管脚、所述USB数据负端管脚均为低电平状态且所述USB数据正端管脚、所述USBID管脚均...

【专利技术属性】
技术研发人员：高玉全，杨希望，孙延明，
申请(专利权)人：上海移远通信技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31