CN105893296B - 一种数据信息的传输装置及其方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种数据信息的传输装置及其方法，传输装置包括SPI数据线、USB数据线和设置在移动终端内的控制器；所述控制器在移动终端启动时，选择SPI协议通过SPI数据线传输相应的数据信息给外设；当控制器检测USB数据线接入时，选择USB协议通过USB数据线传输数据信息给外设；当控制器检测USB数据线拔出时，切换为SPI协议；这样移动终端既能保证现有的USB功能正常使用，还额外增加了SPI协议来输出运行信息，解决了现有USB接口不能支持运行信息传输的问题，为移动终端开发、调试、售后维修提供方便。

Description

一种数据信息的传输装置及其方法
技术领域
本发明涉及移动终端技术领域，尤其涉及的是一种数据信息的传输装置及其方法。
背景技术
在移动终端开发阶段，目前通常使用USB进行调试，即将调试设备通过USB接口与移动终端相连接，然后移动终端将运行信息输出、通过USB接口传输至调试设备中进行处理。虽然USB接口结构简单只有四根数据线（VBUS，GND，DP，DN），但其通讯协议复杂。有些低脚的调试设备甚至不具备USB协议，因此调试设备无法解析移动终端输出的运行信息。另外，在移动终端启动引导阶段（BOOTLOADER）往往也尚未载入USB协议，因此也无法将运行信息通过USB接口输出。
因而现有技术还有待改进和提高。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种数据信息的传输装置及其方法，以解决现有USB接口不能支持运行信息传输的问题。
本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：
一种数据信息的传输装置，其包括SPI数据线、USB数据线和设置在移动终端内的控制器；
所述控制器在移动终端启动时，选择SPI协议通过SPI数据线传输相应的数据信息给外设；当控制器检测USB数据线接入时，选择USB协议通过USB数据线传输数据信息给外设；当控制器检测USB数据线拔出时，切换为SPI协议。
所述的数据信息的传输装置中，所述控制器包括USB接口、USB模块、SPI模块和切换模块；
所述移动终端启动时，切换模块将SPI模块与USB接口连接，SPI模块根据SPI协议传输数据信息至USB接口；
当切换模块检测USB接口外接USB数据线时，将USB模块与USB接口连接，USB模块根据USB协议传输数据信息至USB接口；
当切换模块检测USB接口无连接或USB数据线拔出时，将SPI模块与USB接口连接。
所述的数据信息的传输装置中，所述切换模块包括控制单元、第一开关和第二开关；
所述控制单元的输入脚连接USB接口的VBUS脚和USB模块的VBUS1脚，控制单元的输出脚连接第一开关的控制脚和第二开关的控制脚，第一开关的切换脚连接USB接口的DP脚，第一开关的第一选择脚连接USB模块的DP1脚，第一开关的第二选择脚连接SPI模块的CLK脚，第二开关的切换连接USB接口的DN脚，第二开关的第一选择脚连接USB模块的DN1脚，第二开关的第二选择脚连接SPI模块的DATA脚。
所述的数据信息的传输装置中，所述SPI数据线包括数据线、设置在数据线两端的第一接头和第二接头；
所述第一接头设置有CLK1脚、DATA1脚、GND1脚；第二接头设置有CLKIN脚、DATAIN脚、GNDN脚；
SPI数据线与移动终端连接时，USB接口的DP脚连接第一接头的CLK1脚， USB接口的DP脚连接第一接头的DATA1脚， USB接口的VBUS脚悬空。
一种采用所述的数据信息的传输装置的传输方法，其包括：
A、当移动终端启动时，控制器选择SPI协议通过SPI数据线传输相应的数据信息给外设；
B、当控制器检测USB数据线接入时，选择USB协议通过USB数据线传输数据信息给外设；
