USB 2.0接口提供充電和多種信號(hào)連接

　　隨著社會(huì)的發(fā)展，人們對(duì)手機(jī)需要也越來(lái)越打。各個(gè)廠商也蜂擁推出自己的手機(jī)型號(hào)。但各個(gè)廠商都有自己的標(biāo)準(zhǔn)并沒(méi)有使用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，這造成嚴(yán)重的資源浪費(fèi)。

　　手機(jī)充電接口的標(biāo)準(zhǔn)和統(tǒng)一

　　為了環(huán)保和減少電子垃圾，政府部門(mén)和各種組織一直在推動(dòng)手機(jī)充電接口的統(tǒng)一。2004年6月包括沃達(dá)豐、Orange、T-Mobile、O2、西班牙的Telefonica、意大利電信（TelecomItaliaMobile）和日本的NTT DoCoMo等全球主要移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商，以及諾基亞、三星、摩托羅拉、索尼愛(ài)立信和LG等主要手機(jī)廠商成立了開(kāi)放移動(dòng)終端平臺(tái)（OpenMobileTerminalPlatform,OMTP）組織。2007年9月，OMTP公布了全球統(tǒng)一的手機(jī)充電器接口標(biāo)準(zhǔn)為Micro USB，新的Micro USB規(guī)范支持手機(jī)等移動(dòng)設(shè)備上的USB技術(shù)，并且為今后更小、更緊湊的便攜設(shè)備做好了準(zhǔn)備。手機(jī)、MP4、數(shù)碼相機(jī)等各種便攜設(shè)備可以在不經(jīng)PC中轉(zhuǎn)的情況下進(jìn)行互聯(lián)、通信。 日后這幾家廠商所生產(chǎn)的手機(jī)將致力于采用Micro USB標(biāo)準(zhǔn)，努力使其成為未來(lái)手機(jī)的統(tǒng)一充電接口，Micro USB接口的使用使得一個(gè)接口即可進(jìn)行充電、音頻及數(shù)據(jù)連接。

　　另外，美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（ANSI）制定過(guò)USB接口的車(chē)載設(shè)備標(biāo)準(zhǔn) USB Carkit Specification，其中有車(chē)載充電器的定義。USB組織也制定了輸出電流高達(dá)1.5A的USB-Host/Hub充電器標(biāo)準(zhǔn)，使USB從設(shè)備與主機(jī)經(jīng)過(guò)識(shí)別后，能從USB口中得到更大的充電電流。表 1給出了市場(chǎng)上已經(jīng)存在的幾種標(biāo)準(zhǔn)充電器的定義和各信號(hào)線上的狀態(tài)。從以上的標(biāo)準(zhǔn)中可以看到，Micro-USB已經(jīng)成為事實(shí)上的充電器接口。

　　表 1. 幾種充電器的各條引線定義

　　Micro-USB接口進(jìn)一步統(tǒng)一其他信號(hào)連接

　　Micro USB是USB 2.0標(biāo)準(zhǔn)的一個(gè)便攜版本，比目前部分手機(jī)使用的Mini USB接口更小，Micro-USB是Mini-USB的下一代規(guī)格，由USB標(biāo)準(zhǔn)化組織美國(guó)USB Implementers Forum（USB-IF）于2007年1月4日制定完成。Micro-USB 支持OTG，和Mini-USB一樣，也是5pin的。Micro系列的定義包括標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備使用的Micro-B系列插槽；OTG設(shè)備使用的Micro-AB插槽；Micro-A和Micro-B插頭，還有線纜。Micro系列的獨(dú)特之處是他們包含了不銹鋼外殼，萬(wàn)次插拔不成問(wèn)題。

　　除了充電接口，手機(jī)上還有音頻輸出，USB數(shù)據(jù)連接，通用異步收發(fā)接口，甚至視頻輸出。所有的信號(hào)連接都需要連接器。在手機(jī)設(shè)計(jì)追求更薄，元器件更小、密度更高的要求下，連接器的體積，占用的電路板面積，以及成本愈來(lái)愈變成一個(gè)負(fù)擔(dān)。在Mini-USB作為手機(jī)USB接口的時(shí)候，人們開(kāi)始采用10個(gè)腳的Mini-USB兼容連接器來(lái)同時(shí)支持充電、USB、音頻和UART連接。但是，在強(qiáng)制要求采用Micro-USB作為接口后，Micro-USB連接器的結(jié)構(gòu)不允許其中再放入額外需要的腳位。利用模擬開(kāi)關(guān)來(lái)復(fù)用Micro-USB的5個(gè)腳位的解決方案就應(yīng)運(yùn)而生。在模擬開(kāi)關(guān)復(fù)用Micro-USB插座以前，手機(jī)必須知道連上的附件是什么類(lèi)型，是一個(gè)充電器呢，還是一個(gè)耳麥？即使是一個(gè)充電器，還要區(qū)分是可以支持大電流充電的手機(jī)專(zhuān)用充電器還是只有500mA供電能力的普通USB口。

　　FSL的創(chuàng)新解決方案使Micro-USB接口成為手機(jī)的統(tǒng)一接口

　　飛思卡爾順應(yīng)發(fā)展的潮流，推出了創(chuàng)新性的解決方案—Micro-USB接口器件MC34825。所有的手機(jī)附件通過(guò)使用一根與Micro-USB接口配合的5芯線與手機(jī)連接。MC34825 根據(jù)ID線與地之間的電阻的大小，DP線與DM線之間的關(guān)系，VBUS線有沒(méi)有電壓，來(lái)識(shí)別插入的手機(jī)附件類(lèi)型。MC34825內(nèi)部有一個(gè)5bit的ADC，可以區(qū)分32級(jí)ID電阻。其內(nèi)部有一個(gè)模擬開(kāi)關(guān)陣列，分別可以把USB信號(hào)、UART信號(hào)或音頻輸出信號(hào)連接到Micro-USB接口的D+/D-腳上，把從Micro-USB接口上VBUS腳上的電源輸入連接到手機(jī)的充電控制芯片，或者把麥克風(fēng)輸入連接到音頻處理芯片。

　　圖 1是MC34825的典型應(yīng)用電路。MC34825支持目前各類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)中所定義的充電器，USB數(shù)據(jù)線，UART數(shù)據(jù)線和立體聲耳麥的連接。外部電路簡(jiǎn)單，音頻通路支持負(fù)電壓信號(hào)，可以直接通過(guò)正負(fù)電平的耳機(jī)音頻信號(hào)。USB通路支持480Mbps USB2.0高速信號(hào)。

　　當(dāng)插入充電器時(shí)，電源輸入通過(guò)VBUS后從OUT輸出給手機(jī)里的鋰電池充電控制芯片或電源管理芯片。MC34825的VBUS輸入具有28V的耐壓性能，手機(jī)里可以省略額外的過(guò)壓保護(hù)電路。ISET引腳可由手機(jī)處理器控制輸出高阻或低阻，來(lái)配合充電控制電路來(lái)設(shè)定大小充電電流。

　　當(dāng)插入耳麥時(shí)，麥克風(fēng)信號(hào)也從VBUS輸入，從MIC輸出到麥克風(fēng)前置放大器。OUT腳內(nèi)部被下拉到地，杜絕了從OUT腳耦合噪音干擾麥克風(fēng)信號(hào)。

　　圖 1. MC34825的典型接口應(yīng)用電路