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      詳解智能手機USB和SIM卡接口電路運行原理
      來源:本站整理  作者:佚名  2016-01-03 09:57:42

          智能手機的接口電路位于智能手機的主電路板中或與主電路相連,由于各品牌型號的智能手機電路板設計不同,這些功能電路的位置也不相同。
          一、USB接口電路由哪些元件組成
          USB(Universal Serial Bus)的中文含義是通用串行總線,它是連接計算機系統與外部設備的一種串口總線標準,也是一種輸入輸出接口的技術規范,被廣泛地應用于個入電腦和移動設備等信息通信產品中。USB接口的特點是:速度快、兼容性好、不占中斷、可以串接、支持熱插拔等。
          智能手機USB接口電路的功能主要是負責手機與計算機等設備間的數據傳輸及通過USB接口給手機充電。從組成結構上來看,智能手機USB接口電路主要由基帶處理器、USB控制芯片、USB接口、干擾脈沖吸收電路組成。如圖1所示為智能手機USB接口電路組成圖。


          二、USB接口電路工作原理
          目前智能手機廣泛使用的USB接口是MINI USB接口和Micro USB接口。Micro USB接口比標準USB接口和MINI USB接口更小,節省空間,而且使用一個Micro USB接口即可進行充電、音頻及數據連接。如圖2所示為智能手機USB接口電路。

          圖2中,USB接口的2、3引腳(D-、D+)為數據信號引腳;1引腳(VBUS)為USB外部供電電源,電壓為5V左右;4引腳(ID)為USB檢測信號。
          芯片D3300為USB接口控制芯片,它可實現USB接口與并行I/O接口之間數據的雙向轉換。一方面,當USB收發器從主機接收USB串行數據后,由USB接口控制芯片將數據轉換成并行數據,然后通過并行數據線DATA0~DATA7發送到處理器;另一方面當USB接口控制芯片通過DATA0~DATA7接收到并行數據時,將并行數據轉換成USB串行數據,再通過USB收發器傳送到主機。
          USB接口電路中數據線路的抗干擾電路Z3300的作用是:在數據傳輸時起到緩沖的作用(抗干擾)。而數據線路中連接的電感Z3301起濾波的作用,可改善數據傳輸質量。
          F3300為保險電阻,可以在出現短路情況時,自動升高內部電阻,起到保護的作用,而在故障排除后又會自動恢復到低電阻狀態繼續工作。
          智能手機USB接口電路的工作原理如下:
          當智能手機通過USB線與電腦連接時,外部5V供電電壓通過VBUS引腳加至手機,充電信號觸發手機進入充電開機方式;同時ID信號電壓將由低電平跳變到高電平,此信號被N2200檢測到后,即認為智能手機與計算機等設備連接。當智能手機被識別后,來自計算機等設備的信號及數據,經USB數據線、USB接口控制芯片X3300的D+、D-引腳送入電路中,經接口電路中的USB接口電路處理后,送到處理器中,再經識別處理后,送往相關電路中,進行存儲或輸出顯示。
          當智能手機向外輸出數據時,由微處理器電路向相關電路調用數據信息進行處理后,送入USB接口控制芯片中,經USB接口電路內部進行處理后,由DP、DM端輸出,最后經USB接口向外發送數據信息。
          三、SIM卡接口電路由哪些元件組成
           手機SIM卡也叫用戶識別卡,它實際上是一張內含大規模集成電路的智能卡片,用來登記用戶的重要數據和信息。SIM卡最重要的一項功能是進行鑒權和加密。當用戶移動到新的區域撥打或接聽電話時,交換機都要對用戶進行鑒權,以確定是否為合法用戶。這時,SIM卡和交換機同時利用鑒權算法,對鑒權密鑰和8位隨機數字進行計算,計算結果相同的,SIM卡被承認,否則SIM卡被拒絕,用戶無法進行呼叫。SIM卡還可利用加密算法,對話音進行加密,防止竊聽。
          智能手機的SIM卡接口電路主要用來連接SIM卡,使SIM卡在話機開啟時能正常讀寫信息等。
          從組成結構上來看,智能手機SIM卡接口電路主要由基帶處理器、SIM卡數據處理電路、SIM卡接口等組成。如圖3所示為智能手機SIM卡接口電路組成圖。

          四、SIM卡接口電路工作原理
          如圖4所示為智能手機SIM卡電路圖,X2700為SIM卡插座,N2200為電源控制芯片,用于控制SIM卡,一般手機的SIM卡信號都是由電源控制芯片放大后輸出的,而電源控制芯片的信號又由微處理器通過電源控制芯片向SIM卡發送控制信號。

          在N2200與SIM卡插座連接的引腳中,VSIM引腳為SIM卡的供電引腳。SIM卡的供電有幾種:5V、3V、1.8V、1.2V等。供電直接由電源控制芯片提供。
          SIMCLKC引腳為SIM卡的時鐘引腳,SIM卡的時鐘一般采用兩種,一種是采用3.25NlHz作為基準時鐘,一種是采用1.083MHz。
          SIMDAC引腳為SIM卡的數據引腳,它是與手機進行SIM卡內部的信息傳輸的通信線,此線路在手機之中故障率最高。
           SIMRSTC引腳為SIM卡的工作復位信號引腳,是用來對SIM卡內部處理器進行復位的。
           SIMDEX引腳為SIM卡信號檢測腳。
           在開機過程中VSIM供電通過SIM卡接口由微處理器檢測SIM卡,如沒有檢測到卡,軟件很快將VSIM關閉。也就是說,在不插卡的狀態下,僅能在開機的瞬間可測試到供電電壓;而在插卡開機的狀態下,此供電電壓將一直存在。
           SIM卡的9引腳為開關檢測腳,經過電阻82700后接VOUT2.5V電壓,在未插入SIM卡時,該引腳為高電平;當插入SIM卡后,9引腳信號被拉低,經反相器D2700后,加到電源控制芯片N2200的F9引腳,N2200檢測到SIM卡被安裝在智能手機上,啟動電源控制芯片N2200內的SIM卡接口電路。
          電源控制芯片N2200內的SIM卡接口電路被啟動后,由N2200的H11引腳輸出復位信號到SIM卡接口的2引腳,使SIM卡內部電路復位。開機后,通過SIM卡接口X2700的7引腳總線數據端,讀取SIM卡中的信息,該信息再經電源控制芯片處理后,送往處理器電路。

      關鍵詞:智能手機

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