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USB接口的光电隔离保护方案及其实现

作者:时间:2012-06-04来源:网络收藏

根据表1 ,光发射二极管将由“暗”变成为“全亮”。“全亮”的光通过光电耦合器传到对方电路(与本专利描述的一样)的光接收管。根据表2,对方电路的VP由“1” 变为“0”,VM 由“0”变为“1”。对方电路的VP由“1”变为“0”就是说这个VP产生了一个下降沿,从而触发了对方电路的IC7,使IC7的输出EN由“0”变为 “1”并且保持“1”大约1000us(然后又恢复为“0”)。对方电路的VM由“0”变为“1”从而使对方电路的信号由禁止发送(EN=“0”)变为禁止接收(EN=“1”)。此时对方电路的VP和VM可以通过对方电路的IC5和IC6传给对方电路的D+和D—,从而使上位机的信号在 1000us内通过光电耦合器传到对方电路(即:下位机)的D+ 和D —线上。在这1000us内可以过光电耦合器传输三种D+和D—状态: ①、 D+为“1”且D—为“0”(代表闲置状态以及数据“1”)②、 D+为“0”且D—为“1”(代表数据“0”)③、D+为“0”且D—为“0”(代表数据传输结束标志)。

这三种状态可以表达信号的所有状态(D+ 为“1”且D—为“1”的状态是禁止的)。前面已经描述了如何通过光强度的“暗”代表状态①、“全亮”代表状态②。而状态③恰好是通过光强度的“半亮”来表示,具体描述如下:当D+和D—处于状态 ③时, D+和D—都为“0”,IC1和IC2的输出为DOR=“0”,根据表1,此时光发射二极管的强度为“半亮”。“半亮”的光传输到对方电路的光接收管 IC12并且经过对方电路的比较器IC10和IC11,输出为H=“0”、L=“1”。根据表2,对方电路IC9个输出为VP=VM=“0”。而在单稳电路输出为“1”的1000us内正好将这个状态③传输给对方电路的D+和D—(均为“0”)。

在大约1000us的时间内,恰好上位机向下位机传输一帧USB数据完毕,并且等待下位机回传应答信号。1000us结束后,下位机的IC7的输出EN恢复为“0”,此时下位机的USB数据状态先变化。下位机的USB数据传输到上位机的过程与前面描述的上位机的USB数据传输到下位机的过程原理完全一样。

对于高速USB(480M),由于传输一帧数据的时间减少了,所以单稳电路的延时时间要相应减小。

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