CN102521186A - 一种USB Key及其与终端进行通信的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种USB Key及其与终端进行通信的方法，该USB Key包括接口模块、输电模块和MCU模块；所述MCU模块，用于在上电后，进行初始化配置，并检测所述MCU模块中的模式引脚的电位状态，在所述电位状态满足第一预设条件时，将所述MCU模块中用于进行串口通信的引脚设为高阻态，配置USB功能，接收与所述接口模块连接的终端发起的枚举设备请求，并在枚举结束后，与所述终端进行USB通信；在所述电位状态满足第二预设条件时，将所述MCU模块中用于进行USB通信的引脚设为高阻态，配置串口功能，向与所述接口模块连接的终端发起枚举设备请求，并在枚举结束后，与所述终端进行串口通信。本发明中的USB Key能够兼容USB接口和串口。

Description

一种USB Key及其与终端进行通信的方法
技术领域
本发明涉及信息安全领域，特别涉及一种USB Key及其与终端进行通信的方法。 
背景技术
目前，USB Key已经越来越广泛的应用于网上银行、电子商务等需要进行身份认证的场合。 
普通USB Key是单一USB接口通信或USB接口复合通信，不能支持串口协议的终端。 
针对现有技术中普通USB Key在通信过程中存在的缺陷，至今还未提出解决方案。 
发明内容
本发明提出了一种USB Key及其与终端进行通信的方法，解决上述现有技术中存在的缺陷。 
本发明提出了一种通用串行总线USB Key，包括接口模块、输电模块和微控制单元MCU模块，其中， 
所述接口模块，用于与终端连接； 
所述输电模块，用于在所述接口模块与所述终端连接时，为所述MCU模块输电； 
所述MCU模块，用于在上电后，进行初始化配置，并检测所述MCU模块中的模式引脚的电位状态，在所述电位状态满足第一预设条件时，将所述MCU模块中用于进行串口通信的引脚设为高阻态，配置USB功能，接收与所述接口模块连接的终端发起的枚举设备请求，并在枚举结束后，与所述终端进行USB通信；在所述电位状态满足第二预设条件时，将所述MCU模块中用于进行USB通信的引脚设为高阻态，配置串口功能，向与所述接口模块连接的终端发起枚举设备请求，并在枚举结束后，与所述终端进行串口通信，所述模式引脚用于通过自身的电位状态指示所述USB Key与终端之间的通信模式。 
本发明还提供了一种通用串行总线USB Key与终端进行通信的方法，包括 以下步骤： 
USB Key上电，并进行初始化配置； 
所述USB Key检测自身的微控制单元MCU模块中的模式引脚的电位状态，所述模式引脚用于通过自身的电位状态指示所述USB Key与终端之间的通信模式； 
如果所述模式引脚的电位状态满足第一预设条件，所述USB Key将所述MCU模块中用于进行串口通信的引脚设为高阻态，配置USB功能，接收与所述USB Key连接的终端发起的枚举设备请求，并在枚举结束后，与所述终端进行USB通信； 
如果所述模式引脚的电位状态满足第二预设条件，所述USB Key将所述MCU模块中用于进行USB通信的引脚设为高阻态，配置串口功能，向与所述USB Key连接的终端发起枚举设备请求，并在枚举结束后，与所述终端进行串口通信。 
本发明达到的有益效果：实现兼容USB接口和串口的USB Key，该USB Key在具有USB接口的终端和具有串口的终端上都可使用。 
附图说明
图1为本发明实施例一提供的一种USB Key的内部功能模块图； 
图2为本发明实施例二提供的一种USB Key与终端进行通信的方法流程图； 
图3为本发明实施例二提供的一种USB Key的一种内部电路图； 
图4为本发明实施例二提供的一种USB Key的另一种内部电路图； 
图5为本发明实施例三提供的另一种USB Key的内部功能模块图； 
图6为本发明实施例四提供的另一种USB Key与终端进行通信的方法流程图； 
图7为本发明实施例四提供的另一种USB Key的内部电路图。 
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。 
实施例一 
本发明实施例一提供了一种USB Key，该Key上实现了串口和USB接口的复合。 
参见图1，所述USB Key的内部模块包括：接口模块11，标志产生模块12，输电模块13，USB上拉模块14，串口上拉模块15，MCU模块16，认证处理器芯片17。 
上述各模块的功能如下： 
所述接口模块11，提供USB接口功能和串口功能； 
所述标志产生模块12，连接了所述接口模块11和模式选定单元161，用于产生MCU内mode引脚的电平标志； 
所述输电模块13，连接了所述接口模块11和MCU模块16，用于当所述接口模块11连接有终端时，所述输电模块13将所述接口模块11产生的电源信号传输给MCU模块16； 
