1. otg 接口与转换器
otg 是on the go的英文缩写,可以理解为“安上即可用”。usb 传输是主从结构,一切 usb 传输都由 host 发起。
在开发板上可以插入 u 盘,这时开发板作为 usb host。
开发板要跟 pc 通信,开发板就要作为 usb device。
开发板要作为 usb host、usb device 两种角色,可以使用 otg 插口:它可以根据硬件电路自动识别自己的角色,切换为 usb host 或 usb deivce。
otg 插口有多种形态,常用的有 micro usb、type c,如下:
1.1 micro us
对于 micro usb 插座,它有 5 条引脚:
引脚作用如下表所示:
引脚名 作用
vbus 作为 host 时,对外供电
作为 device 时,接收外部输入的电源
dm 数据信号
dp 数据信号
id 分辨自己角色的引脚:
1:作为 device
0:作为 host
gnd 地线
开发板作为 usb device 时,跟 pc 上的 usb 相连,pc 的 usb 接口只有 vbus、dm、dp、gnd,所以开发板的 id 引脚跟 pc 的 usb 口并无连接,它被板子上的上拉电阻拉高。
开发板作为 usb host 时,需要接入一个otg 转换器,再连接 u 盘。
otg 转换器的内部电路很简单,就是把 id 引脚拉低:
这个转换器插入开发板的 otg 口之后,otg 口上的 id 引脚就被拉低,软件把开发板转换为 usb host。
1.2 type c
type c 插座里面有两组完全一样的信号,type c 数据线无论正插、反插,都可以使用:
type c 插座有如下信号,在 usb2.0 协议里我们只关心红框里的信号:
开发板作为 usb device 时,跟 pc 上的 usb 相连,pc 的 usb 接口只有 vbus、dm、dp、gnd,所以开发板的 cc1、cc2 引脚跟 pc 的 usb 口并无连接,它被板子上的上拉电阻拉高。
开发板作为 usb host 时,需要接入一个otg 转换器
如果不考虑兼容 usb 3.0 协议,上述转换器的电路图很简单,把 type c 插头里面的 cc 引脚连接 5.1k 欧姆电阻到 gnd 即可。如下图所示:
2. otg 接口电路
开发板上的 otg 接口需要实现两个功能:
检测 id 引脚(使用 type c 接口的话是 cc1、cc2 引脚),引入主控芯片:软件根据它设置 usb 控制器的角色(host 或 device)
根据 id 引脚(或者 cc1、cc2)决定 vbus 是否输出电源:硬件电路自动实现,或者加入专用芯片
2.1 micro usb
当 usb_otg1_id 高电平时,说明 id 引脚被板子的上拉电阻拉高,没有被拉低。这时候 ao3416 导通,en 引脚不使能。这样 sy6280aaac 就不会对外供电,usb_otg1_vbus 就没有电压。
当 usb_otg1_id 低电平时,说明 id 引脚被拉低,这时候 ao3416 截至,en 引脚使能,sy6280aaac 对外供电,usb_otg1_vbus 有电压,开发板作为 usb host 对外供电。
2.2 type c
如果不考虑兼容 usb 3.0 协议,可以使用如下精简电路:cc1、cc2 作为 id 引脚。原理和上图类似。
如果要兼容 usb 3.0 协议,则需要加入专用的芯片,专用芯片检测到 cc1、cc2 状态后,发中断给主控,并通过 i2c 将信息报给主控,主控再控制供电引脚:
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