C、当控制器检测USB数据线拔出时，切换为SPI协议。
所述的数据信息的传输装置的传输方法中，所述步骤A具体包括：
当移动终端启动时，切换模块将SPI模块与USB接口连接，SPI模块根据SPI协议传输数据信息至USB接口。
所述的数据信息的传输装置的传输方法中，所述步骤B具体包括：
当切换模块检测USB接口外接USB数据线时，将USB模块与USB接口连接，USB模块根据USB协议传输数据信息至USB接口。
所述的数据信息的传输装置的传输方法中，所述步骤C具体包括：
当切换模块检测USB接口无连接或USB数据线拔出时，将SPI模块与USB接口连接。
所述的数据信息的传输装置的传输方法中，在所述步骤B中，当 USB数据线插入时，USB接口的VBUS脚上产生上升沿中断信号；
当切换模块的控制单元检测到该上升沿中断信号时，输出高电压使第一开关和第二开关得电吸合，第一开关将USB模块的DP1脚与USB接口的DP脚连接，第二开关将USB模块的DN1脚与USB接口的DN脚连接。
所述的数据信息的传输装置的传输方法中，在所述步骤C中，当USB数据线拔出时，USB接口的VBUS脚上产生下降沿中断信号；
当切换模块的控制单元检测到该下降沿中断信号时，不输出电压使第一开关和第二开关失电，第一开关将SPI模块的CLK脚与USB接口的DP脚连接，第二开关将SPI模块的DATA脚与USB接口的DN脚连接。
相较于现有技术，本发明提供的数据信息的传输装置及其方法，在移动终端启动时，通过控制器选择SPI协议通过SPI数据线传输相应的数据信息给外设；当控制器检测USB数据线接入时，选择USB协议通过USB数据线传输数据信息给外设；当控制器检测USB数据线拔出时，切换为SPI协议；这样移动终端既能保证现有的USB功能正常使用，还额外增加了SPI协议来输出运行信息，解决了现有USB接口不能支持运行信息传输的问题，为移动终端开发、调试、售后维修提供方便。
附图说明
图1是本发明提供的数据信息的传输装置应用实施例的结构框图。
图2是本发明提供的数据信息的传输装置中控制器的电路图。
图3是本发明提供的数据信息的传输装置中SPI数据线的示意图。
图4是本发明提供的运行信息的时序图。
图5是本发明提供的数据信息的传输装置的传输方法流程图。
具体实施方式
本发明提供一种数据信息的传输装置及其方法。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用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供的数据信息的传输装置与外设连接，请参阅图1，所述传输装置包括SPI数据线10、USB数据线20和设置在移动终端内的控制器30。所述控制器30在移动终端启动时，选择SPI（Serial Peripheral Interface，串行外设接口，一种同步串行数据传输协议）协议通过SPI数据线10传输相应的数据信息给外设。当控制器30检测USB数据线20接入时，选择USB协议通过USB数据线20传输数据信息给外设。当控制器30检测USB数据线20拔出时，切换为SPI协议。
也即是说，本实施例默认设置的通讯协议为SPI协议，并配置了对应的SPI数据线10。移动终端平时都通过SPI协议和SPI数据线10来传输数据给其他设备或终端。SPI协议更加简单精简，对于支持SPI协议的设备或终端，特别是对于调试设备来说，SPI协议已能满足其数据传输的需求，能传输正确的数据信息以便调试设备解析。当用户插入USB数据线20时，就自动切换为USB协议来传输数据给支持USB协议的设备或终端。当USB数据线20拔出时，又自动切换回SPI协议。这样一个移动终端使用一个接口就能同时支持两种协议的数据传输，无需每种协议都设置一接口，节省了成本；并且既能保证现有的USB功能正常使用，还额外增加了SPI功能来输出系统的运行信息，为移动终端开发、调试、售后维修提供方便。
