一种硬件控制的USB设备侦测电路制造技术

本发明专利技术提供一种硬件控制的USB设备侦测电路，属于检测电路领域。本发明专利技术包括电流侦测模块、放大模块、开关控制模块和指示模块，其中，所述电流侦测模块用于侦测主板输出电源至USB接口电源之间的电流，所述电流侦测模块输出端与放大模块输入端相连，所述放大模块输出端与开关控制模块控制端相连，所述开关控制模块控制指示模块开关，所述主板的侦测引脚与放大模块输入端相连。本发明专利技术的有益效果为：电路稳定可靠，解决了低电流设备接入时的正常侦测功能。

A hardware controlled USB device detection circuit

【技术实现步骤摘要】
一种硬件控制的USB设备侦测电路
本专利技术涉及一种检测电路，尤其涉及一种硬件控制的USB设备侦测电路。
技术介绍
由于USB在插入和拔出的两种状态中，没有信号有从高电平到低电平或者从低电平到高电平的变化，因此，不能采用主板检测高低电平来检测是否有USB设备的插入和拔出，另外，由于有些USB设备通过的电流非常低，不能正常侦测到，因此，急需要加入硬件侦测线路，侦测USB设备。
技术实现思路
为解决现有技术中的问题，本专利技术提供一种硬件控制的USB设备侦测电路。本专利技术包括电流侦测模块、放大模块、开关控制模块和指示模块，其中，所述电流侦测模块用于侦测主板输出电源至USB接口电源之间的电流，所述电流侦测模块输出端与放大模块输入端相连，所述放大模块输出端与开关控制模块控制端相连，所述开关控制模块控制指示模块开关，所述主板的侦测引脚与放大模块输入端相连。本专利技术作进一步改进，所述开关控制模块为两级控制开关。本专利技术作进一步改进，所述两级控制模块包括开关管Q2和开关管Q1，所述开关管Q2的栅极与放大模块输出端相连，所述开关管Q2的源极接地，漏极通过电阻R2接3.3V电源，所述开关管Q1，所述开关管Q1的栅极与开关管Q2的漏极相连，所述开关管Q1的源极接地，漏极接指示模块的负极，指示模块的正极接3.3V电源。本专利技术作进一步改进，所述指示模块包括串联的指示灯LED1和电阻R1。本专利技术作进一步改进，所述放大模块包括两级以上的、串联的放大单元。本专利技术作进一步改进，所述放大模块包括一级放大单元和设置在一级放大单元输出端的二级放大单元，所述一级放大单元包括运算放大器U1，所述运算放大器U1的正相输入引脚3接电流侦测模块的电压输入端，所述运算放大器U1的反相输入引脚4接电流侦测模块的电压输出端，所述运算放大器U1的引脚5接主板输出电源，引脚2接地，引脚1为输出引脚。本专利技术作进一步改进，所述二级放大单元包括运算放大器U2，所述运算放大器U2包括运放单元U2A、后端比较器U2B及其外围阻容器件，其中，所述运放单元U2A的反相输入引脚2分别接接地电阻R5和电阻R4的一端，电阻R4的另一端与运放单元U2A的输出引脚1相连，所述运放单元U2A的正相输入引脚3分别与接地电容C2、C3、接地电阻R8和一级放大单元输出端相连，电源引脚8接主板输出电源，引脚4接地；所述后端比较器U2B的反相输入引脚6与运放单元U2A的输出引脚1相连，所述后端比较器U2B的正相输入引脚5接参考电压，并通过并联的电容C4、C5接地，所述后端比较器U2B的引脚7为输出引脚。本专利技术作进一步改进，所述参考电压为0.6V。本专利技术作进一步改进，所述电流侦测模块采用阻值为50mΩ的精密电阻R3。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：通过外围硬件线路的合理搭建，很好的实现了USB设备是否有接入到主机上的功能，电路稳定可靠；两级运放的放大倍数，合理分配，很好的实现了低电流设备接入时的正常侦测功能。附图说明图1为本专利技术结构框图；图2为本专利技术一实施例电路原理图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术做进一步详细说明。如图1所示，本专利技术包括电流侦测模块、放大模块、开关控制模块和指示模块，其中，所述电流侦测模块用于侦测主板输出电源至USB接口电源之间的电流，所述电流侦测模块输出端与放大模块输入端相连，所述放大模块输出端与开关控制模块控制端相连，所述开关控制模块控制指示模块开关，所述主板的侦测引脚与放大模块输入端相连。本例的放大模块包括一级放大单元和设置在一级放大单元输出端的二级放大单元。用于将侦测的电流放大，采用两级运放的放大倍数，合理分配，很好的实现了低电流设备接入时的正常侦测功能，从而适用于各种小电流的正常侦测。本专利技术通过外围硬件线路的合理搭建，很好的实现了USB设备是否有接入到主机上的功能。如图2所示，本例的开关控制模块为两级控制开关。所述两级控制模块包括开关管Q2和开关管Q1，所述开关管Q2的栅极与放大模块输出端相连，所述开关管Q2的源极接地，漏极通过电阻R2接3.3V电源，所述开关管Q1，所述开关管Q1的栅极与开关管Q2的漏极相连，所述开关管Q1的源极接地，漏极接指示模块的负极，指示模块的正极接3.3V电源。本例的指示模块包括串联的指示灯LED1和电阻R1。预留电阻R1可以通过调整其阻值，根据用户的需求调整LED的亮度。本例的指示灯也可以采用其他的声、光、电指示模块，比如声音模块。如图2所示，本例的一级放大单元包括运算放大器U1，所述运算放大器U1的正相输入引脚3接电流侦测模块的电压输入端，所述运算放大器U1的反相输入引脚4接电流侦测模块的电压输出端，所述运算放大器U1的引脚5接主板输出电源，引脚2接地，引脚1为输出引脚。本专利技术作进一步改进，所述二级放大单元包括运算放大器U2，所述运算放大器U2包括运放单元U2A、后端比较器U2B及其外围阻容器件，其中，所述运放单元U2A的反相输入引脚2分别接接地电阻R5和电阻R4的一端，电阻R4的另一端与运放单元U2A的输出引脚1相连，所述运放单元U2A的正相输入引脚3分别与接地电容C2、C3、接地电阻R8和一级放大单元输出端相连，电源引脚8接主板输出电源，引脚4接地；所述后端比较器U2B的反相输入引脚6与运放单元U2A的输出引脚1相连，所述后端比较器U2B的正相输入引脚5接参考电压，并通过并联的电容C4、C5接地，所述后端比较器U2B的引脚7为输出引脚。本例的工作原理为：本专利技术由纯硬件控制电路组成，硬件控制单元电路中的电流侦测电阻R3串联在主板电源输出端到USB接口电源之间，当有电流流过电阻R3时，运算放大器U1通过检测电阻R3两端的电压，将电压信号放大后的信号，作为后端第二级放大电路的同相输入端，经过第二级放大后，其输出信号作为后端比较器的反相输入端，通过与参考电压+0P6V_REF比较后，输出一个高或者低的控制信号，到开关管Q2的栅极，来控制开关管Q2的打开与关断，最终控制开关管Q1的通断来实现LED1的亮灭，表明是否有USB设备的插入。本控制电路实现两种状态：插入USB设备，指示灯LED1点亮，拔出USB设备，指示灯LED1熄灭。以下对原理详细说明。如图2所示的电路中，电源+V5P0A_USB_P1为主板给USB口电源供应源端，电源+V5P0A_USB_CN1为USB口设备端。当外界有USB设备插入到主机时，由于主机要往USB设备提供电流，也就是说，电阻R3上会有电流通过，运算放大器U1侦测到的电压其大小为R3*主机给USB设备提供的电流，这里设置放大倍数为100倍，那么运算放大器输出的电压值为100*R3*主机给USB设备提供的电流。本例设置电阻R4为R5的10倍，那么第二级放大的倍数为11倍；最终，运算放大器U2采集到的电压信号放大倍数为100*11＝1100倍。本例的后端比较器的参考电压为0.6V，因此，电阻本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种硬件控制的USB设备侦测电路，其特征在于：包括电流侦测模块、放大模块、开关控制模块和指示模块，其中，所述电流侦测模块用于侦测主板输出电源至USB接口电源之间的电流，所述电流侦测模块输出端与放大模块输入端相连，所述放大模块输出端与开关控制模块控制端相连，所述开关控制模块控制指示模块开关，所述主板的侦测引脚与放大模块输入端相连。/n

