CN102831094B - 电子设备及其模拟信号端口复用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种电子设备，包括模拟信号端口、与所述模拟信号端口连接的模拟信号接口模块、串行数据接口模块以及微处理器，所述模拟信号接口模块与所述模拟信号端口之间通过第一信号线和第二信号线连接，所述串行数据接口模块包括数据发送单元、数据接收单元和控制寄存器，所述串行数据接口模块的数据发送单元、数据接收单元和控制寄存器通过数据总线与微处理器通信连接，所述数据发送单元的发送端和数据接收单元的接收端分别连接所述第一信号线和第二信号线，微处理器通过设置控制寄存器以开启或关闭串行数据接口模块。还公开一种该电子设备的模拟信号端口复用方法。该电子设备外形更加美观，省去了设计制造成本，调试、维护或升级时更加方便。

Description

电子设备及其模拟信号端口复用方法

技术领域

本发明涉及小型电子设备，特别是涉及一种电子设备及其模拟信号端口复用方法。

背景技术

随着芯片技术和嵌入式技术的不断发展，微型系统不断地应用到小型或者小功耗电子设备中，这些电子设备通常都具有系统软件来支持电子设备的各种功能和操作。系统软件的优化有利于优化电子产品的性能，因此电子产品通常都会有后期不断地对系统软件的维护和升级，在开发过程中也需要对其进行调试。

由于小型电子设备本身尺寸的限制，其外部端口通常不会太多，常见的有音频接口等模拟信号端口，还有微型USB接口等。而对电子设备的软件升级，采用串口在线升级（IAP）是比较方便的方式。通常的电子设备都会在内部具有串口，在调试或升级时将电子设备拆开，然后接入，这会很不方便。而若在电子设备外部增设相应的接口，则会要进行额外的接口设计，增加成本和影响电子产品的外观。

发明内容

基于此，有必要提供一种能够减少接口设计的电子设备。

此外，还提供一种电子设备的模拟信号端口复用方法。

一种电子设备，包括模拟信号端口、与所述模拟信号端口连接的模拟信号接口模块、串行数据接口模块以及微处理器，所述串行数据接口模块通过数据总线与微处理器通信连接，所述串行数据接口模块还与所述模拟信号端口连接，所述微处理器用于控制开启所述串行数据接口模块以通过所述模拟信号端口进行串行数据通信，或关闭所述串行数据接口模块以通过所述模拟信号端口进行模拟信号传输。

在其中一个实施例中，所述模拟信号接口模块与所述模拟信号端口之间通过第一信号线和第二信号线连接，所述串行数据接口模块包括数据发送单元、数据接收单元和控制寄存器，所述数据发送单元的发送端和数据接收单元的接收端分别连接所述第一信号线和第二信号线，所述微处理器通过设置控制寄存器以开启或关闭所述串行数据接口模块。

在其中一个实施例中，所述模拟信号接口模块为AUX音频输入接口模块或MP3音频输入接口模块，所述第一信号线和第二信号线分别为所述AUX音频输入接口模块或MP3音频输入接口模块的左声道输入线和右声道输入线。

在其中一个实施例中，所述串行数据接口模块为UART接口模块。

在其中一个实施例中，所述微处理器和UART接口模块集成于微控制单元。

一种电子设备的模拟信号端口复用方法，包括如下步骤：

根据外部针对电子设备的预设操作生成开启指令或关闭指令；

根据所述开启指令以开启串行数据接口模块，或根据所述关闭指令以关闭串行数据接口模块；

当所述串行数据接口模块开启时，通过所述模拟信号端口进行串行数据通信；当所述串行数据接口模块关闭时，通过所述模拟信号端口进行模拟信号传输。

在其中一个实施例中，还包括：在电子设备上电时，根据预设指令关闭串行数据接口模块。

在其中一个实施例中，所述串行数据接口模块为UART接口模块，所述开启或关闭串行数据接口模块的步骤具体为：将UART接口模块中的控制寄存器的发送标识位设置为真或假。

在其中一个实施例中，所述模拟信号接口模块为AUX音频输入接口模块或MP3音频输入接口模块，所述根据外部针对电子设备的预设操作生成开启指令的步骤具体为：

检测电子设备的当前音量是否为零，若是，则进一步判断所述预设操作是否发生，若预设操作发生，则生成所述开启指令；否则返回继续判断所述预设操作是否发生；若当前音量不为零，则继续维持串行数据接口模块关闭的状态。

上述电子设备及其模拟信号端口的复用方法，使得电子设备的外部端口得以复用，从而不用在电子设备上开设额外的端口，不仅使得电子设备的外形更加美观，省去了设计制造成本，在利用串行接口对电子设备进行调试、维护或升级时，也不用拆开电子设备，更加方便。