请一并参阅图2，所述控制器30包括USB接口310、USB模块320、SPI模块330和切换模块340。所述USB接口310连接USB模块320和切换模块340，所述SPI模块330连接切换模块340。所述USB接口310还外接SPI数据线10或USB数据线20。所述移动终端启动时，切换模块340将SPI模块330与USB接口310连接，SPI模块330根据SPI协议传输数据信息至USB接口310。当切换模块340检测USB接口310外接USB数据线20时，将USB模块320与USB接口310连接，USB模块320根据USB协议传输数据信息至USB接口310。
其中，所述切换模块340包括控制单元341、第一开关K1和第二开关K2；所述控制单元341的输入脚连接USB接口310的VBUS脚和USB模块320的VBUS1脚，控制单元341的输出脚连接第一开关K1的控制脚和第二开关K2的控制脚，第一开关K1的切换脚SW1连接USB接口310的DP脚，第一开关K1的第一选择脚SW2连接USB模块320的DP1脚，第一开关K1的第二选择脚SW3连接SPI模块330的CLK脚，第二开关K2的切换SW4连接USB接口310的DN脚，第二开关K2的第一选择脚SW5连接USB模块320的DN1脚，第二开关K2的第二选择脚SW6连接SPI模块330的DATA脚。
其中，USB接口310的VBUS脚、GND脚用于供电；DP脚、DN脚用于数据传输。第一开关K1和第二开关K2是同步控制的，即这两个开关的状态是始终一致的：要么一起连接至USB模块、要么一起连接至SPI模块。第一开关K1和第二开关K2可采用继电器、或单刀双掷开关、二选一选择器等能进行两个通路选择切换的器件。所述控制单元341输出对应的控制信号来控制第一开关K1和第二开关K2的切换状态。USB模块320用于实现USB功能，其VBUS1脚、GND1脚用于供电，DP1脚、DN1脚用于数据传输。SPI模块330用于实现SPI功能，包括CLK（时钟）、DATA（数据发送）、GND（地）三个引脚。
本实施例中，所述SPI数据线10为一改进点，USB数据线20即现有的USB数据线。请一并参阅图3，所述SPI数据线10包括数据线、设置在数据线两端的第一接头J1和第二接头J2。所述第一接头J1用于连接移动终端的USB接口310，设置有CLK1脚、DATA1脚、GND1脚。第二接头J2用于连接调试工具的对应SPI 接口，设置有CLKIN脚、DATAIN脚、GNDN脚。USB数据线20的两个接头的引脚设置与USB接口310相同，其两个接头分别连接USB接口310和USB主机（如电脑的USB口）。
需要注意的是：移动终端作为主机，调试设备作为从机，SPI数据线10与移动终端连接时，USB接口310的DP脚连接第一接头J1的CLK1脚，相当于连接了调试设备的CLKIN脚。USB接口310的DP脚连接第一接头J1的DATA1脚，当于连接了调试设备的DATAIN引脚。此时USB接口310的VBUS脚悬空。
USB数据线20与USB接口310连接时，名称相同的引脚对应连接，由于USB主机的VBUS引脚是一直输出5V电压的，则此时USB接口310的VBUS脚上产生上升沿中断信号，有电压输入。当USB数据线20拔出时， USB接口310的VBUS脚上产生下降沿中断信号，电压掉电。
以第一开关K1和第二开关K2为继电器为例，切换脚SW1（以下简称SW1）和切换SW4（以下简称SW4）相当于继电器的动触点。第一开关K1的第一选择脚SW2（以下简称SW2）、第二开关K2的第一选择脚SW5（以下简称SW5）相当于继电器的常开触点。第一开关K1的第二选择脚SW3（以下简称SW3）、第二开关K2的第二选择脚SW6（以下简称SW6）相当于继电器的常闭触点。
则所述传输装置的工作原理为：