【技术特征摘要】
1.一种硬件控制的USB设备侦测电路，其特征在于：包括电流侦测模块、放大模块、开关控制模块和指示模块，其中，所述电流侦测模块用于侦测主板输出电源至USB接口电源之间的电流，所述电流侦测模块输出端与放大模块输入端相连，所述放大模块输出端与开关控制模块控制端相连，所述开关控制模块控制指示模块开关，所述主板的侦测引脚与放大模块输入端相连。


2.根据权利要求1所述的硬件控制的USB设备侦测电路，其特征在于：所述开关控制模块为两级控制开关。


3.根据权利要求2所述的硬件控制的USB设备侦测电路，其特征在于：所述两级控制模块包括开关管Q2和开关管Q1，所述开关管Q2的栅极与放大模块输出端相连，所述开关管Q2的源极接地，漏极通过电阻R2接3.3V电源，所述开关管Q1，所述开关管Q1的栅极与开关管Q2的漏极相连，所述开关管Q1的源极接地，漏极接指示模块的负极，指示模块的正极接3.3V电源。


4.根据权利要求3所述的硬件控制的USB设备侦测电路，其特征在于：所述指示模块包括串联的指示灯LED1和电阻R1。


5.根据权利要求1-4任一项所述的硬件控制的USB设备侦测电路，其特征在于：所述放大模块包括两级以上的、串联的放大单元。


6.根据权利要求5所述的硬件控制的USB设备侦测电路，其特征在于：所述放大模...

【专利技术属性】
技术研发人员：马保军，张治宇，谭小兵，丁继铭，刘争，
申请(专利权)人：深圳市亿道数码技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44