所述USB上拉模块14，连接了所述接口模块11和MCU模块16，所述接口模块11处产生的电源信号或所述MCU模块16的输出信号控制所述USB上拉模块14是否上拉有效； 
所述串口上拉模块15，连接了所述接口模块11和所述MCU模块16，所述接口模块11处产生的电源信号或所述MCU模块16的输出信号控制所述串口上拉模块15是否上拉有效； 
所述MCU模块16，用于控制各模块的工作，包括模式选定单元161、USB功能单元162和串口功能单元163； 
所述模式选定单元161，用于选定MCU的工作模式； 
所述USB功能单元162，与所述接口模块11连接，用于当所述模式选定单元161选定的工作模式为USB工作模式时，配置USB功能，并启用； 
还用于当所述USB上拉模块14上拉有效时，对RXD、TXD引脚进行配置； 
具体地，在本实施例中，当所述USB上拉模块14上拉有效时，将RXD、TXD引脚设成高阻态； 
还用于Key接收连接在Key上的USB终端发起的枚举设备请求，并在枚举结束后Key与USB终端进行USB通信； 
所述串口功能单元163，与所述接口模块11连接，用于当所述模式选定单 元161选定的工作模式为串口工作模式时，配置串口功能，并启用； 
还用于当所述串口上拉模块15上拉有效时，对D+、D-、RXD、TXD引脚进行配置； 
具体地，在本实施例中，当所述串口上拉模块15上拉有效时，将D+、D-引脚设成高阻态；同时，将TXD端口设置成输出端口，将RXD端口设置成输入端口； 
还用于Key向连接在Key上的串口终端发起枚举设备请求，并在枚举结束后Key与串口终端进行串口通信； 
所述认证处理器芯片17，与所述串口功能单元163连接，用于当所述模式选定单元161选定串口工作模式时，与所述MCU模块16内的串口功能单元163之间进行数据的交互及处理，完成枚举过程。 
实施例二 
基于实施例一提供的一种USB Key，本发明实施例二提供了一种USB Key与终端进行通信的方法。该方法中，Key的接口处设置了MINI-USB接口，该MINI-USB接口结合了USB接口和串口的功能。 
参见图2，Key上电后，内部MCU执行以下操作： 
步骤201：MCU初始化配置后，检测mode引脚的电位状态是否为预设电平，是则执行步骤202，否则执行步骤208； 
具体地，在本实施例中，所述mode引脚的电位状态是由实施例一中的所述标志产生模块产生的， 
优选地，在本实施例中，参见图3所示的电路图，所述mode引脚与MINI-USB接口上的VCC-PC引脚连接，相应地，所述预设电平为高电平， 
若所述mode引脚与MINI-USB接口上的VCC-IP引脚连接，相应地，所述预设电平为低电平； 
相应地，所述标志产生模块具体由MCU上的mode引脚与MINI-USB接口上的VCC-PC连接实现，即 
当VCC-PC有效时，所述mode引脚处的电位状态为高电平；当VCC-PC无效时，mode引脚保持低电平； 
所述标志产生模块也可以由MCU上的mode引脚与MINI-USB接口上的 VCC-IP连接实现，即 
当VCC-IP有效时，所述mode引脚处的电位状态为高电平；当VCC-IP无效时，mode引脚保持低电平； 
同时，MCU是由实施例一中的所述输电模块为其传输电源信号的，优选地，参见图3所示的电路图，所述输电模块具体由二极管D1、下拉电阻R8和二极管D2、下拉电阻R7实现，即 
当mode引脚为高电平时，即MINI-USB接口处VCC-PC引脚的电位为高电平，则 
连接VCC-PC引脚的二极管D1导通，开始给MCU供电； 
当mode引脚为低电平时，即MINI-USB接口处VCC-IP引脚的电位为高电平，则 
连接VCC-IP引脚的二极管D2导通，开始给MCU供电； 
同时，在本实施例中，D+信号线上拉为高电平是由实施例一中的所述USB上拉模块实现的， 
优选地，参见图3所示的电路图，所述USB上拉模块具体由三极管T1、上拉电阻R3和所述标志产生模块的VCC-PC实现，即 
当mode引脚为高电平时，即MINI-USB接口处VCC-PC引脚的电位为高电平，则 
三极管T1的发射极电压为VCC-PC，基极由电阻R5下拉为低电平，三极管T1导通，D+信号线的上拉电阻R3有效，使D+信号线上为高电平信号； 
同时，在本实施例中，防止TXD引脚处发生开漏是由实施例一中的所述串口上拉模块实现的， 
优选地，参见图3所示的电路图，所述串口上拉模块具体由三极管T2、上拉电阻R4和VCC-IP实现，即 
当mode引脚为低电平时，即MINI-USB接口处VCC-IP引脚的电位为高电平，则 
三极管T2的发射极电压为VCC-IP，基极由电阻R6下拉为低电平，三极管T2导通，TXD信号线的上拉电阻有效，避免了TXD引脚处发生开漏； 
步骤202：MCU将RXD、TXD引脚设成高阻态，停用MCU内串口功能； 
