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求教:安卓手机USB设备插入识别过程?

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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 ; t7 s$ |$ b9 P+ g5 w" g$ i
$ L  T7 m; A1 \: `/ }  h+ B, e6 f
求教:安卓手机USB设备插入识别过程?
3 A9 D) X& k7 B; v9 W2 T- d7 O5 ?( Z/ v- X5 f# N
目前做了一个安卓手机的USB设备,前提条件如下:
$ i4 J( w/ V0 J* D" b& O1 J
  • 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 VUSB
    2 p8 J; b  ?1 b6 z. T6 E. ]
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?
! n/ M' G0 U2 ~0 f; S; _& |& _/ ]+ ^! U2 n0 D7 c9 M3 A5 a: e' y

0 x  z( N! L) F; [6 _# h. H. d目前已知的资料:8 D0 U: W7 t( S" v* d+ B" |
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' q( H8 U6 U, Z, w5 C+ h( a
USB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。
) h1 F: G" E# |9 D" a/ F3 p( {) K3 b; U
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% t( @, z& ^5 s& k, ?/ K! \
参考资料2:USB OTG插入检测识别/ t8 A5 e5 H* P, x. F+ r
参考资料3USB设备的插入检测机制
( t) v" b1 z9 X+ t, k" A# U. m' A
# [' j0 `2 x  Q; a$ r$ Y6 _
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发表于 2018-5-29 22:28 | 只看该作者
lukeluck 发表于 2018-5-29 18:082 L4 J; q% Z, O+ e5 L. `1 A3 R
我的接口是MicroUSB接口,D-通过1.5k电阻上拉至5V
2 N3 m; S" S2 ~3 |( v) _* t. _& lUSB的插入检测机制:USB端口的D+和D-均用一个15k的电 ...

6 R2 ~  N" q0 e' @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)。
8 v( n# k' e' v% j, T附上一些资料,感兴趣可以自己多看看# J# w" u7 f' x3 h2 a

* m$ k! p  H7 m% u3 ?7 Q5 B& `% c2 b
, m" }$ y" x/ j# B" f

Device Cable and Resistor Connections.png (109.63 KB, 下载次数: 0)

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Example High-speed Capable Transceiver Circuit.png (146.36 KB, 下载次数: 0)

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  发表于 2018-5-30 11:59
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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 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 6 |1 i, \, J; Y: O
ABCDJ 发表于 2018-5-28 22:28
# A$ c& f4 V2 K5 J- u插入时,通过ID确认是host还是device;
9 [: e' J: ]1 k7 d% o9 z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 ...

' ?8 o6 T( n9 E( {" z5 C9 t0 y那看来这个过程还挺复杂的,现在我的做法是:
# e# {. u+ Y) J# F9 @) z" P: S6 |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。$ t1 W; Z. D3 ^
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) W% c( g/ E5 K9 D
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)
3 b( _' h/ Z- t+ O9 r- p; ~
$ j7 z" J0 r( k) Y* v5 B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)
' V: N) p8 L' f: R" N请问大侠能否实现呢?感谢!
  m" Z3 g: i4 O3 k  }
2 \/ g5 J) l7 V* {3 n( \

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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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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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额,我这是求教贴。。。  详情 回复 发表于 2018-5-28 17:16
默哀...心灵的洗礼!

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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
0 u9 i" s  S5 k7 G- O% k2 y+ p刚好在找资料,非常感谢;

; V  R" N/ b+ z" N/ ^6 f. @额,我这是求教贴。。。
- e1 \5 _1 G  N* `0 z  G

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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;" `+ \( ^+ W$ o- m8 ~0 D+ R
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;# \  `# u: |& w4 S9 y% }
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;
4 M1 N* e3 u. @- V$ n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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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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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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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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下雨天睡觉 发表于 2018-5-29 17:52% A8 z1 d0 Z9 X
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 ...
( N) S$ f9 G7 j) u3 V% ]& [
我的接口是MicroUSB接口,D-通过1.5k电阻上拉至5V
) W5 Y* X/ S! a; C% Z

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。


: e5 O9 o& F& N+ {# ]8 i

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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 22:288 ^+ [! B, d6 g# \# @: D3 n
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 ...

+ H3 `) H- J! |( O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$ e/ A& ?. g5 k2 C6 A- z
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。
' R$ `! i/ [. q/ u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?
. n  i: o6 H' F! u1 ]

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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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发表于 2018-5-30 10:16 | 只看该作者
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