CN107608280B - 多信源usb接口电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多信源USB接口电路，涉及电子电路技术领域，通过在电路中设置USB控制电路、开关控制电路以及微处理器电路，USB控制电路用于将USB数据以及触摸数据集成在一路端口上传输，微处理电路用于根据当前信源类型，输出与当前心愿类型相对应的控制信号给开关控制电路，开关控制电路用于接收控制信号，并根据控制信号将USB数据以及触摸数据传输给当前信源，最终实现将同一USB接口应用于不同的信源下，具有USB接口利用率高、低成本以及设备内部走线美观的特点。

Description

多信源USB接口电路

技术领域

本发明涉及电子电路技术领域，尤其涉及一种多信源USB接口电路。

背景技术

随着人们学习以及办公生活的需要，触摸一体机等互动显示设备越来越多的出现在我们的现实生活中。

触摸一体机等互动显示设备是常见的教学、会议平台，在日常使用中，常需要通过外置通用串行总线(USB，Universal Serial Bus)接口连接U盘等USB设备，但现存的触摸一体机等互动显示设备的USB接口大多是针对触摸一体机等互动显示设备输入的特定信源进行设计，触摸一体机等互动显示设备通过独立的线材将特定信源与特定信源相对应的USB接口连接，实现特定的信源与USB接口上的USB设备通信，这样的USB接口电路设计使得每个USB接口必须与特定信源采用独立的线材一一对应连接，才能进行完成信源与USB设备的数据通信，造成USB接口多但利用率低的缺陷，不方便用户进行操作。且用户使用触摸一体机等互动显示设备时产生的触摸数据与来自USB设备的数据采用不同的线材和数据端口与信源进行通信，造成设备内部线材多，成本增加，走线不整洁等现象。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种多信源USB接口电路，旨在解决现有技术中触摸一体机等互动显示设备的每个特定信源需要采用独立的USB接口和线材连接USB设备，USB接口不具有多信源的通用性，且用户使用触摸一体机等互动显示设备时产生的触摸数据与来自USB设备的数据采用不同的线材和数据端口与信源进行通信，造成设备内部线材多，成本增加，走线不整洁等技术问题。

为实现上述目的，本发明提供一种多信源USB接口电路，该电路包括：

USB控制电路、开关控制电路以及微处理器电路；

所述USB控制电路一端与USB设备接口和触摸设备接口连接，另一端与所述开关控制电路一端连接，所述开关控制电路另一端与若干信源接口连接，所述微处理电路一端与所述开关电路一端连接；

所述USB控制电路用于通过所述USB设备接口连接USB设备，采集所述USB设备内的USB数据，以及通过所述触摸设备接口连接触摸设备，采集所述触摸设备内的触摸数据，并将所述USB数据以及所述触摸数据传输至所述开关控制电路；

所述微处理器电路用于记录当前所述信源接口连接的信源类型，并输出与所述信源类型对应的控制信号至所述开关控制电路；

所述开关控制电路用于根据来自所述微处理器电路的所述控制信号，将来自所述USB控制电路的所述USB数据以及所述触摸数据传输至的当前所述信源接口连接的信源。

本发明提供一种多信源USB接口电路，通过在电路中设置USB控制电路、开关控制电路以及微处理器电路，USB控制电路用于将USB数据以及触摸数据集成在一路端口上传输，微处理电路用于根据当前信源类型，输出与当前心愿类型相对应的控制信号给开关控制电路，开关控制电路用于接收控制信号，并根据控制信号将USB数据以及触摸数据传输给当前信源，最终实现将同一USB接口应用于不同的信源下，具有USB接口利用率高、低成本以及设备内部走线美观的特点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的多信源USB接口电路的模块结构示意图；

图2为本发明实施例提供的多信源USB接口电路中USB控制电路的电路原理图；

图3为本发明实施例提供的多信源USB接口电路中开关控制电路的电路原理图。

具体实施方式

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，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一部分实施例，而非全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域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。

请参阅图1，图1为本发明实施例提供的多信源USB接口电路的模块结构示意图。

由图1可知，该电路包括：USB控制电路101、开关控制电路102以及微处理器电路103。

USB控制电路101一端与USB设备接口104和触摸设备接口105连接，另一端与开关控制电路102一端连接，开关控制电路102另一端与若干信源接口连接，微处理电路一端与开关电路一端连接。

其中，USB设备接口104用于连接USB设备，USB设备包括U盘、读卡器、移动硬盘、外置刻录机等通过USB接口连接、传输数据的所有设备。

进一步的，信源接口的数量以及类型可以按实际情况需求设置，但是信源接口的数量至少为两个，优选的信源接口类型为：安卓接口106、开放式可插拔规范(OpenPluggable Specification，OPS)接口107、高清晰度多媒体接口(High DefinitionMultimedia Interface，HDMI)108以及显示接口(Display Port，DP)109，为方便描述，在本发明实施例中以上述信源接口类型为例。

USB控制电路101用于通过USB设备接口104连接USB设备，采集USB设备内的USB数据，以及通过触摸设备接口105连接触摸设备，采集触摸设备内的触摸数据，并将USB数据以及触摸数据传输至开关控制电路102。