在本实施例中，如果有TXD上拉控制的端口，也将其设成高阻态； 
步骤203：MCU配置USB模块电源； 
优选地，在本实施例中，MCU使用内部稳压源为USB模块供电，其中，所述内部稳压源为3.3伏； 
步骤204：MCU配置USB时钟； 
步骤205：MCU清空USB中断标志，并将各种状态寄存器复位； 
步骤206：配置完成后，MCU启用USB功能； 
步骤207：Key接收到终端发起的枚举设备请求，并在枚举结束后进行USB通信； 
具体地，在本实施例中，Key与终端之间进行的枚举过程具体如下： 
步骤207-1：当Key接收到重启信号后，开始枚举过程； 
在本实施例中，当Key接收到重启信号后，Key准备好通过Endpoint 0的默认流程响应控制传输，即Key现在使用默认地址0x0与终端通信； 
步骤207-2：当Key接收到终端发送的Get_Device_Descriptor命令时，向终端发送设备描述符； 
在本实施例中，所述设备描述符的bMaxPacketSize0字段中包含了最大数据包长度，所述最大数据包长度的地址偏移量为7，从而终端通过读取所述设备描述符的前8个字节来获取所述最大数据包长度； 
步骤207-3：当Key接收到终端发送的Set_Address请求时，返回一个确认命令； 
在本实施例中，终端通过发送一个Set_Address请求来分配一个唯一的新地址给Key； 
当Key读取这个请求时，返回一个确认命令，并保存所述新地址，作为接下来进行的所有通信中使用的地址； 
步骤207-4：当Key再次接收到终端发送的Get_Device_Descriptor命令时，向终端发送设备描述符； 
在本实施例中，此次终端需读取所述设备描述符的全部字段，以了解Key的总体信息，例如VID、PID； 
步骤207-5：当Key接收到终端发送的Get_Device_Configuration命令，向终端发送配置信息； 
在本实施例中，当Key循环接收到终端发送的Get_Device_Configuration命 令时，返回相应的应答指令； 
所述应答指令包含了Key的全部配置信息； 
步骤207-6：当Key接收到终端发送的Get_Device_String命令时，向终端发送字符集描述； 
优选地，在本实施例中，所述字符集描述包括：厂商、产品描述、型号等； 
步骤207-7：当Key接收到Set_Configuration(x)命令后，将配置值x写入寄存器中，返回一个确认指令； 
在本实施例中，当终端加载了Key的驱动后，终端向Key发送Set_Configuration(x)命令，即终端为Key选择一个合适的配置(x代表非零的配置值)； 
此时Key完成了其必须进行的配置和连接工作，当查看注册表时，能够发现相应的项目已经添加完毕，至此Key可以和终端进行应用通信； 
步骤208：MCU将D+、D-引脚设成高阻态，停用MCU内USB功能； 
在本实施例中，如果有D+上拉控制的端口，也将其设成高阻态； 
步骤209：MCU将TXD端口设置成输出端口，将RXD端口设置成输入端口； 
具体地，在本实施例中，TXD信号线上的上拉电阻是可选的，当MCU内部有上拉电阻时，只要配置TXD端口为内部上拉即可； 
步骤210：MCU配置串口时钟源； 
步骤211：MCU配置串口波特率； 
步骤212：MCU清空串口中断标志，并将各种状态寄存器复位； 
步骤213：配置完成后，MCU启用串口功能； 
步骤214：Key向终端发起枚举设备请求，并在枚举结束后与所述终端进行串口通信。 
具体地，在本实施例中，在进行串口通信之前，Key与终端之间进行相互认证，即Key接受终端对其进行的第一签名认证和Key对终端进行第二签名认证，具体如下： 
步骤214-1：Key向终端上报Key的设备属性信息，用以发起在终端中注册Key的过程； 
步骤214-2：在注册过程中，Key接收到终端索要签名证书的请求后，从内 部的认证处理器芯片中读取第一签名证书； 
步骤214-3：Key向终端发送所述第一签名证书； 
步骤214-4：Key接收终端返回的第一挑战码； 
优选地，所述第一挑战码是终端生成的随机数； 
步骤214-5：Key将所述第一挑战码写入所述认证处理器芯片，并置位运算标识； 
步骤214-6：Key检索到置位的签名已生成标识，从所述认证处理器芯片中读取第一签名值； 
具体地，在本实施例中，当所述认证处理器芯片检索到Key置位的所述运算标识时，所述认证处理器芯片计算出第一签名值，并置位签名已生成标识； 
步骤214-7：Key将所述第一签名值发送给终端，以使终端根据所述第一签名证书对所述第一签名值进行第一签名认证，并将认证结果返回给Key； 
步骤214-8：Key通过第一签名认证后，Key完成在终端上的注册； 
步骤214-9：当Key完成在终端上的注册后，Key向终端发送索要签名证书的请求，等待接收终端发送的第二签名证书； 
