一种usb接口的充电管理方法以及电子设备的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种USB接口的充电管理方法以及电子设备，该方法包括：电子设备的微控制单元MCU侦测电子设备的USB接口的USB_ID引脚和USB_ON引脚的电平状态，当侦测到USB_ID引脚或USB_ON引脚的电平状态发生变化时，MCU发送相应的控制指令重新配置电子设备的充电管理芯片的工作模式，使得充电管理芯片控制USB接口输出相应的电压或者输入相应的电流。本发明的技术方案能够根据USB接口应用的不同场景，控制USB接口输出相应的电压或输入相应的电流，提升了电子设备的性能，优化了用户体验。
【专利说明】
一种USB接口的充电管理方法以及电子设备
技术领域
[0001]本发明涉及电子设备技术领域，具体涉及一种通用串行总线USB接口的充电管理方法以及电子设备。
【背景技术】
[0002]目前，很多电子设备都配备有标准的USB接口，用于完成充电、信息交互以及OTG(On-The-Go)。USB接口连接不同的USB设备(如，USB充电适配器、电脑)时，对USB接口的电源有相应的要求。比如，连接充电适配器时，需要大电流进行充电输入;连接电脑或其他上位机时，需要限制小电流充电输入，并激活USB通讯功能;连接OTG设备时，需要对外提供直流电源;悬空状态下需要关闭电源输出等。但是，现有技术中，还没有根据USB接口连接的USB设备的变化对USB接口的电源进行管理的方案，用户体验不佳。
【发明内容】
[0003]本发明提供了一种USB接口的充电管理方法以及电子设备，以解决现有技术不能USB设备的变化对USB接口的电源进行管理，用户体验不佳的问题。
[0004]根据本发明的一个方面，提供了一种USB接口的充电管理方法，应用于电子设备中，该方法包括:
[0005]电子设备的微控制单元M⑶侦测电子设备的USB接口的USB_ID引脚和USB_0N引脚的电平状态，
[0006]根据侦测到的USB_ID引脚或USB_0N引脚的电平状态变化，M⑶发送相应的控制指令给充电管理芯片，控制充电管理芯片经USB接口输出相应的电压或者允许输入相应的电流。
[0007]可选地，USB接口的USB_ID引脚的初始状态为高电平，USB_0N引脚的初始状态为低电平，此时USB接口为悬空状态，MCU不发送控制指令给电子设备的充电管理芯片；
[0008]当USB_ID引脚的电平被拉低时，M⑶发送控制指令给充电管理芯片，控制充电管理芯片产生5V直流电源并经USB接口对外供电；
[0009 ]当USB_0N弓I脚的电平被拉高时，MCU发送控制指令给充电管理芯片，控制充电管理芯片允许输入小电流经USB接口对其小电流充电；
[0010]当USB_0N引脚始终与USB_ID引脚的电平悬空且保持一致时，M⑶发送控制指令给充电管理芯片，控制充电管理芯片允许输入大电流USB接口对其大电流充电。
[0011]可选地，M⑶与充电管理芯片之间通过I2C总线连接，M⑶经I2C总线向充电管理芯片发送控制指令。
[0012]可选地，电子设备的微控制单元M⑶侦测电子设备的USB接口的USB_ID弓丨脚和USB_ON引脚的电平状态包括:
[0013]将MCU的其中两个输入输出I/O 口分别与USB_ID引脚和USB_0N引脚连接，
[0014]MCU通过侦测两个I/O 口来侦测来USB_ID引脚和USB_0N引脚的电平状态。
[0015]可选地，M⑶以外部中断或轮询方式侦测两个I/O口。
[0016]根据本发明的另一个方面，提供了一种电子设备，包括:微控制单元MCU，通用串行总线USB接口和充电管理芯片，MCU分别连接USB接口和充电管理芯片，
[0017]MCU侦测USB接口的USB_ID引脚和USB_0N引脚的电平状态，
[0018]根据侦测到的USB_ID引脚或USB_0N引脚的电平状态变化，M⑶发送相应的控制指令给充电管理芯片，控制充电管理芯片经USB接口输出相应的电压或者允许输入相应的电流。
[0019]可选地，USB接口的USB_ID引脚的初始状态为高电平，USB_0N引脚的初始状态为低电平，此时USB接口为悬空状态，MCU不发送控制指令给电子设备的充电管理芯片；
[0020]当USB_ID引脚的电平被拉低时，M⑶发送控制指令给充电管理芯片，控制充电管理芯片产生5V直流电源经USB接口对外供电；
[0021]当USB_0N弓丨脚的电平被拉高时，M⑶发送控制指令给充电管理芯片，控制充电管理芯片允许输入小电流经USB接口对其小电流充电；
[0022]当USB_0N引脚始终与USB_ID引脚的电平悬空且保持一致时，M⑶发送控制指令给充电管理芯片，控制充电管理芯片允许输入大电流经USB接口对其大电流充电。