附图说明

图1为一实施例的电子设备模块图；

图2为一实施例的模拟信号接口模块的电路原理图；

图3为UART接口模块的内部模块示意图；

图4为基于图1实施例的电子设备升级软件的流程图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例方式进一步说明该电子设备及其端口复用方法。

如图1所示，为一实施例的电子设备。该电子设备包括模拟信号接口模块10、串行数据接口模块20、微处理器30以及模拟信号端口40。

模拟信号接口模块10通过第一信号线102和第二信号线104连接至电子设备的模拟信号端口40。在优选的实施例中，模拟信号接口模块10为AUX（Auxiliary）音频输入接口模块或MP3音频输入接口模块。第一信号线102和第二信号线104分别为所述AUX音频输入接口模块或MP3音频输入接口模块的左声道输入线和右声道输入线。

一实施例的模拟信号接口模块10的具体电路原理图如图2所示。其中AUX_ROUT和AUX_LOUT是AUX音频输入口输入的两路音频信号，AUDIO_SENSE是最终输入到音频处理模块的信号。

串行数据接口模块20包括数据发送单元210、数据接收单元220和控制寄存器230。数据发送单元210、数据接收单元220和控制寄存器230通过数据总线与微处理器30通信连接，分别用于发送串行数据、接收串行数据以及对发送和接收串行数据进行控制。在优选的实施例中，串行数据接口模块20为UART（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，通用异步接收/发送装置）接口模块。UART接口模块可以将接收到的串行数据转换为字节数据，也可以将并行数据转换为串行数据后发送。

如图3所示，UART接口模块包括：发送部分的发送缓冲寄存器UnTHR和移位寄存器UnTSR，接收部分的接收缓冲寄存器UnRBR和移位寄存器UnRSR以及控制寄存器。

其中发送缓冲寄存器UnTHR和接收缓冲寄存器UnRBR分别缓冲存储发送数据和接收数据，移位寄存器UnTSR、UnRSR分别用于进行数据的串并行转换。

控制寄存器则包括多种控制或者记录UART接口模块的各种状态的寄存器，例如FIFO控制寄存器（UnFCR）、控制寄存器UnLCR、中断使能寄存器UnIER等等，在初始化或者运行过程中，通过设置这些控制寄存器即可改变UART接口模块的运行状态。

当然，UART接口模块还包括波特率发生器等必要的模块。

UART接口模块具体可以采用16550UART芯片或者8550UART芯片。

为了解决电子设备上的数据端口不足带来的问题，本实施例中，将数据发送单元210的发送端Tx连接第一信号线102，数据接收单元220的接收端Rx连接第二信号线104；并且由微处理器30通过设置控制寄存器230以开启或关闭所述串行数据接口模块20。这样，在需要进行串行数据传输时，控制将串行数据接口模块20打开，使外部数据通过模拟信号接口模块10的端口接入，并与串行数据接口模块20进行串行数据传输。而不需要串行数据传输时，控制将串行数据接口模块20关闭，从而不会影响模拟信号的传输。

电子设备上的外部端口得以复用，从而不用在电子设备上开设额外的端口，不仅电子设备外形更加美观，在利用串行接口对电子设备进行调试、维护或升级时，也不用拆开电子设备，更加方便。

在一个实施例中，上述的微处理器30和UART接口模块集成于型号为M1506BN的微控制单元（Micro Control Unit，MCU）。该微控制单元集成多种模块，其中包括上述的微处理器30和UART接口模块，该微控制单元的管脚TXD和RXD即对应上述发送端Tx和接收端Rx，分别连接至第一信号线102和第二信号线104。

基于上述实施例的电子设备，提供一实施例的电子设备的模拟信号端口复用方法，包括以下步骤。

S101：根据外部针对电子设备的预设操作生成开启指令或关闭指令。在一个实施例中，电子设备上电时，根据预设指令设置控制寄存器230关闭串行数据接口模块。即电子设备在启动后，串行数据接口模块默认为关闭，不会影响模拟信号端口的正常使用，在需要使用串行数据通信时才将串行数据接口模块开启。

对电子设备的操作通常会有多种，通过按压按钮、触摸屏幕、摇晃电子设备或者遮盖光线传感器等方式可以实现各种不同的操作。通过定义一种预设操作，使其对应生成开启指令或关闭指令，即可控制开启或关闭串行数据接口模块。

在上述的模拟信号接口模块为AUX接口模块或者MP3接口模块时，通常需要传输声音信号，要使使用者不会发觉串行数据的传输对声音信号的影响，可要求检测音量是否为零，当为零时，通过按下特定按键组合并持续数秒开启串行数据接口模块。通过检测预设操作是否发生，即可判断是否开启串行数据接口模块。

