CN101931674B - 一种共用Micro-USB接口的方法及装置 - Google Patents

一种共用Micro-USB接口的方法及装置 Download PDF

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本发明涉及移动设备领域，公开了一种共用Micro-USB接口的方法及装置。本发明所提供的共用Micro-USB接口的方法及装置，将耳机接口、USB数据传输接口，充电接口，手机软件下载更新的UART接口通过两个单刀三掷模拟开关及一些辅助电路的复用至一个5脚的Micro-USB接口上，可以在一个Micro-USB接口上实现耳机、USB数据传输，充电，手机软件下载更新功能，即耳机接口、USB数据传输接口，充电接口，手机软件下载更新的UART接口四合一，用一个尺寸很小的Micro-USB接口实现了四种复杂的功能，为手机节省了宝贵的空间，方便设计出更小型的手持终端并且结构简单，实现成本低。

Description

一种共用Micro-USB接口的方法及装置
技术领域
本发明涉及移动设备领域，尤其涉及的是一种UART下载线、耳机和USB共用Micro-USB（微型USB）接口的方法及装置。
背景技术
随着手机终端技术的不断发展，CPU速度的不断提高，手机上的应用越来越多，功能越来越复杂，应用在手机上外设的接口也越来越多，例如，手机需要耳机接口，USB数据传输接口，充电接口，手机软件下载更新的UART接口，但是现有技术的手机中这些接口都是分开设置在手机上，需要同时占用手机的不少空间，给手机的集成化和小型化带来限制，同时各个接口分开设置也不利于降低生产成本。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种共用Micro-USB接口的方法及装置，其将耳机接口、USB数据传输接口、充电接口、手机软件下载更新的UART接口（UART通道传输接口）集合在一个Micro-USB接口上实现，降低了制作成本，节省了接口空间，并且结构简单，实现容易。
本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：
一种共用Micro-USB接口的装置，包括设置在所述装置上的Micro-USB接口，其中，还包括接口检测模块、电子开关模块、UART数据收发模块、USB数据收发模块，耳机电路；
所述接口检测模块与所述Micro-USB接口连接，用于检测所述Micro-USB接口是否插入USB通道传输设备或UART通道传输设备或耳机，并产生相应的控制信号给所述电子开关模块；
所述电子开关模块分别与所述Micro-USB接口、接口检测模块连接，用于根据所述控制信号选择所述UART数据收发模块连接至所述Micro-USB接口，或选择所述USB数据收发模块连接至所述Micro-USB接口，或者选择所述耳机电路连接至所述Micro-USB接口。
所述共用Micro-USB接口的装置，其中，
当接口检测模块检测Micro-USB接口插入UART通道传输设备时，产生第一控制信号给电子开关模块，并控制所述电子开关模块选择所述UART数据收发模块连接至所述Micro-USB接口，以进入UART串口下载模式；
当接口检测模块检测Micro-USB接口插入USB通道传输设备时，产生第二控制信号给电子开关模块，并控制所述电子开关模块选择USB数据收发模块连接至Micro-USB接口，以进入USB数据传输模式和/或USB充电模式；
当接口检测模块检测Micro-USB接口插入耳机时，产生第三控制信号给电子开关模块，并控制所述电子开关模块选择耳机电路连接至所述Micro-USB接口，以进入耳机功能模式。
所述共用Micro-USB接口的装置，其中，所述接口检测模块包括第一接口检测单元和第二接口检测单元；
所述第一接口检测单元包括串联的第一电阻和第二电阻，所述第一电阻的其中一端与所述Micro-USB接口的V-BUS端连接，所述第一电阻的另一端通过第二电阻连接参考地；所述第一电阻和第二电阻连接的公共端连接至所述电子开关的第一控制端。
所述共用Micro-USB接口的装置，其中，