移动终端启动时，无论此时是否插入SPI数据线10，USB接口310的VBUS脚总是悬空。控制单元341检测其输入无电压或为低电平，则不输出电压，则SW1与SW3保持连接，SW4与SW6保持连接，SPI模块与USB接口310连接。当需要进行调试时，SPI数据线10插入USB接口310和调试设备的SPI接口，SPI模块输出的运行信息（也叫调试信息）通过USB接口310的DP脚、DN脚输出至调试设备的SPI接口。
当SPI模块输出运行信息（由0和１组成的序列，0用低电平表示，１用高电平表示）时，其CLK脚输出时钟信号，DATA脚输出高低变化的电平，低电平表示输出０，高电平表示输出１。图4示出SPI模块输出的一个字节信息的时序，从右至左为输出一个字节的Bit0~Bit7。调试设备检测其CLKIN脚的每一个上升沿时的DATAIN脚的电平，当检测到DATAIN脚为高电平时记录为１，当检测到DATAIN脚为低电平时记录为０，从而完成对移动终端输出信息的获取。由于SPI协议非常简单，因此，在很低端的调试设备上也能很容易实现。
当 USB数据线20插入时，USB接口310的VBUS脚上产生上升沿中断信号，控制单元341检测到上升沿中断信号时输出高电压至第一开关K1和第二开关K2。第一开关K1和第二开关K2得电吸合，即使SW1与SW2吸合连接，SW4与SW5吸合连接。USB模块与USB接口连接，从而使移动终端与USB主机进行USB数据通讯。
当USB数据线20拔出时，USB接口310的VBUS脚上产生下降沿中断信号。控制单元341检测到下降沿中断信号时输出低电压或不输出电压。第一开关K1和第二开关K2内的线圈断电，电磁吸力消失，使SW1与SW3连接，SW4与SW6连接，则SPI模块又重新与USB接口310连接。
基于上述的数据信息的传输装置，本发明还提供一种数据信息的传输装置的传输方法，请一并参阅图5，所述传输方法包括：
S100、当移动终端启动时，控制器选择SPI协议通过SPI数据线传输相应的数据信息给外设；
S200、当控制器检测USB数据线接入时，选择USB协议通过USB数据线传输数据信息给外设；
S300、当控制器检测USB数据线拔出时，切换为SPI协议。
所述步骤S100具体包括：当移动终端启动时，切换模块将SPI模块与USB接口连接，SPI模块根据SPI协议传输数据信息至USB接口。
所述步骤S200具体包括：当切换模块检测USB接口外接USB数据线时，将USB模块与USB接口连接，USB模块根据USB协议传输数据信息至USB接口。
所述步骤S300具体包括：当切换模块检测USB接口无连接或USB数据线拔出时，将SPI模块与USB接口连接。
其中，在所述步骤S200中，当 USB数据线插入时，USB接口的VBUS脚上产生上升沿中断信号；
当切换模块的控制单元检测到该上升沿中断信号时，输出高电压使第一开关和第二开关得电吸合，第一开关将USB模块的DP1脚与USB接口的DP脚连接，第二开关将USB模块的DN1脚与USB接口的DN脚连接。
在所述步骤S300中，当USB数据线拔出时，USB接口的VBUS脚上产生下降沿中断信号；
当切换模块的控制单元检测到该下降沿中断信号时，不输出电压使第一开关和第二开关失电，第一开关将SPI模块的CLK脚与USB接口的DP脚连接，第二开关将SPI模块的DATA脚与USB接口的DN脚连接。
综上所述，本发明的数据信息的传输装置及其方法，在移动终端启动或连接SPI数据线时，将SPI模块与USB接口连接来实现SPI功能；当外接USB数据线时，将USB模块与USB接口连接来实现USB功能；当USB数据线拔出时又切换回SPI模块与USB接口连接。这样移动终端通过一个USB接口既能保证现有的USB功能正常使用，又能使用SPI协议来输出运行信息，解决了现有USB接口不能支持运行信息传输的问题，为移动终端开发、调试、售后维修提供方便。