步骤214-10：Key接收到终端发送的所述第二签名证书，将所述第二签名证书写入所述认证处理器芯片； 
步骤214-11：Key从所述认证处理器芯片读取第二挑战码，并将所述第二挑战码发送给终端； 
优选地，所述第二挑战码是所述认证处理器芯片生成的随机数； 
步骤214-12：Key接收终端发送的第二签名值； 
步骤214-13：Key将所述第二签名值写入所述认证处理器芯片，并置位认证标识； 
步骤214-14：Key检索到所述认证处理器芯片置位的认证成功标识，将认证成功的结果发送给终端，完成对终端的第二签名认证； 
在本实施例中，所述认证处理器芯片检索到Key置位的认证标识，通过终端发送的所述第二签名证书对所述第二签名值进行第二签名认证，认证成功，则置位认证成功标识，认证失败，则返回步骤214-9，重新请求认证； 
两次认证成功后，Key和终端开始进行串口通信。 
在本实施例中，Key内部的所述USB上拉模块和串口上拉模块还有另一种 电路实现方式，优选地，参见图4所示的电路图： 
所述mode引脚与MINI-USB接口上的VCC-PC引脚连接； 
MCU上引脚P10和P11为输出引脚，P10与上拉电阻R3连接，P11与上拉电阻R4连接，所述USB上拉模块则通过P10上的输出信号USB-UP-CTL和上拉电阻R3控制D+信号线是否上拉为高电平，所述串口上拉模块则通过P11上的输出信号TXD-UP-CTL和上拉电阻R4控制TXD信号线是否上拉为高电平； 
在本实施例中，TXD信号线上的上拉电阻是可选的，当MCU内部有上拉电阻时，只要配置TXD端口为内部上拉即可； 
该方式中，预先设置当mode引脚为高电平时，P10上的输出信号USB-UP-CTL为高电平，P11上的输出信号TXD-UP-CTL为高阻态，从而上拉电阻R3有效，使得D+信号线上为高电平信号； 
当mode引脚为低电平时，P11上的输出信号TXD-UP-CTL为高电平，P10上的输出信号USB-UP-CTL为高阻态，从而上拉电阻R4有效。 
实施例三 
本发明实施例三提供了另一种USB Key，该Key上分别设置了串口和USB接口，提供串口和USB接口的功能。 
参见图5，所述USB Key的内部功能模块包括：USB接口模块51-1，第一标志产生模块52-1，第一输电模块53-1，USB上拉模块54-1，串口模块51-2，第二标志产生模块52-2，第二输电模块53-2，串口上拉模块54-2，MCU模块55，认证处理器芯片56。 
上述各模块的功能如下： 
所述USB接口模块51-1，提供了USB接口功能； 
所述第一标志产生模块52-1，连接了所述USB接口模块51-1和模式选定单元561，用于产生MCU内mode0引脚的电平标志； 
所述第一输电模块53-1，连接了所述USB接口模块51-1和MCU模块55，用于当USB接口处连接有终端时，将所述USB接口模块51-1产生的电源信号传输给MCU模块55； 
所述USB上拉模块54-1，连接了所述USB接口模块51-1和MCU模块55，所述USB接口模块51-1处产生的电源信号或所述MCU模块55的输出信号控 制所述USB上拉模块54-1是否上拉有效； 
所述串口模块51-2，提供了串口功能； 
所述第二标志产生模块52-2，连接了所述串口模块51-2和模式选定单元551，用于产生MCU内mode1引脚的电平标志； 
所述第二输电模块53-2，连接了所述串口模块51-2和MCU模块55，用于当串口处连接有终端时，将所述串口模块51-2产生的电源信号传输给MCU模块55； 
所述串口上拉模块54-2，连接了所述串口模块51-2和所述MCU模块55，所述串口模块51-2处产生的电源信号或所述MCU模块55的输出信号控制所述串口上拉模块54-2是否上拉有效； 
所述MCU模块55，包括模式选定单元551、USB功能单元552、串口功能单元553、优先控制单元554和处理单元555，用于控制各模块的工作； 
所述模式选定单元551，用于选定MCU的工作模式； 
所述USB功能单元552，用于当所述模式选定单元551选定的工作模式为USB工作模式时，配置USB功能，并启用； 
还用于当所述USB上拉模块54-1上拉有效时，对RXD、TXD引脚进行配置； 
具体地，在本实施例中，当所述USB上拉模块54-1上拉有效时，将RXD、TXD引脚设成高阻态； 
还用于Key与通过所述USB接口模块51-1连接在Key上的终端进行枚举，并在枚举结束后Key与终端进行USB通信； 
还用于在接收到与所述USB接口模块51-1连接的终端发送的数据之后，设置状态标志位为第一预设值； 
所述串口功能单元553，用于当所述模式选定单元551选定的工作模式为串口工作模式时，配置串口功能，并启用； 
还用于当所述串口上拉模块54-2上拉有效时，对D+、D-、RXD、TXD引脚进行配置； 