所述第二接口检测单元包括相互串联的第三电阻和第四电阻，所述第三电阻的其中一端连接至一中断信号产生端，所述第三电阻的另一端通过第四电阻连接工作电压；所述第三电阻和第四电阻连接的公共端连接至所述Micro-USB接口的ID端；
所述第二接口检测单元还包括一根据所述中断信号产生端的电平高低变化产生第二控制信号的信号输出端，所述信号输出端连接至所述电子开关的第二控制端。
所述共用Micro-USB接口的装置，其中，所述电子开关模块包括第一单刀三掷模拟开关和第二单刀三掷模拟开关；
所述第一单刀三掷模拟开关和第二单刀三掷模拟开关的两控制端分别并在一起连接至所述接口检测模块；
所述第一单刀三掷模拟开关的信号输入端连接至所述Micro-USB接口的D-端，其第一输出端连接至所述UART数据收发模块的UART_TXD端，其第二输出端连接至所述USB数据收发模块的USB_D-端，其第三输出端连接至所述耳机电路的MIC信号端。
所述共用Micro-USB接口的装置，其中，
所述第二单刀三掷模拟开关的信号输入端连接至所述Micro-USB接口的D+端，其第一输出端连接至所述UART数据收发模块的UART_RXD端，其第二输出端连接至所述USB数据收发模块的USB_D+端，第三输出端连接至所述耳机电路的右声道信号端。
所述共用Micro-USB接口的装置，其中，
所述耳机电路的左声道信号端连接至所述Micro-USB接口的ID端。
所述共用Micro-USB接口的装置，其中，所述第一电阻阻值为36K欧姆，所述第二电阻的阻值为24K欧姆；所述第三电阻阻值为1.5K欧姆，所述第四电阻的阻值为50K欧姆。
一种共用Micro-USB接口的方法，其中，包括步骤：
接口检测模块检测Micro-USB接口是否插入USB通道传输设备或UART通道传输设备或耳机，并产生相应的控制信号给电子开关模块；
电子开关模块根据所述控制信号选择UART数据收发模块连接至所述Micro-USB接口，或选择USB数据收发模块连接至所述Micro-USB接口，或者选择耳机电路连接至所述Micro-USB接口。
所述共用Micro-USB接口的方法，其中，其还包括：
当接口检测模块检测Micro-USB接口插入UART通道传输设备时，产生第一控制信号给电子开关模块，并控制所述电子开关模块选择所述UART数据收发模块连接至所述Micro-USB接口，以进入UART串口下载模式；
当接口检测模块检测Micro-USB接口插入USB通道传输设备时，产生第二控制信号给电子开关模块，并控制所述电子开关模块选择USB数据收发模块连接至Micro-USB接口，以进入USB数据传输模式和/或USB充电模式；
当接口检测模块检测Micro-USB接口插入耳机时，产生第三控制信号给电子开关模块，并控制所述电子开关模块选择耳机电路连接至所述Micro-USB接口，以进入耳机功能模式。
本发明所提供的共用Micro-USB接口的方法及装置，将耳机接口、USB数据传输接口、充电接口、手机软件下载更新的UART接口通过两个单刀三掷模拟开关及一些辅助电路巧妙的复用至一个5脚的Micro-USB接口上，可以在一个Micro-USB接口上实现USB数据传输，充电，手机软件下载更新功能，即耳机接口、充电器接口、USB数据传输接口、UART接口四合一，用一个尺寸很小的Micro-USB接口实现了四种复杂的功能，为手机节省了宝贵的空间，方便设计出更小型的手持终端并且结构简单，实现成本低。
附图说明
图1是本发明实施例提供的共用Micro-USB接口的装置原理结构框图；
图2是本发明实施例的UART和USB共用Micro-USB接口的装置一具体电路结构示意图；
图3是本发明实施例提供的共用Micro-USB接口的方法流程图。
具体实施方式
本发明提供了一种共用Micro-USB（微型USB）接口的方法及装置，为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例所提供的UART下载线、耳机和USB共用Micro-USB接口的装置，主要应用在手机中，如图1所示，包括设置在所述装置上的Micro-USB接口110，还包括接口检测模块130、电子开关模块120、UART数据收发模块140、USB数据收发模块150，耳机电路160；其中，所述UART数据收发模块140主要用于通过UART下载通道为手机提供程序下载升级等。其UART为通用异步收发（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter,UART），用于异步通信；该总线双向通信，可以实现全双工传输和接收。
