專利名稱：基于usb主設備的裝置及節(jié)電方法
技術領域：
本發(fā)明屬于計算機技術領域，具體涉及ー種可以降低USB主設備能耗的基于USB主設備的裝置及節(jié)電方法。
背景技術：
目前，移動存儲技術隨著人們生活的不斷提高，USB設備的應用越來越廣。USB設備分為主設備(HOST)和從設備(SLAVE)，而處于核心地位的是主設備，任何一次USB的數(shù)據(jù)傳輸都必須由主設備發(fā)起和控制，所有的USB外設只能和主設備建立連接。傳統(tǒng)扮演USB主設備的角色只限于PC，即USB外設只能通過PC來進行相互的文件和數(shù)據(jù)交換。而隨著嵌入式USB主設備的研究與發(fā)展，使得USB主設備的角色不僅限于PC，具有主機功能的USB設備應運而生。但脫離PC機的USB主設備仍需給外設供電，而USB主設備電源是通過電池來維持的。電池供電與傳統(tǒng)的PC上的USB主設備供電相比，容量有限。此外，隨著節(jié)約型 社會的發(fā)展，大規(guī)模的設備節(jié)能改造正在進行，對于應用廣泛的由電池供電的USB主設備也需進行節(jié)電控制。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是為解決基于電池供電的USB主設備中的USB協(xié)議芯片和LDO芯片能耗問題，而提供一種基于USB主設備的裝置及節(jié)電方法，能夠準確及時地進行節(jié)能切換，結構簡單，十分有用。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的
一種基于USB主設備的節(jié)電裝置，包括3. 3V電源、電壓轉換模塊、USB協(xié)議芯片、控制模塊、USB接口和開關，其特征在于，
3. 3V電源，用于為控制模塊、USB協(xié)議芯片和電壓轉換模塊供電3. 3V ；
電壓轉換模塊，用于將電源供給的3. 3V電壓轉換為5V，為插入USB接ロ的USB從設備供電；
開關，設置在電源與USB協(xié)議芯片之間以及電源與電壓轉換模塊之間；
控制模塊，判斷在USB接ロ處是否有USB從設備插入或有USB從設備拔出，當沒有USB從設備插入或USB從設備拔出時，控制開關斷開，電源不向USB協(xié)議芯片和電壓轉換模塊供電；當判斷USB接口上有從設備插入時，控制開關閉合，電源為USB協(xié)議芯片和電壓轉換模塊供電，電壓轉換模塊將電源所供3. 3V轉為5V，為USB接ロ的從設備供電，保證USB主設備和USB從設備的正常工作。所述控制模塊包括主控制器和常開點，其中主控制器控制USB接口和開關；在USB接ロ的地線(GND)與主控制器之間建立一條電路，中間設置一個常開點，在無USB從設備插入?yún)迹琔SB接ロ的GND與主控制器之間的常開點斷開，USB主控制器控制開關斷開；當USB接口上有從設備插入?yún)迹琔SB接ロ的GND與主控制器之間的常開點閉合，主控制器接收到低電平信號，主控制器控制開關閉合；當USB從設備從USB接ロ拔出吋，USB接ロ的GND與主控制器之間的常開點斷開，主控制器收到高電平信號，主控制器控制開關斷開。所述電壓轉換模塊采用低壓差線性穩(wěn)壓器LDO芯片實現(xiàn)。一種基于USB主設備的節(jié)電方法，其特征在于，包括
第一，判斷在USB接ロ處是否有USB從設備插入或有USB從設備拔出；；
第二，當沒有USB從設備插入或USB從設備拔出時，控制開關斷開，電源不向USB協(xié)議芯片和電壓轉換模塊供電；
第三，當判斷USB接口上有從設備插入時，控制開關閉合，電源為USB協(xié)議芯片和電壓轉換模塊供電，電壓轉換模塊將電源所供3. 3V轉為5V，為USB接ロ的從設備供電，保證USB主設備和USB從設備的正常工作。 判斷在USB接ロ處是否有USB從設備插入或有USB從設備拔出包括以下步驟 步驟I. 1，在USB接ロ的地線(GND)與控制模塊的主控制器之間建立一條電路，中間設
置一個常開點，在無USB從設備插入時，USB接ロ的GND與主控制器之間的常開點斷開，USB主控制器控制開關斷開；
步驟I. 2，當USB接口上有從設備插入時，USB接ロ的GND與主控制器之間的常開點閉合，主控制器接收到低電平信號，主控制器控制開關閉合；