具体地，在本实施例中，当所述串口上拉模块54-2上拉有效时，将D+、D-引脚设成高阻态；同时，将TXD端口设置成输出端口，将RXD端口设置成输入端口； 
还用于Key与通过所述串口模块51-2连接在Key上的终端进行枚举，并在枚举结束后Key与终端进行串口通信； 
还用于在接收到与所述串口模块51-2连接的终端发送的数据之后，设置状态标志位为第二预设值； 
所述优先控制单元554，用于当所述USB接口模块51-1和所述串口模块51-2处同时连接有终端时，确定与Key连接的各个终端的通信优先级； 
所述处理单元555，用于检查状态标志位；其中，所述状态标志位的取值是所述USB功能单元552或所述串口功能单元552设置的； 
还用于根据所述检查到的状态标志位，执行相应的操作；即，若检查到所述状态标志位为所述第一预设值，则MCU进行USB通信，若检查到所述状态标志位为所述第二预设值，则MCU进行串口通信； 
所述认证处理器芯片56，与所述MCU模块55连接，用于当所述模式选定单元551选定串口工作模式时，与所述MCU模块55内的串口功能单元553之间进行数据的交互及处理，完成枚举过程。 
实施例四 
基于实施例三提供的另一种USB Key，本发明实施例四提供了另一种USBKey与终端进行通信的方法。该方法中，Key上设置了MINI-USB接口和串口。 
参见图6，Key上电后，内部MCU执行以下操作： 
步骤601：MCU初始化配置后，检测mode0和mode1引脚的电位状态是否为预设电平， 
若mode0引脚的电位状态为预设电平、mode1引脚的电位状态非预设电平，则执行步骤602， 
若mode0引脚的电位状态非预设电平、mode1引脚的电位状态为预设电平，则执行步骤605， 
若mode0和mode1引脚的电位状态均为预设电平，且为高电平，则执行步骤609； 
具体地，在本实施例中，所述mode0引脚的电位状态是由实施例一中的所述第一标志产生模块产生的，所述mode1引脚的电位状态是由实施例一中的所述第二标志产生模块产生的， 
优选地，在本实施例中，参见图7所示的电路图，所述mode0引脚与MINI-USB接口上的VCC-PC引脚连接，所述mode1引脚与DOCK接口(实现串口的功能)上的VCC-IP引脚连接，相应地，所述预设电平为高电平， 
若所述mode0引脚与DOCK接口(实现串口的功能)上的VCC-IP引脚连接，所述mode1引脚与MINI-USB接口上的VCC-PC引脚连接，相应地，所述预设电平为低电平， 
相应地，所述第一标志产生模块具体由MCU上的mode0引脚与MINI-USB接口上的VCC-PC连接实现，所述第二标志产生模块具体由MCU上的mode1引脚与DOCK接口上的VCC-IP连接实现，即 
当VCC-PC有效时，所述mode0引脚处的电位状态为高电平；当VCC-PC无效时，mode0引脚保持低电平； 
当VCC-IP有效时，所述mode1引脚处的电位状态为高电平；当VCC-IP无效时，mode1引脚保持低电平； 
同时，MCU是由实施例一中的所述输电模块为其传输电源信号，优选地，参见图7所示的电路图，所述输电模块具体由二极管D1、D2和下拉电阻R4实现，即 
当mode引脚为高电平时，即MINI-USB接口处VCC-PC引脚的电位为高电平，则 
连接VCC-PC引脚的二极管D1导通，开始给MCU供电； 
当mode引脚为低电平时，即DOCK接口处VCC-IP引脚的电位为高电平，则 
连接VCC-IP引脚的二极管D2导通，开始给MCU供电； 
同时，在本实施例中，D+信号线上拉为高电平是由实施例一中的所述USB上拉模块实现， 
优选地，参见图7所示的电路图，所述USB上拉模块具体由上拉电阻R3和所述标志产生模块的VCC-PC实现，即 
当mode引脚为高电平时，即MINI-USB接口处VCC-PC引脚的电位为高电平，即连接上拉电阻R3的VCC-PC有效，从而上拉电阻R3有效，使D+信号线上为高电平信号； 
同时，在本实施例中，防止TXD、RXD引脚处发生开漏是由实施例一中的 所述串口上拉模块实现， 
优选地，参见图7所示的电路图，所述串口上拉模块具体由上拉电阻R5、R6和VCC-IP实现，即 
当mode引脚为低电平时，即DOCK接口处VCC-IP引脚的电位为高电平，则连接上拉电阻R5、R6的VCC-IP有效，从而上拉电阻R5、R6有效，避免了TXD、RXD引脚处发生开漏； 
步骤602：MCU将RXD、TXD引脚设成高阻态，停用串口功能； 
步骤603：MCU配置USB功能并启用； 
在本实施例中，配置USB功能的过程与实施例二中步骤203-步骤206相同，在此不再赘述； 
步骤604：Key接收到终端发起的枚举设备请求，并在枚举结束后与所述终端进行USB通信； 