所述USB数据收发模块150主要用于为手机USB数据传输进行收发，USB为通用串行总线（Universal　Serial  Bus,USB）。
如图1所示，所述接口检测模块130与所述Micro-USB接口110连接，用于检测所述Micro-USB接口110是否插入USB通道传输设备以进行USB数据传输，或插入UART通道传输设备以为手机提供串口下载数据传输，或插入耳机，并根据插入不同的接口设置产生相应的控制信号给所述电子开关模块120；
所述电子开关模块120分别与所述Micro-USB接口110、接口检测模块130连接，用于根据所述控制信号选择所述UART数据收发模块140连接至所述Micro-USB接口110，或选择所述USB数据收发模块150连接至所述Micro-USB接口110，或者选择所述耳机电路160连接至所述Micro-USB接口110。
本实施例中，如图1所示，当所述接口检测模块130检测所述Micro-USB接口110插入UART通道传输设备时，并产生第一控制信号给所述电子开关模块120，控制所述电子开关模块120选择所述UART数据收发模块140连接至所述Micro-USB接口，以进入UART串口下载模式。
当所述接口检测模块130检测所述Micro-USB接口110插入USB通道传输设备时，产生第二控制信号给所述电子开关模块120，并控制所述电子开关模块120选择所述USB数据收发模块150连接至所述Micro-USB接口110；以进入USB数据传输模式和/或USB充电模式。
当所述接口检测模块130检测所述Micro-USB接口110插入耳机时，产生第三控制信号给所述电子开关模块120，并控制所述电子开关模块120选择所述耳机电路连接至所述Micro-USB接口110，以进入耳机功能模式。
以下将通过一具体的应用实施例对本发明的UART和USB共用Micro-USB接口的装置做进一步详细说明。
如图2所示，标准的Micro-USB（微型USB）接口110包括5针，本发明实施例中，所述Micro-USB（微型USB）接口的5针分别定义为：
第①针：Vbus端；
第②针：D-端；
第③针：D+端；
第④针：ID端；
第⑤针：GND地线端。
如图2所示，本实施例中，所述接口检测模块130包括第一接口检测单元131和第二接口检测单元132；
所述第一接口检测单元131包括串联的第一电阻R1和第二电阻R2，所述第一电阻R1的其中一端与所述Micro-USB接口110的V-BUS端连接，所述第一电阻R1的另一端通过第二电阻R2连接参考地；较佳地，所述第一电阻R1阻值为36K欧姆，所述第二电阻R2的阻值为24K欧姆。所述第一电阻R1和第二电阻R2连接的公共端连接至所述电子开关120的第一控制端SEL1。
如图2所示，所述第二接口检测单元132包括相互串联的第三电阻R3和第四电阻R4，所述第三电阻R3的其中一端连接至一中断信号产生端EINT，所述第三电阻R3的另一端通过第四电阻R4连接工作电压VDD；所述第三电阻R3和第四电阻R4连接的公共端连接至所述Micro-USB接口110的ID端。较佳地，所述第三电阻阻值为1.5K欧姆，所述第四电阻的阻值为50K欧姆。
所述第二接口检测单元132还包括一根据所述中断信号产生端EINT的电平高低变化产生第二控制信号的信号输出端，所述信号输出端连接至所述电子开关的第二控制端SEL2。
进一步地，所述电子开关模块120包括第一单刀三掷模拟开关121和第二单刀三掷模拟开关122。
所述第一单刀三掷模拟开关121和第二单刀三掷模拟开关122的两控制端分别并在一起连接至所述接口检测模块130；即如图2所示，所述第一单刀三掷模拟开关121的第一控制端S11与所述第二单刀三掷模拟开关122的第一控制端S21并接在一起为电子开关120的第一控制端SEL1连接至第一接口检测模块131。所述第一单刀三掷模拟开关121的第二控制端S12与所述第二单刀三掷模拟开关122的第二控制端S22并接在一起为电子开关120的第二控制端SEL2连接至第二接口检测模块132。
