USB-OTG技术详解：原理、检测与应用
USB-OTG技术详解：原理、检测与应用
USB-OTG（On-The-Go）是一种USB标准，它允许USB设备在主机模式和设备模式之间切换，以便在需要时充当主机或设备。本文将详细介绍OTG的原理、检测机制和应用场景。
前言
在传统的USB连接中，一个设备通常充当主机，而其他设备则充当从设备。主机设备负责控制数据传输和供电，而从设备则被动地响应主机的指令。手机连接PC之后便会充当USB从机，这时候PC就可以直接操作手机中的文件。
图1：传统USB连接示意图
OTG介绍
随着智能机时代的兴起，用户对设备间数据交换的需求日益增长。USB标准化组织在2001年12月18日公布的OTG技术，使得设备可以随时连接各种设备，进行数据的交换与传输。
OTG（On-The-Go）是一种USB标准，它允许USB设备在主机模式和设备模式之间切换，以便在需要时充当主机或设备。
在OTG协议中，设备可以根据需要在主机模式和设备模式之间切换。这意味着一个设备可以在一段时间内充当主机，控制其他设备，并在另一段时间内充当从设备，响应其他设备的指令。手机就是我们日常生活中最容易见到的OTG设备。
需要注意，使用OTG功能设备硬件和驱动程序都需要支持OTG标准。此外，操作系统和应用程序也需要相应地支持OTG功能。
OTG检测
在OTG中定义了一种新的接口——微型AB插座（mini-AB receptacle）以及微型A插头（mi-ni-A plug）和微型B插头（mini-B plug）。在微型AB插座、微型A插头和微型B插头中增加了1个引脚USB_ID 引脚。
当OTG设备插入主设备时，主设备会给OTG设备5V_USB供电，VBUS检测到上升沿，触发中断。这时OTG设备在中断中会对USB_ID进行状态检测，若检测结果为高电平，则OTG设备切换成device模式。
由于主设备是没有USB_ID的引脚的（或者浮空），所以OTG设备在接入主机时USB_ID便处于上拉输入的浮空状态中，也就是高电平。
当从设备插入OTG设备时。OTG设备会检测到USB_ID的下降沿，此时OTG设备会切换到host模式，并且开启VBUS电压输出给从设备供电。
一般情况下OTG连接器中micro USB的第4脚是直接连到GND的。说以只要有从设备接入，USB_ID就会被拉低。
OTG应用
OTG的灵活性和可扩展性使得它在移动设备和嵌入式系统中得到广泛应用，为用户提供更多的连接和交互选择。其主要的应用如下所述：
连接存储设备
OTG允许设备连接外部存储设备，如U盘、读卡器和硬盘。通过将OTG设备连接到主机设备，用户可以直接访问存储设备中的文件，方便地进行文件传输和共享。
图2：OTG连接存储设备示意图
连接采集设备
OTG支持连接各种外部采集设备，如鼠标、键盘、手柄、相机麦克风等。通过将这些设备连接到OTG设备，用户可以在移动设备上实现更方便的输入和控制，提升用户体验。
图3：OTG连接采集设备示意图
对外直接供电
OTG设备可以为其他USB接口设备提供直接供电。例如，通过将OTG设备连接到USB小风扇、USB台灯或MP4等设备，可以为它们提供电源，使它们可以在没有独立电源的情况下正常工作。
图4：OTG对外供电示意图
本文仅作为学习笔记，其中存在大量个人理解。文中所述不一定是完全正确的，可能有的地方理解有误。如果发现错误，欢迎在评论区指出，以便共同学习和进步。