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EDA365电子论坛网»电子社区 › 研发技术版块 › 硬件设计讨论 › 求教：安卓手机USB设备插入识别过程？
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求教：安卓手机USB设备插入识别过程？

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lukeluck
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    发表于 2018-5-28 15:56 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

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    本帖最后由 lukeluck 于 2018-5-29 08:43 编辑 2 L$ s* ^4 P3 u

    ' j$ _6 S! u& V; r3 ?求教：安卓手机USB设备插入识别过程？
    - r3 ^5 h( M* b9 q0 i7 G1 |" o+ _+ U: @0 B% O
    目前做了一个安卓手机的USB设备，前提条件如下：
    * N% d* {% r2 y( H
    • 手机支持OTG功能，且已经打开
    • 设备端从手机MicroUSB口取电，因此设备端ID直接接地
    • 设备端D- 引脚通过1.5K电阻上拉至1脚 5V VUSB4 Y$ ^4 }  F' G* N/ z: m! {
    求教各位熟悉USB设备开发的大侠，USB设备插入手机后的识别过程是什么顺序？( m  Z* f7 e5 n! h0 a

    ; ]+ f' u* m+ v: o- F9 I- D6 |
    5 \/ I  n0 x' A% ]  s; O6 E" I2 X1 @目前已知的资料：+ j* Z/ `! v1 b& H# C$ P* U  O8 _
    USB设备插入后 因为ID为地，故USB设备工作在Host 模式，手机通过检测ID脚电平输出5V电压至USB设备
    . f6 x3 b4 {' Z- |) M3 S* zUSB设备上电后通过1.5k上拉电阻与手机内置的15k下拉电阻分压使得VD-=3.5V，手机检测到D-电平变化 从而认为USB设备为低速设备。
    ' V& Y( Q2 W7 ^  o7 e& V* o
    ( B/ P) c& P3 W7 ?参考资料1：搭个简单电路验证USB主机是如何检测USB设备的插入和拨出动作的# v2 b/ x2 f. T( }4 u
    参考资料2：USB OTG插入检测识别
    : `& G, o9 _- c9 @* w5 C参考资料3：USB设备的插入检测机制
    7 e" j% }/ K8 w  c0 b5 K& {3 z
    8 a! H) V. d0 C# |9 E- ^$ c: }6 u5 L
    : `; [# ?! U2 M9 h7 p' H3 r' K

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    发表于 2018-5-29 22:28 | 只看该作者
    lukeluck 发表于 2018-5-29 18:08
    + X2 U1 g8 E0 ]: z. K; X2 E/ W我的接口是MicroUSB接口，D-通过1.5k电阻上拉至5V+ Q/ r' ^# K9 N# p0 ]' J
    USB的插入检测机制：USB端口的D+和D-均用一个15k的电 ...
    ' }7 e5 L) g; l0 ?
    USB2.0 Spec对这部分都有详细的描述（chapter 7 electrical部分），仔细看下USB PHY的内部电路结构应该很容易搞清楚。关于USB设备检测：自动检测的，你应该不需要加其他外围器件才对，Host端和Device端的USB PHY应该有实现这部分电路。Host端的DP&DM默认都是电阻下拉到GND的，所以不加Device时DP&DM都是低电平，而Device端的DP or DM上会有一个上拉到3~3.6V电压的1.5V电阻，Low Speed是上拉在DM端，Full Speed是上拉在DP端，因此通过检测DP和DM上的电平就能判断Device设备有没有接上了（High Speed最初是以Full Speed来进行设备识别的）。/ J" L& T0 ?$ Z0 d; X6 z& V) s: E
    附上一些资料，感兴趣可以自己多看看, W% f0 m8 s) T# b5 `) Z
    ( J" P1 [. r# L: S1 N7 m6 a% \) k8 D1 ^9 z
    , _; [  y0 z( h$ e  D  [" j
    8 v/ E9 P! {% X( |

    Device Cable and Resistor Connections.png (109.63 KB, 下载次数: 6)

    Device Cable and Resistor Connections.png

    Example High-speed Capable Transceiver Circuit.png (146.36 KB, 下载次数: 6)