步驟I. 3，當USB從設備從USB接ロ拔出時，USB接ロ的GND與主控制器之間的常開點斷開，主控制器收到高電平信號，主控制器控制開關斷開。本發(fā)明的特點及積極效果如下通過在電源與USB協(xié)議芯片之間以及電源與電壓轉換模塊之間設置開關，在USB從設備未插入?yún)?，USB協(xié)議芯片、電壓轉換模塊均不耗電。通過在USB接ロ的地線與USB控制器的I/O之間建立一條電路并設置常開點，檢測USB從設備的插入與拔出，并通過USB主控制器控制開關的連接與斷開，保證主從設備的正常運行，且在從設備拔出時，停止向USB協(xié)議芯片、電壓轉換模塊供電。其特色在于它避免了在USB從設備未插入或者拔出后，USB協(xié)議芯片、電壓轉換模塊的耗能，提高了主設備電池的使用時間。相對于傳統(tǒng)依靠電池供電USB主設備的模型更節(jié)能、更方便。


圖I是傳統(tǒng)USB主設備的結構圖。圖2是基于USB主設備的節(jié)電結構圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發(fā)明進ー步說明。一種基于USB主設備的節(jié)電裝置，包括3. 3V電源I、電壓轉換模塊4、USB協(xié)議芯片3、控制模塊、USB接ロ 5和開關6，其中控制模塊包括主控制器2和常開點7，其特征在于，
3.3V電源I，用于為控制模塊、USB協(xié)議芯片和電壓轉換模塊供電3. 3V ；
電壓轉換模塊4，用于將電源供給的3. 3V電壓轉換為5V，為插入USB接ロ的USB從設備供電；所述電壓轉換模塊采用LDO (低壓差線性穩(wěn)壓器)芯片實現(xiàn)；
開關6，設置在電源與USB協(xié)議芯片之間以及電源與電壓轉換模塊之間；
控制模塊，用于判斷在USB接ロ 5處是否有USB從設備插入或有USB從設備拔出，當沒有USB從設備插入或USB從設備拔出時，控制開關6斷開，電源I不向USB協(xié)議芯片3和電壓轉換模塊4供電；當判斷USB接ロ 5上有從設備插入時，控制開關6閉合，電源I為USB協(xié)議芯片3和電壓轉換模塊4供電，電壓轉換模塊4將電源I所供3. 3V轉為5V，為USB接ロ 5的從設備供電，保證USB主設備和USB從設備的正常工作。所述控制模塊包括主控制器2和常開點7，其中主控制器控制USB接ロ 5和開關6 ;在USB接ロ 5的地線(GND)與主控制器2之間建立一條電路8，中間設置一個常開點7，在無USB從設備插入時，USB接ロ 5的GND與主控制器2之間的常開點7斷開，USB主控制器控制開關6斷開；當USB接ロ 5上有從設備插入時，USB接ロ 5的GND與主控制器2之間的常開點7閉合，主控制器2接收到低電平信號，主控制器2控制開關6閉合；當USB從設備從USB接ロ 5拔出時，USB接ロ 5的GND與主控制器2之間的常開點7斷開，主控制器2收到高電平信號，主控制器2控制開關斷開。一種基于USB主設備的節(jié)電方法，其特征在于，包括
第一，判斷在USB接ロ 5處是否有USB從設備插入或有USB從設備拔出；；
第二，當沒有USB從設備插入或USB從設備拔出時，控制開關6斷開，電源不向USB協(xié)議芯片3和電壓轉換模塊4供電；
第三，當判斷USB接ロ 5上有從設備插入時，控制開關6閉合，電源I為USB協(xié)議芯片3和電壓轉換模塊4供電，電壓轉換模塊4將電源所供3. 3V轉為5V，為USB接ロ 5的從設備供電，保證USB主設備和USB從設備的正常工作。判斷在USB接ロ 5處是否有USB從設備插入或有USB從設備拔出包括以下步驟 步驟I. 1，在USB接ロ 5的地線(GND)與控制模塊的主控制器2之間建立一條電路，中
間設置一個常開點7，在無USB從設備插入時，USB接ロ 5的GND與主控制器2之間的常開點7斷開，USB主控制器2控制開關6斷開；
步驟I. 2，當USB接ロ 5上有從設備插入時，USB接ロ 5的GND與主控制器2之間的常開點7閉合，主控制器2接收到低電平信號，主控制器2控制開關閉合；
步驟I. 3，當USB從設備從USB接ロ 5拔出時，USB接ロ 5的GND與主控制器2之間的常開點7斷開，主控制器2收到高電平信號，主控制器2控制開關6斷開。綜上所述，通過在電源與USB協(xié)議芯片之間以及電源與電壓轉換模塊之間設置開關，在USB從設備未插入?yún)?，USB協(xié)議芯片、電壓轉換模塊均不耗電。通過在USB接ロ的地線與USB控制器的I/O之間建立一條電路并設置常開點，檢測USB從設備的插入與拔出，并通過USB主控制器控制開關的連接與斷開，保證主從設備的正常運行，且在從設備拔出吋，停止向USB協(xié)議芯片、電壓轉換模塊供電。其特色在于它避免了在USB從設備未插入或者拔出后，USB協(xié)議芯片、電壓轉換模塊的耗能，提高了主設備電池的使用時間。相對于傳統(tǒng)依靠電池供電USB主設備的模型更節(jié)能、更方便。