进一步地，如图2所示，所述第一单刀三掷模拟开关121的信号输入端C11连接至所述Micro-USB接口的D-端，其第一输出端A11连接至所述UART数据收发模块140的UART_TXD端，其第二输出端A12连接至所述USB数据收发模块150的USB_D-端，其第三输出端A13连接至所述耳机电路的MIC信号端，所述第一单刀三掷模拟开关121的供电端直接连接至工作电源VDD。
进一步地，如图2所示，所述第二单刀三掷模拟开关122的信号输入端C21连接至所述Micro-USB接口110的D+端，其第一输出端A21连接至所述UART数据收发模块140的UART_RXD端，其第二输出端A22连接至所述USB数据收发模块150的USB_D+端，第三输出端A23连接至所述耳机电路160的右声道信号端R。所述第二单刀三掷模拟开关122的供电端直接连接至工作电源VDD，而所述耳机电路160的左声道信号端L连接至所述Micro-USB接口的ID端。
本实施例中，所述第一单刀三掷模拟开关121和第二单刀三掷模拟开关122的公共控制端第一控制端SEL1和第二控制端SEL2控制连接原理真值表如下：
本发明实施例的基本思路为：
1、正常情况下手持终端如手机只做slave（从设备）使用，故Micro-USB（微型USB）接口110的ID端一般不用，但对于本发明该ID端复用为耳机的L（左）声道信号线；
2、而手机开机默认状态为UART串口下载模式，手机端主控芯片会等待来自UART口的命令，如果在一定的时间内没有收到命令，即进入开机流程，所以，本发明在电路设计时要设置Micro-USB（微型USB）接口110默认信号为UART信号，并且，在开机状态未检测到任何外设插入的情况下，也设置为UART信号。
基于上述思路，本发明图2所示实施例的具体工作原理如下：分三种功能实现：
第一种功能、通过UART信号线的UART串口下载功能：这里分开机和关机两种状态分析。
（1）、关机状态下（默认为A11连接至 C11，A21连接至C21，如图2所示）：当手机按下开机键，基带主控芯片上电复位，UART数据传输模块140开始等待通过UART下载线从电脑传来的下载命令，判断是进入下载模式还是进入正常开机模式；如果插入UART下载线并且收到UART下载命令，手机进入UART串口下载模式，开始通过UART数据传输模块140的UART_TXD和UART_RXD端进行软件下载或更新；如果在规定时间内没有收到现在命令，手机进入正常开机模式，如果手机内已经有完整的手机程序，手机正常开机。
（2）、开机状态下：默认接口信号配置为UART信号，即默认状态下A11连接至 C11，A21连接至C21，如果有UART下载线插入，可进行手机调试模式。
即当所述接口检测模块130检测所述Micro-USB接口110插入UART通道传输设备时，产生第一控制信号给所述电子开关模块120，该第一控制信号为SEL1为0，SEL2为0，通过所述第一控制信号控制所述电子开关模块120选择所述UART数据收发模块140连接至所述Micro-USB接口110，手机进入下载模式，开始通过UART数据收发模块140的UART_TXD和UART_RXD进行软件下载或更新；进行手机调试模式。
第二种、为USB功能：开关机状态和上述第一种基本相同：当USB数据线插入时，USB数据线会通过V_BUS端输出5V高电平，产生硬件中断，此时SEL1端被拉到高电平，即产生为高电平1的第二控制信号；控制所述第一单刀三掷模拟开关121的A12连接至C11，以及控制第二单刀三掷模拟开关122的A22连接至C21的模式，此时USB数据收发模块150与Micro-USB（微型USB）接口110连通，中断产生后，手机进行USB设备识别状态，正确识别USB设备并配置到正确状态后，手机此时可以进入USB数据传输模式和/或USB充电模式。
第三种充电器功能：开关机状态同上述第一种基本相同。当充电器插入时，充电器会通过V_BUS端输出5V高电平，产生硬件中断，此时SEL1被拉到高电平，即产生为高电平1的第二控制信号（SEL1为1）；控制所述第一单刀三掷模拟开关121的A12连接至C11，以及控制第二单刀三掷模拟开关122的A22连接至C21的模式，手机USB数据收发电路150与所述微型接口110连通，中断产生后，手机进行USB设备识别状态，当发现USB数据线状态不对，不能识别为USB时，手机判断充电器插入，手机进入充电器充电模式。