在本实施例中，Key与终端之间进行的枚举过程与实施例二步骤207中Key与终端之间进行的枚举过程相同，在此不再赘述； 
步骤605：MCU将D+、D-引脚设成高阻态，停用USB功能； 
步骤606：MCU将TXD端口设置成输出端口，将RXD端口设置成输入端口； 
在本实施例中，TXD信号线上的上拉电阻是可选的，当MCU内部有上拉电阻时，只要配置TXD端口为内部上拉即可； 
步骤607：MCU配置串口功能并启用； 
在本实施例中，配置串口功能的过程与实施例二中步骤210-步骤213相同，在此不再赘述； 
步骤608：Key向终端发起枚举设备请求，并在枚举结束后与所述终端进行串口通信； 
在本实施例中，Key与终端之间进行的枚举过程与实施例二步骤214中Key与终端之间进行的枚举过程相同，在此不再赘述； 
步骤609：MCU确定与Key连接的各个终端的通信优先级，若通过mode0引脚对应的接口与Key连接的终端的优先级较高，则返回步骤602，若通过mode1引脚对应的接口与Key连接的终端的优先级较高，则返回步骤605，若通过mode0引脚和mode1引脚对应的接口与Key连接的终端的优先级相同，则执行步骤 610； 
具体地，在本实施例中，MCU通过实施例三中所述优先控制单元确定与Key连接的各个终端的通信优先级， 
优选地，参见图7，所述优先控制单元具体由MCU内的SET0引脚通过上拉电阻R8连接电源VCC、SET1引脚通过下拉电阻R9连接地GND实现； 
预先设置SET0引脚控制通过mode0引脚对应的接口与Key连接的终端的优先级，SET1引脚控制通过mode1引脚对应的接口与Key连接的终端的优先级，即 
优选地，参见图7所示的电路图，SET0引脚通过上拉电阻接电源、SET1引脚通过下拉电阻接地，则通过mode0引脚对应的接口与Key连接的终端的优先级较高，通过mode1引脚对应的接口与Key连接的终端的优先级较低； 
相应地，若SET0引脚通过下拉电阻接地、SET1引脚通过上拉电阻接电源，则通过mode1引脚对应的接口与Key连接的终端的优先级较高，通过mode0引脚对应的接口与Key连接的终端的优先级较低； 
若SET0引脚和SET1引脚均通过上拉电阻接电源，或均通过下拉电阻接地，则通过mode0引脚和mode1引脚对应的接口与Key连接的终端的优先级相同； 
步骤610：MCU配置USB功能和串口功能，并接收与USB接口连接的终端发起的枚举设备请求，向与串口连接的终端发起枚举设备请求； 
具体地，在本实施例中，MCU配置USB功能的过程与实施例二中203-步骤206相同，在此不再赘述；配置串口功能的过程与实施例二中210-步骤213相同，在此不再赘述； 
同时，MCU接收与USB接口连接的终端发起的枚举设备请求的过程与实施例二中步骤207中Key与终端之间进行的枚举过程相同，在此不再赘述； 
MCU向与串口连接的终端发起枚举设备请求的过程与实施例二步骤214中Key与终端之间进行的枚举过程相同，在此不再赘述； 
步骤611：MCU接收数据； 
具体地，在本实施例中，所述接收数据的过程是实施例三中MCU内部的所述USB功能单元和所述串口功能单元实现的； 
步骤612：MCU设置状态标志位； 
具体地，在本实施例中，所述状态标志位是实施例三中MCU内部的所述 USB功能单元在接收到与所述USB接口连接的终端发送的数据之后设置的，且设置为第一预设值；或者是所述串口功能单元在接收到与所述串口连接的终端发送的数据之后设置的，且设置为第二预设值； 
优选地，在本实施例中，所述第一预设值为0，所述第二预设值为1； 
步骤613：MCU检查所述状态标志位，若为第一预设值则执行步骤614，若为第二预设值则执行步骤615； 
具体地，在本实施例中，所述检查状态标志位的操作是实施例三中MCU内部的所述处理单元执行的，且所述处理单元在检查出状态标志位之后执行相应的操作； 
步骤614：MCU进行USB通信，并在通信结束后返回步骤611； 
步骤615：MCU进行串口通信，并在通信结束后返回步骤611。 
在本实施例中，也可以预先设置若通过mode0引脚和mode1引脚对应的接口与Key连接的终端的优先级相同，则MCU报错，不进行任何通信处理。 
结合本文中所公开的实施例描述的方法中的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。 
以上所述，仅为本发明较优选的实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。 

Claims (18)

1.一种通用串行总线USB Key，其特征在于，包括接口模块、输电模块和微控制单元MCU模块，其中，
所述接口模块，用于与终端连接；
所述输电模块，用于在所述接口模块与所述终端连接时，为所述MCU模块输电；
