干货 | OTG硬件检测电路

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@小白创作中心

干货 | OTG硬件检测电路

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https://www.bilibili.com/opus/970923463779811348

OTG（On The Go）技术允许设备在主机和设备两种角色间自动切换，是嵌入式系统开发中的重要技术。本文详细介绍了OTG接口的工作原理，以及如何通过硬件电路实现OTG功能，特别适合对硬件设计和嵌入式系统开发感兴趣的读者。

OTG 接口与转换器

OTG 是"On The Go"的英文缩写，可以理解为“安上即可用”。USB 传输是主从结构，一切 USB 传输都由 Host 发起。在开发板上可以插入 U 盘，这时开发板作为 USB Host。开发板要跟 PC 通信，开发板就要作为 USB Device。开发板要作为 USB Host、USB Device 两种角色，可以使用 OTG 插口：它可以根据硬件电路自动识别自己的角色，切换为 USB Host 或 USB Deivce。

OTG 插口有多种形态，常用的有 Micro USB、Type C，如下：

Micro USB

对于 Micro USB 插座，它有 5 条引脚：

引脚作用如下表所示：
开发板作为 USB Device 时，跟 PC 上的 USB 相连，PC 的 USB 接口只有 VBUS、DM、DP、GND，所以开发板的 ID 引脚跟 PC 的 USB 口并无连接，它被板子上的上拉电阻拉高。
开发板作为 USB Host 时，需要接入一个"OTG 转换器"，再连接 U 盘。如下图黑色的转换器：

OTG 转换器的内部电路很简单，就是把 ID 引脚拉低：
这个转换器插入开发板的 OTG 口之后，OTG 口上的 ID 引脚就被拉低，软件把开发板转换为 USB Host。

Type C

Type C 插座里面有两组完全一样的信号，Type C 数据线无论正插、反插，都可以使用：
Type C 插座有如下信号，在 USB2.0 协议里我们只关心红框里的信号：
开发板作为 USB Device 时，跟 PC 上的 USB 相连，PC 的 USB 接口只有 VBUS、DM、DP、GND，所以开发板的 CC1、CC2 引脚跟 PC 的 USB 口并无连接，它被板子上的上拉电阻拉高。
开发板作为 USB Host 时，需要接入一个"OTG 转换器"，如下图黑色的转换器：
如果不考虑兼容 USB 3.0 协议，上述转换器的电路图很简单，把 Type C 插头里面的 CC 引脚连接 5.1K 欧姆电阻到 GND 即可。如下图所示：

OTG 接口电路

开发板上的 OTG 接口需要实现两个功能：

检测 ID 引脚(使用 Type C 接口的话是 CC1、CC2 引脚)，引入主控芯片：软件根据它设置 USB 控制器的角色(Host 或 Device)
根据 ID 引脚(或者 CC1、CC2)决定 VBUS 是否输出电源：硬件电路自动实现，或者加入专用芯片

Micro USB

当 USB_OTG1_ID 高电平时，说明 ID 引脚被板子的上拉电阻拉高，没有被拉低。这时候 AO3416 导通，EN 引脚不使能。这样 SY6280AAAC 就不会对外供电，USB_OTG1_VBUS 就没有电压。
当 USB_OTG1_ID 低电平时，说明 ID 引脚被拉低，这时候 AO3416 截至，EN 引脚使能，SY6280AAAC 对外供电，USB_OTG1_VBUS 有电压，开发板作为 USB Host 对外供电。