[0023]可选地，M⑶与充电管理芯片之间通过I2C总线连接，M⑶经I2C总线向充电管理芯片发送控制指令。
[0024]可选地，电子设备的MCU的其中两个输入输出I/O 口分别与USB_ID引脚和USB_0N引脚连接，
[0025]M⑶通过侦测两个I /0 口来侦测USB_I D弓丨脚和USB_0N引脚的电平状态。
[0026]可选地，电子设备的M⑶以外部中断或轮询方式侦测两个I/O口。
[0027]本发明的有益效果是:本发明的这种USB接口的充电管理方法，通过M⑶侦测USB接口的USB_ID引脚或USB_0N引脚的电平状态，并根据电平状态变化发送相应的控制指令给充电管理芯片，控制充电管理芯片经USB接口输出相应的电压或者允许输入相应的电流，从而当电子设备的USB接口插入不同的USB设备时，由于USB_ID引脚和所述USB_ON引脚的电平会根据不同的插入设备相应被拉低或被拉高，从而实现了根据USB接口使用场景的不同，自适应地完成对USB接口的输入输出状态配置，大大提升了产品的性能和用户体验。
【附图说明】
[0028]图1是本发明一个实施例的一种USB接口的充电管理方法的流程图；
[0029]图2是本发明一个实施例的一种电子设备的结构框图。
【具体实施方式】
[0030]本发明的设计构思是:针对现有技术中电子设备不能根据USB接口的应用场景对USB接口的电源进行相应管理的问题，通过M⑶对USB接口的USB_ID引脚和USB_0N引脚侦测，并整理相应的逻辑关系后发送控制指令给充电管理芯片，从而控制充电管理芯片根据USB接口所连接的USB设备的不同，控制USB接口输出相应的电压和输入相应的电流，如此，在不同的场景下自适应地完成对USB接口的输入输出状态配置，从而节省了系统功耗，提升了电子设备的性能，优化了用户体验。
[0031]图1是本发明一个实施例的一种USB接口的充电管理方法的流程图，该USB接口的充电管理方法应用于电子设备中，参见图1，本实施例的方法包括:
[0032]步骤SlOl，电子设备的微控制单元MCU侦测电子设备的USB接口的USB_ID引脚和USB_0N引脚的电平状态，
[0033]步骤S102，根据侦测到的USB_ID引脚或USB_0N引脚的电平状态变化，MCU发送相应的控制指令给充电管理芯片，控制充电管理芯片经USB接口输出相应的电压或者允许输入相应的电流。
[0034]通过图1所示的方法，本实施例由MCU对USB接口的USB_ID引脚和USB_0N引脚进行侦测，当两个引脚中的其中一个的电平状态发生变化时，MCU发送控制指令给充电管理芯片，重新配置充电管理芯片的工作模式，从而使得充电管理芯片根据电子设备的USB接口连接的USB设备的不同，控制USB接口输出相应的电压和输入相应的电流，实现了根据USB接口的应用场景的不同，对USB接口的电源输入输出进行调整的有益效果。
[0035]例如，当USB接口连接USB充电适配器时，允许USB接口大电流进行充电输入，从而能够快速完成充电工作;连接电脑或其他主设备时，允许小电流充电输入，并激活USB通讯功能，以进行数据传输交互，并节省功耗;连接OTG设备时，控制USB接口对外提供电压;USB接口处于悬空状态下关闭电源输出，保护电子设备。
[0036]在本实施例中，USB接口的USB_ID引脚的初始状态为高电平，USB_0N引脚的初始状态为低电平，此时USB接口为悬空状态，MCU不发送控制指令给电子设备的充电管理芯片；
[0037]步骤S102具体包括:当USB_ID引脚的电平被拉低时，MCU发送控制指令给充电管理芯片，控制充电管理芯片产生5V直流电源经USB接口对外供电；
[0038]这里的5V电压是一个经验值，对应的场景可能是电子设备的USB插入一个USB从设备，此时电子设备可作为USB主设备，则电子设备输出电压为标准的直流5V电压，输出电流通常不大于500毫安。
[0039 ]当USB_0N弓I脚的电平被拉高时，MCU发送控制指令给充电管理芯片，控制充电管理芯片允许输入小电流经USB接口对其小电流充电；这种场景下，USB接口可能连接的是一个USB主设备(如个人电脑)，主要应用于进行电子设备和个人电脑之间进行数据传输，所以不需要大电流。
[0040]当USB_0N引脚始终与USB_ID引脚的电平悬空且保持一致时，M⑶发送控制指令给充电管理芯片，控制充电管理芯片允许输入大电流经USB接口对其大电流充电。这种场景下，USB接口可能接入的是充电适配器，因而需要控制USB接口可以输入大电流，保证快速充电。
[0041 ] 本实施例中，M⑶与充电管理芯片之间通过I2C总线连接，M⑶经I2C总线向充电管理芯片发送控制指令。