權利要求
1.一種基于USB主設備的節(jié)電裝置，包括3. 3V電源、電壓轉換模塊、USB協(xié)議芯片、控制模塊、USB接口和開關，其特征在于， 3. 3V電源，用于為控制模塊、USB協(xié)議芯片和電壓轉換模塊供電3. 3V ； 電壓轉換模塊，用于將電源供給的3. 3V電壓轉換為5V，為插入USB接ロ的USB從設備供電； 開關，設置在電源與USB協(xié)議芯片之間以及電源與電壓轉換模塊之間； 控制模塊，判斷在USB接ロ處是否有USB從設備插入或有USB從設備拔出，當沒有USB從設備插入或USB從設備拔出時，控制開關斷開，電源不向USB協(xié)議芯片和電壓轉換模塊供電；當判斷USB接口上有從設備插入時，控制開關閉合，電源為USB協(xié)議芯片和電壓轉換模塊供電，電壓轉換模塊將電源所供3. 3V轉為5V，為USB接ロ的從設備供電，保證USB主設備和USB從設備的正常工作。
2.根據(jù)權利要求I所述的基于USB主設備的節(jié)電裝置，其特征在于，所述控制模塊，包括主控制器和常開點，其中主控制器控制USB接口和開關；在USB接ロ的地線(GND)與主控制器之間建立一條電路，中間設置一個常開點，在無USB從設備插入時，USB接ロ的GND與主控制器之間的常開點斷開，USB主控制器控制開關斷開；當USB接口上有從設備插入?yún)迹琔SB接ロ的GND與主控制器之間的常開點閉合，主控制器接收到低電平信號，主控制器控制開關閉合；當USB從設備從USB接ロ拔出吋，USB接ロ的GND與主控制器之間的常開點斷開，主控制器收到高電平信號，主控制器控制開關斷開。
3.根據(jù)權利要求I所述的基于USB主設備的節(jié)電裝置，其特征在于，所述電壓轉換模塊采用低壓差線性穩(wěn)壓器LDO芯片實現(xiàn)。
4.一種基于USB主設備的節(jié)電方法，其特征在于，包括 判斷在USB接ロ處是否有USB從設備插入或有USB從設備拔出； 當沒有USB從設備插入或USB從設備拔出時，控制開關斷開，電源不向USB協(xié)議芯片和電壓轉換模塊供電； 當判斷USB接口上有從設備插入時，控制開關閉合，電源為USB協(xié)議芯片和電壓轉換模塊供電，電壓轉換模塊將電源所供3. 3V轉為5V，為USB接ロ的從設備供電，保證USB主設備和USB從設備的正常工作。
5.根據(jù)權利要求4所述的基于USB主設備的節(jié)電方法，其特征在于，所述判斷在USB接ロ處是否有USB從設備插入或有USB從設備拔出的步驟具體包括 在USB接ロ的地線(GND)與控制模塊的主控制器之間建立一條電路，中間設置ー個常開點，在無USB從設備插入時，USB接ロ的GND與主控制器之間的常開點斷開，USB主控制器控制開關斷開；當USB接口上有從設備插入?yún)?，USB接ロ的GND與主控制器之間的常開點閉合，主控制器接收到低電平信號，主控制器控制開關閉合；當USB從設備從USB接ロ拔出吋，USB接ロ的GND與主控制器之間的常開點斷開，主控制器收到高電平信號，主控制器控制開關斷開。
6.根據(jù)權利要求4所述的基于USB主設備的節(jié)電方法，其特征在于，所述電壓轉換模塊采用低壓差線性穩(wěn)壓器LDO芯片實現(xiàn)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種可降低USB主設備能耗的基于USB主設備的裝置及節(jié)電方法，節(jié)電裝置包括3.3V電源、電壓轉換模塊、USB協(xié)議芯片、控制模塊、USB接口和開關，所述控制模塊包括主控制器和常開點，其中主控制器控制USB接口和開關，用于判斷在USB接口處是否有USB從設備插入或有USB從設備拔出；當沒有USB從設備插入或USB從設備拔出時，控制開關斷開，電源不向USB協(xié)議芯片和電壓轉換模塊供電；當判斷USB接口上有從設備插入時，控制開關閉合，電源為USB協(xié)議芯片和電壓轉換模塊供電，解決了在USB從設備未插入或者拔出后，USB主設備的USB協(xié)議芯片、電壓轉換模塊的耗能問題，提高了主設備電池的使用時間。
文檔編號G06F1/32GK102866768SQ20121026311
公開日2013年1月9日 申請日期2012年7月27日 優(yōu)先權日2012年7月27日
發(fā)明者何駿, 劉熙胖, 梁松濤, 董建強, 趙國磊, 張魯國, 蘇慶會, 王曙光 申請人:鄭州信大捷安信息技術股份有限公司