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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 |正序浏览 |阅读模式

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本帖最后由 lukeluck 于 2018-5-29 08:43 编辑
" S& }+ \% I; }* w: g% f7 f9 l
求教:安卓手机USB设备插入识别过程?
, s% Q7 }5 ]0 w1 Q
$ f( ~! ^+ E5 P4 h目前做了一个安卓手机的USB设备,前提条件如下:8 d; U0 O7 ~4 H5 u
  • 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
      Y5 o) h2 X2 c/ `7 i
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?
2 \, a( S4 p, K9 k6 d) m! W
6 Q- M6 C. W/ ~: J9 v
1 n( `% \/ q. ^% H  O8 J1 p目前已知的资料:& v" e3 j; `( [
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
3 O2 m: Y7 ^; Y3 c5 j1 V( T2 FUSB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。4 ?& Y5 g, ^* `1 @7 T, h- }& m
( d8 M7 h( C, a1 o; l+ G$ c
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- m$ z, `; c6 r; O3 ^* t; h
参考资料2:USB OTG插入检测识别% X$ t7 y. h8 c9 H
参考资料3USB设备的插入检测机制9 }5 |& F2 Y/ L! v3 ^; `6 O- H
. M% V7 e8 x7 G2 p
0 @- A7 |1 o: t; b. i. y; `
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发表于 2018-5-29 22:28 | 只看该作者
lukeluck 发表于 2018-5-29 18:080 ]5 i! Z/ }' `7 j
我的接口是MicroUSB接口,D-通过1.5k电阻上拉至5V
& s- u& Y2 n* [& f! i3 [9 @USB的插入检测机制:USB端口的D+和D-均用一个15k的电 ...

/ x* ]* J- U& wUSB2.0 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)。2 T2 ~. m' U9 G0 b4 Y4 p% G
附上一些资料,感兴趣可以自己多看看% I4 Z" h5 U& u0 G5 K' w* k/ j3 X
, V8 E0 m# n: @1 Y9 k
: a0 J6 W& y  i0 E6 e

5 }+ Y9 F& B2 U% v

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)

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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 * H- S$ e5 X; p/ C4 N1 G
ABCDJ 发表于 2018-5-28 22:28: F, V* M% ?/ w" c, t
插入时,通过ID确认是host还是device;
4 r1 E) R. _3 U( v0 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 ...
" B, Y( B; ~5 K5 j& f- K# H! b5 Q
那看来这个过程还挺复杂的,现在我的做法是:. E) {6 O& d/ z3 U: s- B: }
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。
4 k, j5 k  Q# n0 s8 Y/ B8 e  A2 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
* u3 h$ E- `- G. Z3 D' C- M3 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)
/ ]' O! K. [( Q: {% z- l$ I5 o! m: 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)1 V. ?/ h1 M: M. B7 P
请问大侠能否实现呢?感谢!
" E: M% l& k8 D/ o/ x/ A+ C' @/ W+ _

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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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 楼主| 发表于 2018-6-1 08:58 | 只看该作者
ABCDJ 发表于 2018-5-31 20:28
) P* K; F1 Y7 h: Y* g1 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U ...

4 o7 V& f. z( c4 `感谢回复,现在我已经理解清楚这个顺序了。手机确实作为Host, j8 ?% l$ ~" m' Z+ s" [1 t" T7 j
D-的上拉电阻确实是告诉了手机有个低速设备插入。) u8 T9 v. X) l* [" E
D+/D-由于不会同手机USB通信 因此可以说我的Device不是标准的USB外设,仅仅是从手机USB供电
0 c0 F' h' F/ T' b( h( h0 `现在可以确保硬件连接上是没有问题的,只是没有通信!% y; H7 C6 L) z0 k$ m: ?

+ M+ z+ L- D7 G) T5 r; R问题是:代码如何实现这个识别过程呢?, C* y0 e2 ^! p) E; I' e
附:一个参考代码 https://blog.csdn.net/chy555chy/article/details/523508104 L/ U0 d5 H2 e# ]0 p; v7 e
目前还是没有搞定。6 p& m* C+ M+ `+ I& h7 g3 D+ y
我插入普通USB数据线,都可以观测到ACTION_USB_STATE =connectd 状态变化,但是连接我自己的设备却没有任何反应!
+ H7 E8 l! r+ E. d

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发表于 2018-5-31 20:28 | 只看该作者
lukeluck 发表于 2018-5-29 08:414 f( F$ X" @- a, n8 u4 r5 N
那看来这个过程还挺复杂的,现在我的做法是:3 I9 N! Y/ h, U, K1 u5 y( `
1 设备测ID接地,则设备作为Host工作,目的仅仅只是为了从 ...
3 I9 J0 j2 m. ~6 U+ E' M
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;% A1 c2 c* b/ }7 x; f5 g$ E9 [- ]- J
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。--这个电阻目的是告诉手机有设备插入了,且是一个低速设备;' ~) ]' r. I0 e7 p% B! e
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);--这样,手机能识别到了;
  R9 H! g8 ^% J( y2 y# b1 l

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感谢回复,现在我已经理解清楚这个顺序了。手机确实作为Host D-的上拉电阻确实是告诉了手机有个低速设备插入。 D+/D-由于不会同手机USB通信 因此可以说我的Device不是标准的USB外设,仅仅是从手机USB供电 现在可  详情 回复 发表于 2018-6-1 08:58

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发表于 2018-5-30 16:22 | 只看该作者
lukeluck 发表于 2018-5-30 09:57, F3 X4 u5 \: M0 a1 Z; m
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
: m' o9 w8 d. E( N2 V% A3 e) x. j现在我如果接1.5k上拉只5V ...
0 ]3 }1 M. P' o% a1 T
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稍微了解一些。要我debug硬件的话可能会搞个Low Speed的设备接到电脑上先测下设备能正确识别时候的波形,再对比接到手机上测试一下是哪里出了问题,或者看下USB1.1的Spec了解下LS设备到地是怎么识别的。
4 ~+ ~& e$ [: O- n$ T0 q& J/ U5 m- j( [$ l% _0 w0 d

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下雨天睡觉 发表于 2018-5-29 22:28
% H; N8 T4 a: A$ eUSB2.0 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 ...

4 N2 Q" ~; x+ Z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
- B+ o6 @2 p: ?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。6 x0 V: |/ [4 \& c! N7 W9 K9 B
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?+ Z1 k( `6 v; ?4 |

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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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下雨天睡觉 发表于 2018-5-29 17:52
4 ?1 p* E) J( i6 A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 ...

4 n! a" k: P  P我的接口是MicroUSB接口,D-通过1.5k电阻上拉至5V
  N  z2 M7 {, W" {2 O6 J

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。

6 {+ i- f/ f1 v; r0 l

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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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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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MARK

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