[0042]在实施例中，步骤SlOl具体包括:MCU通过侦测I/O口来侦测来USB_ID引脚和USB_ON弓丨脚的电平状态，这里的I/0 口是指MCU的与USB接口的USB_ID弓丨脚和USB_0N弓丨脚连接的I/O口，实际应用时，可以将M⑶上的两个I/O与USB_ID引脚和USB_0N引脚——对应连接，这样当USB_I D引脚和USB_0N弓丨脚的电平状态变化时，MCU通过自身的I /0即可获知这种电平变化。
[0043]并且，优选地，M⑶通过外部中断的方式来侦测这两个1/0，采用外部中断的方式相比轮询方式实时性更强，从而应用在对实时性要求高的应用场合。
[0044]图2是本发明一个实施例的一种电子设备的结构框图，参见图2，该电子设备20包括:微控制单元MCU201，USB接口 202和充电管理芯片203，MCU201分别连接USB接口 202和充电管理芯片203，
[0045]MCU201侦测USB接口 202的USB_ID引脚和USB_0N引脚的电平状态，
[0046]根据侦测到的USB_ID引脚或USB_0N引脚的电平状态变化，MCU201发送相应的控制指令重新配置充电管理芯片203的工作模式，控制充电管理芯片203经USB接口 202输出相应的电压或者允许输入相应的电流。
[0047]本实施例中，USB接口202的USB_ID引脚的初始状态为高电平，USB_0N引脚的初始状态为低电平，此时USB接口 202为悬空状态，MCU201不发送控制指令给电子设备的充电管理芯片203;
[0048]当USB_ID引脚的电平被拉低时，MCU201发送控制指令给充电管理芯片203，控制充电管理芯片203产生5V直流电源并经USB接口 202输出；
[0049]当USB_0N引脚的电平被拉高时，MCU201发送控制指令给充电管理芯片203，控制充电管理芯片203允许输入小电流并经USB接口 202对其小电流充电；
[0050]当USB_0N引脚始终与USB_ID引脚的电平悬空且保持一致时，MCU201发送控制指令给充电管理芯片203，控制充电管理芯片203允许输入大电流并经USB接口 202对其大电流充电。
[0051 ] 本实施例中，MCU201的其中两个输入输出I/O 口分别与USB_ID引脚和USB_0N引脚连接，MCU201通过侦测两个I/O 口来侦测USB接口 202的USB_ID引脚和USB_0N引脚的电平状
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[0052]本实施例中，M⑶201以外部中断或轮询方式侦测I/O口。
[0053]以下重点对本实施例的电子设备的工作过程进行说明。
[0054]本实施例中，电子设备的MCU分别使用USB_ID和USB_0N端口对USB口的插入状态进行侦测，并整理相应的逻辑关系。当USB_ID默认为高电平，USB_0N默认为低电平，此时USB端口为悬空状态，端口不输出电压，也不对输入电流进行配置。
[0055]当USB_ID或者USB_0N电平时发生跳变，根据不同的跳变值和整理的逻辑关系，对USB接口状态做如下控制:
[0056]若USB_ID脚位被拉低，即接入OTG设备时，M⑶通过I2C总线配置充电管理芯片为BOOST模式，产生5V直流电源，对外接的USB设备供电。
[0057]若USB_0N脚位被拉高，即接入主机设备时，M⑶通过I2C总线配置充电管理芯片取消BOOST模式，关闭电源输出防止电流倒灌，允许小电流输入充电。
[0058]当MCU检测到USB_0N始终与USB_ID位的电平悬空且保持一致时，即检测到接入USB充电适配器时，MCU通过I2C总线配置充电管理芯片允许大电流充电。
[0059 ] 在本实施例中，M⑶是型号为STM3 2的微控制器，并且MCU使用外部中断方式对I /0口的状态进行检测，确保对USB接口控制的实时性。
[0060]但是可以理解在本发明的其他实施例中，MCU还可以通过轮询方式侦测I/O口的状态，对此不作限制。
[0061]需要说明的是，本实施例中的电子设备的工作过程是与前述USB接口的充电管理方法中的实现步骤相对应的，因而本实施例中对电子设备的工作过程没有描述的部分可以参见本发明前述实施例的相关说明，这里不再赘述。
[0062]综上所述，本发明实施例的这种USB接口的充电管理方法，通过MCU侦测USB接口的USB_ID引脚或USB_0N引脚的电平状态，并根据电平状态变化发送相应的控制指令给充电管理芯片，控制充电管理芯片经USB接口输出相应的电压或者允许输入相应的电流，从而当电子设备的USB接口插入不同的USB设备时，由于USB_ID引脚和所述USB_0N引脚的电平会根据不同的插入设备相应被拉低或被拉高，从而实现了根据USB接口使用场景的不同，自适应地完成对USB接口的输入输出状态配置，大大提升了产品的性能和用户体验。另外，本发明提供的电子设备能够根据USB接口使用场景的不同，对USB接口的电源进行管理，因而具有更好地适用性，提高了产品的竞争力，节省了功耗。
