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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 ! W! c( `- L4 S  o

  ?8 R. _$ [3 J求教:安卓手机USB设备插入识别过程?8 U; A0 n' V9 n
5 a& w. }1 }2 l* L3 O0 o
目前做了一个安卓手机的USB设备,前提条件如下:
/ h6 x- x$ l$ p- k" Z0 ^
  • 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 VUSB6 G, O4 B' _( f: S  x. r: h
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?
3 a  J: X: U$ H7 o& g# h8 R  I* G& U. G; Z
' u- e; _0 k1 u# B! A, a! P4 i
目前已知的资料:- c9 B5 x. c6 c0 v  V
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
' a) Y1 M9 V) t& ]3 E+ U1 wUSB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。$ w/ ^& t6 E- M6 ^
. W" B4 B% x1 E# `  L$ f, a0 A& ^% M
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, E9 W& `* s$ O' ^/ q( p
参考资料2:USB OTG插入检测识别
5 @; H: I+ B$ Z1 b+ s参考资料3USB设备的插入检测机制
! [4 H3 d) C1 I/ h( S: @8 B5 ^6 \7 U  A- C* I

4 g% v; I4 z9 E, A  Z
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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
1 K  \; ~. ~* u+ w- |我的接口是MicroUSB接口,D-通过1.5k电阻上拉至5V
2 u" R0 @4 P( s- `  ~7 q7 lUSB的插入检测机制:USB端口的D+和D-均用一个15k的电 ...

5 q! H# {, \# ZUSB2.0 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)。$ y( s7 T: X5 J! W* Q
附上一些资料,感兴趣可以自己多看看
: g; R& r) a" b: E% T- V1 a! d* V" M* G
6 R6 J4 U7 d9 d+ z
# r6 o5 p# ^- i+ K* x- V' D4 K0 z0 ]

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

Device Cable and Resistor Connections.png

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

Example High-speed Capable Transceiver Circuit.png

usb_20.pdf

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USB_20_System_Architecture.pdf

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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
7 c: P2 w- h' b9 k1 b
ABCDJ 发表于 2018-5-28 22:28
# H8 v' b4 W9 [2 i插入时,通过ID确认是host还是device;
5 x7 k/ R, R: |7 B6 f0 K6 p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 ...

+ m- ~' [3 j; }4 [4 S# x9 Y  q: z' i) Y那看来这个过程还挺复杂的,现在我的做法是:1 i0 K$ `5 V# a# k
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。# I' {; X% h# l& |5 ^& G8 R% {" ]
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
9 p" F" E) B$ \0 [- J1 [& y  c3 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)
1 \; C- n& o- t  O3 ?
6 _6 ^+ M8 n1 [% `! ~7 S; D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): \' k4 y% a1 U3 M
请问大侠能否实现呢?感谢!/ V! T6 R0 L4 q, W: S2 I0 _

6 V* m( ^3 S4 m# _$ W3 t+ k2 k6 b' S- f

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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
, V$ k& }- u" m. S5 w9 `$ ?刚好在找资料,非常感谢;
5 e) f# k$ A6 w, N( T  C5 g( ]5 h& {
额,我这是求教贴。。。* Z: D. I4 t& ^  }0 t1 i

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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;
; Q/ H) U& g, v, Z- g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;
; W1 @2 \+ j1 m0 V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;
9 b# P% ?% @3 F$ x1 i. x$ [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. t  _: {1 e8 a3 S# `8 b, x! d. ]
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 ...

$ S% r' z, I4 H我的接口是MicroUSB接口,D-通过1.5k电阻上拉至5V9 [9 V) l& j/ I- p3 H. `

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。


% E+ e% I) b2 X. C' @& u

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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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下雨天睡觉 发表于 2018-5-29 22:28
' v7 ]" M8 y& X0 m' {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 ...
* w: z' c3 _2 b  q' x5 I0 b
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3-3.6V1 O, `" h3 p2 f4 D: u
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。, E7 X0 n; D! h( @! \6 E1 C, Z
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?  n0 k9 N# C6 f- Y* E/ E2 Y

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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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