S102：根据所述开启指令设置控制寄存器以开启串行数据接口模块，或根据所述关闭指令设置控制寄存器以关闭串行数据接口模块。串行数据接口模块的工作状态可以通过改变控制寄存器的数据来进行改变。例如UART接口模块中，包括多种寄存器：FIFO控制寄存器（UnFCR）、控制寄存器UnLCR、中断使能寄存器UnIER等等。通过设置各种寄存器的数据，即可改变UART接口模块的工作状态。例如，将UART接口模块中的控制寄存器的发送标志位设置为真或假。

S103：当所述串行数据接口模块开启时，通过所述模拟信号端口进行串行数据通信；当所述串行数据接口模块关闭时，通过所述模拟信号端口进行模拟信号传输。当进行串行数据通信时，由于使用的是电子设备的模拟信号端口，因此接入该模拟信号端口的其他设备需要采用与该模拟信号端口匹配的接口，例如与AUX接口对应的双线插脚或者与MP3接口对应的音频输入线插脚。

以下以电子设备的一种软件升级流程为例对该复用方法进行说明。

如图4所示，电子设备首先启动升级底层程序，并读取升级标志位，若为真，则进入升级模式，否则进入应用层程序。

在升级模式下，首先进行串口管脚配置初始化，设置发送标志为真，并随后检测发送标志，若发送标志为真，则发送握手信号，正式启动串行数据传输，否则等待中断。

在应用层程序中，模拟信号端口主要进行模拟信号的传输。但是其维持一个判断预设操作的循环检测，具体是：首先判断电子设备的音量是否为零，若为零，则判断组合按键是否按住3秒以上，若是则开启串行数据接口模块，否则返回继续判断音量是否为零。若音量不为零，则继续维持串行数据接口模块关闭的状态。

之后判断是否收到需要升级的信息，这通常是通过操作电子设备对其进行主动的软件升级时所生成的信息，若是，则将升级标志置为真，否则返回继续判断音量是否为零。

其中，上述过程中的“设置发送标志为真”、“开启串行数据接口模块”以及“关闭串行数据接口模块”都是通过设置串行数据接口模块的控制寄存器来实现的。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种电子设备，包括模拟信号端口、与所述模拟信号端口连接的模拟信号接口模块、串行数据接口模块以及微处理器，所述串行数据接口模块通过数据总线与微处理器通信连接，其特征在于，所述串行数据接口模块还与所述模拟信号端口连接，所述微处理器用于控制开启所述串行数据接口模块以通过所述模拟信号端口进行串行数据通信，或关闭所述串行数据接口模块以通过所述模拟信号端口进行模拟信号传输；

所述模拟信号接口模块与所述模拟信号端口之间通过第一信号线和第二信号线连接，所述串行数据接口模块包括数据发送单元、数据接收单元和控制寄存器，数据发送单元的发送端和数据接收单元的接收端分别连接所述第一信号线和第二信号线，所述微处理器通过设置控制寄存器以开启或关闭所述串行数据接口模块；

所述模拟信号接口模块为AUX音频输入接口模块或MP3音频输入接口模块，所述第一信号线和第二信号线分别为所述AUX音频输入接口模块或MP3音频输入接口模块的左声道输入线和右声道输入线。

2.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述串行数据接口模块为UART接口模块。

3.根据权利要求2所述的电子设备，其特征在于，所述微处理器和所述UART接口模块集成于微控制单元。

4.一种电子设备的模拟信号端口复用方法，基于权利要求1～3任一项所述的电子设备，包括如下步骤：

根据外部针对电子设备的预设操作生成开启指令或关闭指令；

根据所述开启指令以开启串行数据接口模块，或根据所述关闭指令以关闭串行数据接口模块；

当所述串行数据接口模块开启时，通过所述模拟信号端口进行串行数据通信；当所述串行数据接口模块关闭时，通过所述模拟信号端口进行模拟信号传输。

5.根据权利要求4所述的电子设备的模拟信号端口复用方法，其特征在于，在根据外部针对电子设备的预设操作生成开启指令或关闭指令的步骤之前，还包括：在电子设备上电时，根据预设指令关闭串行数据接口模块。

6.根据权利要求5所述的电子设备的模拟信号端口复用方法，其特征在于，所述串行数据接口模块为UART接口模块，开启或关闭串行数据接口模块的步骤具体为：将UART接口模块中的控制寄存器的发送标识位设置为真或假。

7.根据权利要求4所述的电子设备的模拟信号端口复用方法，其特征在于，所述根据外部针对电子设备的预设操作生成开启指令的步骤具体为：

检测电子设备的当前音量是否为零，若是，则进一步判断所述预设操作是否发生，若预设操作发生，则生成所述开启指令；否则返回继续判断所述预设操作是否发生；

若当前音量不为零，则继续维持串行数据接口模块关闭的状态。