所述MCU模块，用于在上电后，进行初始化配置，并检测所述MCU模块中的模式引脚的电位状态，在所述电位状态满足第一预设条件时，将所述MCU模块中用于进行串口通信的引脚设为高阻态，配置USB功能，接收与所述接口模块连接的终端发起的枚举设备请求，并在枚举结束后，与所述终端进行USB通信；在所述电位状态满足第二预设条件时，将所述MCU模块中用于进行USB通信的引脚设为高阻态，配置串口功能，向与所述接口模块连接的终端发起枚举设备请求，并在枚举结束后，与所述终端进行串口通信，所述模式引脚用于通过自身的电位状态指示所述USB Key与终端之间的通信模式。
2.如权利要求1所述的USB Key，其特征在于，所述模式引脚的个数为1个；
所述第一预设条件，具体为：所述电位状态为预设电平；
所述第二预设条件，具体为：所述电位状态不是预设电平。
3.如权利要求2所述的USB Key，其特征在于，所述接口模块包括第一引脚和第二引脚，当所述USB Key连接到终端的USB接口时，所述第一引脚的电位状态为高电平，所述第二引脚的电位状态为低电平；当所述USB Key连接到终端的串口时，所述第一引脚的电位状态为低电平，所述第二引脚的电位状态为高电平；
所述模式引脚与所述第一引脚连接时，所述预设电平为高电平；所述模式引脚与所述第二引脚连接时，所述预设电平为低电平。
4.如权利要求1所述的USB Key，其特征在于，所述模式引脚包括第一模式引脚和第二模式引脚；
所述第一预设条件，具体为：所述第一模式引脚的电位状态为所述预设电平，且所述第二模式引脚的电位状态不是所述预设电平；
所述第二预设条件，具体为：所述第一模式引脚的电位状态不是所述预设电平，且所述第二模式引脚的电位状态为所述预设电平。
5.如权利要求4所述的USB Key，其特征在于，所述接口模块包括：
第一接口模块，用于通过USB接口与终端连接；
第二接口模块，用于通过串口与终端连接；
所述第一接口模块包括第一引脚，所述第二接口模块包括第二引脚，当所述第一接口模块连接到终端的USB接口时，所述第一引脚的电位状态为高电平；当所述第二接口模块连接到终端的串口时，所述第二引脚的电位状态为高电平；
所述第一模式引脚与所述第一引脚连接，且所述第二模式引脚与所述第二引脚连接时，所述预设电平为高电平；所述第一模式引脚与所述第二引脚连接，且所述第二模式引脚与所述第一引脚连接时，所述预设电平为低电平。
6.如权利要求5所述的USB Key，其特征在于，与所述第一接口模块连接的终端为USB终端，与所述第二接口模块连接的终端为串口终端；
所述MCU模块，还用于在所述第一模式引脚的电位状态和第二模式引脚的电位状态均为高电平时，确定所述USB终端和所述串口终端的通信优先级，在所述USB终端的通信优先级高于所述串口终端的通信优先级时，将所述MCU模块中用于进行串口通信的引脚设为高阻态，配置USB功能，接收所述USB终端发起的枚举设备请求，并在枚举结束后，与所述USB终端进行USB通信；在所述USB终端的通信优先级低于所述串口终端的通信优先级时，将所述MCU模块中用于进行USB通信的引脚设为高阻态，配置串口功能，向所述串口终端发起枚举设备请求，并在枚举结束后，与所述串口终端进行串口通信。
7.如权利要求6所述的USB Key，其特征在于，所述MCU模块包括第一设置引脚和第二设置引脚；
所述MCU模块，具体用于根据所述第一设置引脚的电平状态和所述第二设置引脚的电平状态，确定所述USB终端和所述串口终端的通信优先级。
8.如权利要求6所述的USB Key，其特征在于，
所述MCU模块，还用于在所述USB终端的通信优先级等于所述串口终端的通信优先级时，配置USB功能和串口功能，接收所述USB终端发起的枚举设备请求，并在枚举结束后，与所述USB终端进行USB通信，向所述串口终端发起枚举设备请求，并在枚举结束后，与所述串口终端进行串口通信。
9.如权利要求8所述的USB Key，其特征在于，所述MCU模块，包括：
USB功能单元，用于接收所述USB终端发送的数据，将状态标志位设置为第一预设值；
串口功能单元，用于接收所述串口终端发送的数据，将状态标志位设置为第二预设值；
处理单元，用于检查所述状态标志位，在所述状态标志位为所述第一预设值时，与所述USB终端进行USB通信；在所述状态标志位为所述第二预设值时，与所述串口终端进行串口通信。
10.一种通用串行总线USB Key与终端进行通信的方法，其特征在于，包括以下步骤：
USB Key上电，并进行初始化配置；
所述USB Key检测自身的微控制单元MCU模块中的模式引脚的电位状态，所述模式引脚用于通过自身的电位状态指示所述USB Key与终端之间的通信模式；
如果所述模式引脚的电位状态满足第一预设条件，所述USB Key将所述MCU模块中用于进行串口通信的引脚设为高阻态，配置USB功能，接收与所述USB Key连接的终端发起的枚举设备请求，并在枚举结束后，与所述终端进行USB通信；