第四种，耳机功能：关机状态下无法识别耳机，也无意义；开机状态下，插入耳机，耳机电路160的L（左）声道信号线与ID管脚相连，中断信号产生端EINT由高电平变为低电平，从而产生中断，识别出此时插入的是耳机。此时，自动配置SEL2(GPIO)端为输出高电平状态，将模拟开关切换到“A13连接至 C11，A23连接至C21”状态，耳机电路160与Micro-USB接口110连通，即当所述接口检测模块检测所述Micro-USB接口插入耳机时，产生第三控制信号（SEL1为0，SEL2为1）给所述电子开关模块120，并控制所述电子开关模块120选择所述耳机电路160连接至Micro-USB接口，进入耳机模式。
通过以上方式可以同时实现四种功能，即耳机接口、USB数据传输接口，充电接口，手机软件下载更新的UART接口四合一，节省了接口，使手机外观更加美观，同时节约了制作成本。
基于上述实施例的共用Micro-USB接口的装置，本发明实施例还提供了一种共用Micro-USB接口的方法，主要应用在手机中，包括上述共用Micro-USB接口的装置，如图3所示，所述方法包括步骤：
步骤S310、接口检测模块130检测Micro-USB接口110是否插入USB通道传输设备或UART通道传输设备或耳机，并产生相应的控制信号给电子开关模块120；如图1所示。
电子开关模块120根据所述控制信号选择UART数据收发模块140连接至所述Micro-USB接口110，或选择USB数据收发模块150连接至所述Micro-USB接口110，或者选择耳机电路160连接至所述Micro-USB接口110，如图1所示。
如图3所示，所述共用Micro-USB接口的方法，其中，其还包括：
步骤S320、当接口检测模块130检测Micro-USB接口插入UART通道传输设备时，产生第一控制信号给电子开关模块120，并控制所述电子开关模块120选择所述UART数据收发模块140连接至所述Micro-USB接口110，以进入UART串口下载模式。
步骤S330、当接口检测模块130检测Micro-USB接口110插入USB通道传输设备时，产生第二控制信号给电子开关模块120，并控制所述电子开关模块120选择USB数据收发模块150连接至Micro-USB接口110。
步骤S340、当接口检测模块130检测Micro-USB接口110插入耳机时，产生第三控制信号给电子开关模块120，并控制所述电子开关模块120选择耳机电路160连接至所述Micro-USB接口110，以进入耳机功能模式。
本发明所提供的共用Micro-USB接口的方法及装置，将耳机接口、USB数据传输接口、充电接口、手机软件下载更新的UART接口通过两个单刀三掷模拟开关及一些辅助电路巧妙的复用至一个5脚的Micro-USB接口上，可以在一个Micro-USB接口上实现USB数据传输，充电，手机软件下载更新功能，即耳机接口、充电器接口、USB数据传输接口、UART接口四合一，用一个尺寸很小的Micro-USB接口实现了四种复杂的功能，为手机节省了宝贵的空间，方便设计出更小型的手持终端并且结构简单，实现成本低。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种共用Micro-USB接口的装置，包括设置在所述装置上的Micro-USB接口，其特征在于，还包括接口检测模块、电子开关模块、UART数据收发模块、USB数据收发模块，耳机电路；
所述接口检测模块与所述Micro-USB接口连接，用于检测所述Micro-USB接口是否插入USB通道传输设备或UART通道传输设备或耳机，并产生相应的控制信号给所述电子开关模块；
所述接口检测模块包括第一接口检测单元和第二接口检测单元；
所述第一接口检测单元包括串联的第一电阻和第二电阻，所述第一电阻的其中一端与所述Micro-USB接口的V-BUS端连接，所述第一电阻的另一端通过第二电阻连接参考地；所述第一电阻和第二电阻连接的公共端连接至所述电子开关的第一控制端；