    Example High-speed Capable Transceiver Circuit.png

    usb_20.pdf

    6.04 MB, 下载次数: 1, 下载积分: 威望 -5

    USB_20_System_Architecture.pdf

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    lukeluck
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      发表于 2018-5-30 11:59
    lukeluck
    不错 正如你所说的这样，D-确实需要接上拉电阻，标准上是接1.5k上拉至3-3.6V 现在我如果接1.5k上拉只5V 则在D-管脚计算得到的电平是4.5V 估计会超出检测范围，实际测量这个电压是3.5V(估计是手机内部有钳位电路)，  详情 回复 发表于 2018-5-30 09:57

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    lukeluck
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     楼主| 发表于 2018-5-29 08:41 | 只看该作者
    本帖最后由 lukeluck 于 2018-5-29 08:43 编辑
    5 C0 V$ P& K! J# V* }" {
    ABCDJ 发表于 2018-5-28 22:28
    ; H8 [" u2 n3 I' x% t) Q& H9 q插入时，通过ID确认是host还是device；7 l  M4 J  y3 V2 v
    然后通过D+/D-上的1.5K上拉电阻，确认是有device挂上设备，并确认 ...
    , l7 o! _  @$ O( N2 W6 R5 {
    那看来这个过程还挺复杂的，现在我的做法是：
    ' v! |# P, ]7 P- C) a1 设备测ID接地，则设备作为Host工作，目的仅仅只是为了从手机的USB口取电。! P2 g1 O: {0 N( ~! u* ~
    2 设备测D-通过1.5K上拉电阻上拉至5V，目的仅是告诉手机这是一个低速设备8 ]+ l* q, N) Z* f1 Z
    3 我的最终目的并不需要建立设备与手机的USB通信，仅仅是想知道当设备插入时候有个状态变化(手机上有一个APP，设备插入后这个APP里有一个标志位置位)0 z4 {( k  O2 W9 l
    2 {* x& ~6 C' M% `) E4 Y
    按照我的理解，当手机上插入设备时，ID脚已经会产生一个下降沿(此后保持低电平)，另外D-脚会产生一个上升沿(手机内部D-脚通过15k电阻下拉，此后保持高电平)，那么这两个信号已经可以让手机发现有个设备插入了，至于是什么设备后面通过通信获知(我们的情形不需要到这一步，仅仅是发现设备插入就可以了)
    , m& `6 y& }" S  k( Z请问大侠能否实现呢？感谢！2 V- d3 Y4 H8 M7 D7 V# a" J+ C

    ) ^: A, c0 @! @* Q( }% s

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    ABCDJ
    1 设备测ID接地，则设备作为Host工作，目的仅仅只是为了从手机的USB口取电。--这个ID接地，是让手机侧的USB工作在HOST模式，一个为是DEVICE供电，另一个是作为HOST才能去识别device； 2 设备测D-通过1.5K上拉电阻上  详情 回复 发表于 2018-5-31 20:28

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    xiáò虫

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    3#
    发表于 2018-5-28 17:07 | 只看该作者
    刚好在找资料，非常感谢；

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    lukeluck
    额，我这是求教贴。。。  详情 回复 发表于 2018-5-28 17:16

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    lukeluck
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     楼主| 发表于 2018-5-28 17:16 | 只看该作者
    xiáò虫 发表于 2018-5-28 17:07
    ! |7 A" P; _8 @1 q, o刚好在找资料，非常感谢；
    8 H' x* P0 h' T* s+ n$ I' R
    额，我这是求教贴。。。
    6 F( e/ H+ {& t3 m2 w( r# ~" d

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    ABCDJ

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    5#
    发表于 2018-5-28 22:28 | 只看该作者
    插入时，通过ID确认是host还是device；
    6 W: r8 ?; [: C2 H然后通过D+/D-上的1.5K上拉电阻，确认是有device挂上设备，并确认了是低速设备还是全速/高速设备；  n$ o3 c! D" M8 L
    若为全速/高速设备，host需要再通过一些访问确认是否支持高速模式，支持则切换到高速模式；( c' }5 F/ I8 x  X  x& F/ G- T
    切换后再通过一些枚举操作，识别设备的驱动，并确认是一个什么类型的设备，系统再根据设备类型进行设备挂载。