[0063]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。
【主权项】
1.一种USB接口的充电管理方法，应用于电子设备中，其特征在于，该方法包括: 所述电子设备的微控制单元M⑶侦测电子设备的USB接口的USB_ID引脚和USB_ON引脚的电平状态， 根据侦测到的所述USB_ID引脚或所述USB_ON引脚的电平状态变化，所述MCU发送相应的控制指令给所述电子设备的充电管理芯片，控制所述充电管理芯片经所述USB接口输出相应的电压或者允许输入相应的电流。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述USB接口的USB_ID引脚的初始状态为高电平，USB_ON引脚的初始状态为低电平，此时USB接口为悬空状态，所述MOT不发送控制指令给所述电子设备的充电管理芯片； 当所述USB_ID引脚的电平被拉低时，所述MCU发送控制指令给所述充电管理芯片，控制所述充电管理芯片产生5V直流电源经所述USB接口对外供电； 当所述USB_ON引脚的电平被拉高时，所述MCU发送控制指令给所述充电管理芯片，控制所述充电管理芯片允许输入小电流经所述USB接口对其小电流充电； 当所述USB_ON引脚始终与USB_ID引脚的电平悬空且保持一致时，所述MCU发送控制指令给所述充电管理芯片，控制所述充电管理芯片允许输入大电流经所述USB接口对其大电流充电。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述MCU与所述充电管理芯片之间通过I2C总线连接，所述MCU经所述I2C总线向所述充电管理芯片发送控制指令。4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述电子设备的微控制单元MCU侦测电子设备的USB接口的USB_ID引脚和USB_ON引脚的电平状态包括: 将所述MCU的其中两个输入输出I/O 口分别与所述USB_ID引脚和所述USB_ON引脚连接，所述MCU通过侦测两个所述I/O 口来侦测来所述USB_ID引脚和所述USB_ON引脚的电平状态。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述MCU以外部中断或轮询方式侦测两个所述I/O 口。6.—种电子设备，包括:微控制单元MCU，通用串行总线USB接口和充电管理芯片，所述MCU分别连接所述USB接口和所述充电管理芯片，其特征在于， 所述MCU侦测所述USB接口的USB_ID引脚和USB_ON引脚的电平状态， 根据侦测到的所述USB_ID引脚或所述USB_ON引脚的电平状态发生变化，所述MCU发送相应的控制指令给所述充电管理芯片，控制所述充电管理芯片经所述USB接口输出相应的电压或者允许输入相应的电流。7.根据权利要求6所述的电子设备，其特征在于，所述USB接口的USB_ID引脚的初始状态为高电平，USB_ON引脚的初始状态为低电平，此时USB接口为悬空状态，所述MCU不发送控制指令给所述电子设备的充电管理芯片； 当所述USB_ID引脚的电平被拉低时，所述MCU发送控制指令给所述充电管理芯片，控制所述充电管理芯片产生5V直流电源经所述USB接口对外供电； 当所述USB_ON引脚的电平被拉高时，所述MCU发送控制指令给所述充电管理芯片，控制所述充电管理芯片允许输入小电流经所述USB接口对其小电流充电； 当所述USB_ON引脚始终与USB_ID引脚的电平悬空且保持一致时，所述MCU发送控制指令给所述充电管理芯片，控制所述充电管理芯片允许输入大电流经所述USB接口对其大电流充电。8.根据权利要求6所述的电子设备，其特征在于，所述MCU与所述充电管理芯片之间通过I2C总线连接，所述MCU经所述I2C总线向所述充电管理芯片发送控制指令。9.根据权利要求8所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备的MCU的其中两个输入输出I/O 口分别与所述USB_ID引脚和所述USB_ON引脚连接， 所述MCU通过侦测两个所述I/O 口来侦测所述USB_ID引脚和所述USB_ON引脚的电平状??τ O10.根据权利要求6-9中任一项所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备的MCU以外部中断或轮询方式侦测两个所述I/O 口。
【文档编号】G06F1/26GK106055062SQ201610354118
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年5月25日
【发明人】刘树林
【申请人】北京小鸟看看科技有限公司