所述第二接口检测单元包括相互串联的第三电阻和第四电阻，所述第三电阻的其中一端连接至一中断信号产生端，所述第三电阻的另一端通过第四电阻连接工作电压；所述第三电阻和第四电阻连接的公共端连接至所述Micro-USB接口的ID端；
所述第二接口检测单元还包括一根据所述中断信号产生端的电平高低变化产生第二控制信号的信号输出端，所述信号输出端连接至所述电子开关的第二控制端；
所述电子开关模块分别与所述Micro-USB接口、接口检测模块连接，用于根据所述控制信号选择所述UART数据收发模块连接至所述Micro-USB接口，或选择所述USB数据收发模块连接至所述Micro-USB接口，或者选择所述耳机电路连接至所述Micro-USB接口；
所述电子开关模块包括第一单刀三掷模拟开关和第二单刀三掷模拟开关；
所述第一单刀三掷模拟开关和第二单刀三掷模拟开关的两控制端分别并在一起连接至所述接口检测模块；
所述第一单刀三掷模拟开关的信号输入端连接至所述Micro-USB接口的D-端，其第一输出端连接至所述UART数据收发模块的UART_TXD端，其第二输出端连接至所述USB数据收发模块的USB_D-端，其第三输出端连接至所述耳机电路的MIC信号端；
所述第二单刀三掷模拟开关的信号输入端连接至所述Micro-USB接口的D+端，其第一输出端连接至所述UART数据收发模块的UART_RXD端，其第二输出端连接至所述USB数据收发模块的USB_D+端，第三输出端连接至所述耳机电路的右声道信号端。
2.根据权利要求1所述共用Micro-USB接口的装置，其特征在于，
当所述接口检测模块检测所述Micro-USB接口插入UART通道传输设备时，并产生第一控制信号给所述电子开关模块，控制所述电子开关模块选择所述UART数据收发模块连接至所述Micro-USB接口，以进入UART串口下载模式；
当所述接口检测模块检测所述Micro-USB接口插入USB通道传输设备时，产生第二控制信号给所述电子开关模块，并控制所述电子开关模块选择所述USB数据收发模块连接至所述Micro-USB接口，以进入USB数据传输模式和/或USB充电模式；
当所述接口检测模块检测所述Micro-USB接口插入耳机时，产生第三控制信号给所述电子开关模块，并控制所述电子开关模块选择所述耳机电路连接至Micro-USB接口。
3.根据权利要求1所述共用Micro-USB接口的装置，其特征在于，
所述耳机电路的左声道信号端连接至所述Micro-USB接口的ID端。
4.根据权利要求1所述共用Micro-USB接口的装置，其特征在于，所述第一电阻阻值为36K欧姆，所述第二电阻的阻值为24K欧姆；所述第三电阻阻值为1.5K欧姆，所述第四电阻的阻值为50K欧姆。
5.一种利用权利要求1的共用Micro-USB接口的装置的共用Micro-USB接口的方法，其特征在于，包括步骤：
接口检测模块检测Micro-USB接口是否插入USB通道传输设备或UART通道传输设备或耳机，并产生相应的控制信号给电子开关模块；
电子开关模块根据所述控制信号选择UART数据收发模块连接至所述Micro-USB接口，或选择USB数据收发模块连接至所述Micro-USB接口，或者选择耳机电路连接至所述Micro-USB接口。
6.根据权利要求5所述共用Micro-USB接口的装置的共用Micro-USB接口的方法，其特征在于，其还包括：
当接口检测模块检测Micro-USB接口插入UART通道传输设备时，产生第一控制信号给电子开关模块，并控制所述电子开关模块选择所述UART数据收发模块连接至所述Micro-USB接口，以进入UART串口下载模式；
当接口检测模块检测Micro-USB接口插入USB通道传输设备时，产生第二控制信号给电子开关模块，并控制所述电子开关模块选择USB数据收发模块连接至Micro-USB接口，以进入USB数据传输模式和/或USB充电模式；
当接口检测模块检测Micro-USB接口插入耳机时，产生第三控制信号给电子开关模块，并控制所述电子开关模块选择耳机电路连接至所述Micro-USB接口，以进入耳机功能模式。
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