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    lukeluck
    那看来这个过程还挺复杂的，现在我的做法是1 设备测ID接地，则设备作为Host工作，目的仅仅只是为了从手机的USB口取电。 2 设备测D-通过1.5K上拉电阻上拉至5V，目的仅是告诉手机这是一个低速设备 3 我的最终目的并  详情 回复 发表于 2018-5-29 08:41

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    下雨天睡觉

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    11#
    发表于 2018-5-29 17:52 | 只看该作者
    你的USB设备是USB2.0？你说的低速指的是什么意思？USB2.0 Spec有LS，FS和HS，不知道你说的低速全速高速分别指的那个。

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    lukeluck
    我的接口是MicroUSB接口，D-通过1.5k电阻上拉至5V USB的插入检测机制：USB端口的D+和D-均用一个15k的电阻接地，当无设备接入时，均处于低电平；在设备端在D+（表示高速设备或者全速设备）或者D-（表示低速设备）接  详情 回复 发表于 2018-5-29 18:08

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    lukeluck
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    12#
     楼主| 发表于 2018-5-29 18:08 | 只看该作者
    下雨天睡觉 发表于 2018-5-29 17:52
    2 K% j/ Q) ^/ o# k% q0 b你的USB设备是USB2.0？你说的低速指的是什么意思？USB2.0 Spec有LS，FS和HS，不知道你说的低速全速高速分别 ...

    ' g% q* q; s' J我的接口是MicroUSB接口，D-通过1.5k电阻上拉至5V+ |2 n$ X8 q* ]/ z! v$ E

    USB的插入检测机制：USB端口的D+和D-均用一个15k的电阻接地，当无设备接入时，均处于低电平；在设备端在D+（表示高速设备或者全速设备）或者D-（表示低速设备）接了一个1.5k的上拉电阻，一旦将设备接入，USB端口的D+或者D-其中一个被拉高为3v，系统识别到外部设备接入。

    注意：高速设备首先会被识别为全速设备，然后再通过集线器和设备二者的确认最后切换到高速模式下。

    在高速模式下，采用的是电流传输模式，这个时候上拉电阻需要从D+上断开。

    ! X# r2 T/ l: @+ Z; g

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    下雨天睡觉
    USB2.0 Spec对这部分都有详细的描述（chapter 7 electrical部分），仔细看下USB PHY的内部电路结构应该很容易搞清楚。关于USB设备检测：自动检测的，你应该不需要加其他外围器件才对，Host端和Device端的USB PHY应该  详情 回复 发表于 2018-5-29 22:28

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     楼主| 发表于 2018-5-30 09:57 | 只看该作者
    下雨天睡觉 发表于 2018-5-29 22:284 N* L3 G5 b  A8 ^
    USB2.0 Spec对这部分都有详细的描述（chapter 7 electrical部分），仔细看下USB PHY的内部电路结构应该很 ...

    ! n* T* q+ B" `& O7 u1 R# ]不错  正如你所说的这样，D-确实需要接上拉电阻，标准上是接1.5k上拉至3-3.6V
    ! R& b2 S( s: C现在我如果接1.5k上拉只5V 则在D-管脚计算得到的电平是4.5V 估计会超出检测范围，实际测量这个电压是3.5V(估计是手机内部有钳位电路)，那么如果我调整此电阻为10k，则能够在D-管脚得到3.0V的电平。
    3 T% T. g& r6 A现在我的问题是 手机插入这个USB设备后检测不到。问题不只是硬件方面，还有软件方面的代码。能否帮忙提供下参考呢？
    ; s% Y# G6 x3 A4 R& s, ~5 M

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    下雨天睡觉
    额，软件方面的东西我就不大了解了，不知道是不是你手机的USB Driver默认不支持USB Low Speed还是怎么回事，，，看样子你的USB设备应该是Low Speed设备，我对Low Speed的Spec还真的不是特别了解，只对USB2.0 HS稍微  详情 回复 发表于 2018-5-30 16:22

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