USB接口的光電隔離保護方案及其實(shí)現

根據表1 ，光發(fā)射二極管將由“暗”變成為“全亮”。“全亮”的光通過(guò)光電耦合器傳到對方電路(與本專(zhuān)利描述的一樣)的光接收管。根據表2，對方電路的VP由“1” 變?yōu)?ldquo;0”，VM 由“0”變?yōu)?ldquo;1”。對方電路的VP由“1”變?yōu)?ldquo;0”就是說(shuō)這個(gè)VP產(chǎn)生了一個(gè)下降沿，從而觸發(fā)了對方電路的IC7，使IC7的輸出EN由“0”變?yōu)?“1”并且保持“1”大約1000us(然后又恢復為“0”)。對方電路的VM由“0”變?yōu)?ldquo;1”從而使對方電路的USB信號由禁止發(fā)送(EN=“0”)變?yōu)榻菇邮?EN=“1”)。此時(shí)對方電路的VP和VM可以通過(guò)對方電路的IC5和IC6傳給對方電路的D+和D—，從而使上位機的USB信號在 1000us內通過(guò)光電耦合器傳到對方電路(即：下位機)的D+ 和D —線(xiàn)上。在這1000us內可以過(guò)光電耦合器傳輸三種D+和D—狀態(tài)： ①、 D+為“1”且D—為“0”(代表閑置狀態(tài)以及數據“1”)②、 D+為“0”且D—為“1”(代表數據“0”)③、D+為“0”且D—為“0”(代表數據傳輸結束標志)。

這三種狀態(tài)可以表達USB信號的所有狀態(tài)(D+ 為“1”且D—為“1”的狀態(tài)是禁止的)。前面已經(jīng)描述了如何通過(guò)光強度的“暗”代表狀態(tài)①、“全亮”代表狀態(tài)②。而狀態(tài)③恰好是通過(guò)光強度的“半亮”來(lái)表示，具體描述如下：當D+和D—處于狀態(tài) ③時(shí)， D+和D—都為“0”，IC1和IC2的輸出為DOR=“0”，根據表1，此時(shí)光發(fā)射二極管的強度為“半亮”。“半亮”的光傳輸到對方電路的光接收管 IC12并且經(jīng)過(guò)對方電路的比較器IC10和IC11，輸出為H=“0”、L=“1”。根據表2，對方電路IC9個(gè)輸出為VP=VM=“0”。而在單穩電路輸出為“1”的1000us內正好將這個(gè)狀態(tài)③傳輸給對方電路的D+和D—(均為“0”)。

在大約1000us的時(shí)間內，恰好上位機向下位機傳輸一幀USB數據完畢，并且等待下位機回傳應答信號。1000us結束后，下位機的IC7的輸出EN恢復為“0”，此時(shí)下位機的USB數據狀態(tài)先變化。下位機的USB數據傳輸到上位機的過(guò)程與前面描述的上位機的USB數據傳輸到下位機的過(guò)程原理完全一樣。

對于高速USB(480M)，由于傳輸一幀數據的時(shí)間減少了，所以單穩電路的延時(shí)時(shí)間要相應減小。

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