如果所述模式引脚的电位状态满足第二预设条件，所述USB Key将所述MCU模块中用于进行USB通信的引脚设为高阻态，配置串口功能，向与所述USB Key连接的终端发起枚举设备请求，并在枚举结束后，与所述终端进行串口通信。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述模式引脚的个数为1个；
所述第一预设条件，具体为：所述电位状态为预设电平；
所述第二预设条件，具体为：所述电位状态不是预设电平。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述USB Key的接口模块包括第一引脚和第二引脚，当所述USB Key连接到终端的USB接口时，所述第一引脚的电位状态为高电平，所述第二引脚的电位状态为低电平；当所述USB Key连接到终端的串口时，所述第一引脚的电位状态为低电平，所述第二引脚的电位状态为高电平；
所述模式引脚与所述第一引脚连接时，所述预设电平为高电平；所述模式引脚与所述第二引脚连接时，所述预设电平为低电平。
13.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述模式引脚包括第一模式引脚和第二模式引脚；
所述第一预设条件，具体为：所述第一模式引脚的电位状态为所述预设电平，且所述第二模式引脚的电位状态不是所述预设电平；
所述第二预设条件，具体为：所述第一模式引脚的电位状态不是所述预设电平，且所述第二模式引脚的电位状态为所述预设电平。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述USB Key的第一接口模块通过USB接口与终端连接，包括第一引脚；所述USB Key的第二接口模块通过串口与终端连接，包括第二引脚；
当所述第一接口模块连接到终端的USB接口时，所述第一引脚的电位状态为高电平；当所述第二接口模块连接到终端的串口时，所述第二引脚的电位状态为高电平；
所述第一模式引脚与所述第一引脚连接，且所述第二模式引脚与所述第二引脚连接时，所述预设电平为高电平；所述第一模式引脚与所述第二引脚连接，且所述第二模式引脚与所述第一引脚连接时，所述预设电平为低电平。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，与所述第一接口模块连接的终端为USB终端，与所述第二接口模块连接的终端为串口终端；
所述USB Key检测自身的微控制单元MCU模块中的模式引脚的电位状态之后，还包括：
如果所述第一模式引脚的电位状态和所述第二模式引脚的电位状态均为高电平时，所述USB Key确定所述USB终端和所述串口终端的通信优先级；
当所述USB终端的通信优先级高于所述串口终端的通信优先级时，所述USB Key将所述MCU模块中用于进行串口通信的引脚设为高阻态，配置USB功能，接收所述USB终端发起的枚举设备请求，并在枚举结束后，与所述USB终端进行USB通信；
当所述USB终端的通信优先级低于所述串口终端的通信优先级时，所述USB Key将所述MCU模块中用于进行USB通信的引脚设为高阻态，配置串口功能，向所述串口终端发起枚举设备请求，并在枚举结束后，与所述串口终端进行串口通信。
16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述MCU模块包括第一设置引脚和第二设置引脚；
所述USB Key确定所述USB终端和所述串口终端的通信优先级，具体为：
所述USB Key根据所述第一设置引脚的电平状态和所述第二设置引脚的电平状态，确定与所述第一设置引脚和所述第二设置引脚对应的终端的通信优先级。
17.如权利要求15所述的方法，其特征在于，
所述USB Key确定所述USB终端和所述串口终端的通信优先级之后，还包括：
当所述USB终端的通信优先级等于所述串口终端的通信优先级时，所述USB Key配置USB功能和串口功能，接收所述USB终端发起的枚举设备请求，并在枚举结束后，与所述USB终端进行USB通信，向所述串口终端发起枚举设备请求，并在枚举结束后，与所述串口终端进行串口通信。
18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，
所述USB Key与所述USB终端进行USB通信，与所述串口终端进行串口通信，具体为：
所述USB Key在接收到所述USB终端发送的数据后，将状态标志位设置为第一预设值；所述USB Key在接收到所述串口终端发送的数据后，将状态标志位设置为第二预设值；USB Key检查所述状态标志位，在所述状态标志位为所述第一预设值时，与所述USB终端进行USB通信；在所述状态标志位为所述第二预设值时，与所述串口终端进行串口通信。
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