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 (8)

1.一种数据信息的传输装置，其特征在于，包括SPI数据线、USB数据线和设置在移动终端内的控制器；
所述控制器在移动终端启动时，选择SPI协议通过SPI数据线传输相应的数据信息给外设；当控制器检测USB数据线接入时，选择USB协议通过USB数据线传输数据信息给外设；当控制器检测USB数据线拔出时，切换为SPI协议；
所述控制器包括USB接口、USB模块、SPI模块和切换模块；
所述移动终端启动时，切换模块将SPI模块与USB接口连接，SPI模块根据SPI协议传输数据信息至USB接口；
当切换模块检测USB接口外接USB数据线时，将USB模块与USB接口连接，USB模块根据USB协议传输数据信息至USB接口；
当切换模块检测USB接口无连接或USB数据线拔出时，将SPI模块与USB接口连接；
所述切换模块包括控制单元、第一开关和第二开关；
所述控制单元的输入脚连接USB接口的VBUS脚和USB模块的VBUS1脚，控制单元的输出脚连接第一开关的控制脚和第二开关的控制脚，第一开关的切换脚连接USB接口的DP脚，第一开关的第一选择脚连接USB模块的DP1脚，第一开关的第二选择脚连接SPI模块的CLK脚，第二开关的切换连接USB接口的DN脚，第二开关的第一选择脚连接USB模块的DN1脚，第二开关的第二选择脚连接SPI模块的DATA脚的输出。
2.根据权利要求1所述的数据信息的传输装置，其特征在于，所述SPI数据线包括数据线、设置在数据线两端的第一接头和第二接头；
所述第一接头设置有CLK1脚、DATA1脚、GND1脚；第二接头设置有CLKIN脚、DATAIN脚、GNDN脚；
SPI数据线与移动终端连接时，USB接口的DP脚连接第一接头的CLK1脚， USB接口的DP脚连接第一接头的DATA1脚， USB接口的VBUS脚悬空。
3.一种采用权利要求1所述的数据信息的传输装置的传输方法，其特征在于，包括：
A、当移动终端启动时，控制器选择SPI协议通过SPI数据线传输相应的数据信息给外设；
B、当控制器检测USB数据线接入时，选择USB协议通过USB数据线传输数据信息给外设；
C、当控制器检测USB数据线拔出时，切换为SPI协议。
4.根据权利要求3所述的数据信息的传输装置的传输方法，其特征在于，所述步骤A具体包括：
当移动终端启动时，切换模块将SPI模块与USB接口连接，SPI模块根据SPI协议传输数据信息至USB接口。
5.根据权利要求3所述的数据信息的传输装置的传输方法，其特征在于，所述步骤B具体包括：
当切换模块检测USB接口外接USB数据线时，将USB模块与USB接口连接，USB模块根据USB协议传输数据信息至USB接口。
6.根据权利要求3所述的数据信息的传输装置的传输方法，其特征在于，所述步骤C具体包括：
当切换模块检测USB接口无连接或USB数据线拔出时，将SPI模块与USB接口连接。
7.根据权利要求5所述的数据信息的传输装置的传输方法，其特征在于，在所述步骤B中，当 USB数据线插入时，USB接口的VBUS脚上产生上升沿中断信号；
当切换模块的控制单元检测到该上升沿中断信号时，输出高电压使第一开关和第二开关得电吸合，第一开关将USB模块的DP1脚与USB接口的DP脚连接，第二开关将USB模块的DN1脚与USB接口的DN脚连接。
8.根据权利要求6所述的数据信息的传输装置的传输方法，其特征在于，在所述步骤C中，当USB数据线拔出时，USB接口的VBUS脚上产生下降沿中断信号；
当切换模块的控制单元检测到该下降沿中断信号时，不输出电压使第一开关和第二开关失电，第一开关将SPI模块的CLK脚与USB接口的DP脚连接，第二开关将SPI模块的DATA脚与USB接口的DN脚连接。
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