微处理器电路103用于记录当前信源接口连接的信源类型，并输出与信源类型对应的控制信号至开关控制电路102。

开关控制电路102用于根据来自微处理器电路103的控制信号，将来自USB控制电路101的USB数据以及触摸数据传输至的当前信源接口连接的信源。

在本发明实施例中，通过在电路中设置USB控制电路、开关控制电路以及微处理器电路，USB控制电路用于将USB数据以及触摸数据集成在一路端口上传输，微处理电路用于根据当前信源类型，输出与当前心愿类型相对应的控制信号给开关控制电路，开关控制电路用于接收控制信号，并根据控制信号将USB数据以及触摸数据传输给当前信源，最终实现将同一USB接口应用于不同的信源下，具有USB接口利用率高、低成本以及设备内部走线美观的特点。

请参阅图2，图2为本发明实施例提供的多信源USB接口电路中USB控制电路的电路原理图。

USB控制电路101包括：USB主控芯片；

USB主控芯片包括一路上行端口以及若干路下行端口，若干路下行端口中的一路下行端口与触摸接口连接，作为触摸设备的触摸数据的输入口，其他下行端口与USB设备接口连接，作为USB设备的USB设备数据输入口，USB主控芯片用于采集若干路下行端口输入的数据，并通过一路上行端口输出至开关控制电路，即USB数据以及触摸数据，通过串行传输方式传输数据。

其中，采用串行传输方式的目的是使得线间干扰容易控制，且可以通过不断提高时钟频率来提高传输速率，串口的端子也会比较小。

进一步的，USB控制电路还包括：稳压模块；

稳压模块用于将上行端口输入的5V电压转换为3.3V电压给USB主控芯片供电。

其中，稳压模块包括设置在USB主控芯片内部的稳压单元以及设置在USB主控芯片周边单独的稳压单元。

进一步的，微处理器电路103包括：微处理器；

微处理器包括若干个控制信号输出端，微处理器用于记录当前信源接口连接的信源类型，以及查询与信源类型对应的控制信号，并通过若干个控制信号输出端，将控制信号输出至开关控制电路。

其中，控制信号输出端的数量可以根据实际情况设置，为方便描述，在本发明实施例中以三个控制信号输出端为例，其余数量控制信号输出端的情况可以参考三个控制信号输出端。

进一步的，若干个控制信号输出端分别为：第一控制信号输出端、第二控制信号输出端以及第三控制信号输出端。

进一步的，控制信号包括若干个电平信号；

每个电平信号有两种状态，分别为：高电平和低电平，当微处理器记录当前信源接口与连接的信源类型后，微处理器输出包含若干个所述电平信号状态组合的控制信号，状态组合代表微处理器记录的当前信源接口连接的信源类型。

其中，控制信号包括的电平信号数量根据控制信号输出端的数量而定，每个控制信号输出端输出一种电平信号，即在本发明实施例中，控制信号包括三个电平信号，第一控制信号输出端输出第一电平信号，第二控制信号输出端输出第二电平信号，第三控制信号输出端输出第三电平信号。

进一步的，每个电平信号有两种状态，分别为：高电平和低电平，控制信号通过三干个电平信号的状态组合，代表微处理器记录的当前信源接口连接的信源类型。

请参阅图3，图3为本发明实施例提供的多信源USB接口电路中开关控制电路的电路原理图。

开关控制电路102包括：开关切换芯片；

开关切换芯片包括数据输入端、若干个控制信号输入端以及若干个信源接口。

其中，数据输入端与USB主控芯片的上行端口连接，用于接收来自USB主控芯片的USB数据以及触摸数据。

其中，若干个控制信号输入端与微处理器的若干个控制信号输出端连接，用于接收来自微处理器的控制信号。

其中，控制信号输入端的数量根据控制信号输出端的数量而定，即，在本发明实施例中控制信号输入端的数量为三个。

其中，若干个信源接口与不同的信源连接，用于数据输入端输入的数据与信源进行通信。

其中，信源的类型与信源接口的类型一一对应，即，安卓接口106可连接安卓信源、OPS接口107可连接OPS信源、HDMI108可连接HDMI信源以及DP109连接DP信源。

其中，由于HDMI108以及DP109的存在，使得计算机等电子设备通过HDMI108或者DP109输入信号时，不必将U盘等存储设备连接在计算机等电子设备上，而可以通过直接连接多信源USB接口电路，进而与计算机等电子设备进行通信，极大的方便了用户的使用。

其中，开关控制芯片用于根据控制信号，控制USB数据以及触摸数据与控制信号代表的信源接口连接并通信。

进一步的，开关控制电路102还包括：若干个下拉电阻模块；

其中，下拉电阻模块的数量根据控制信号输出端的数量而定，即，在本发明实施例中，下拉电阻模块的数量为三个。

进一步的，三个下拉电阻模块与开关切换芯片的三个控制信号输入端连接，用于当开关芯片为初始运行状态时，将若干个控制信号输入端的电平拉为低电平，使开关控制电路102的数据输入端与预设信源接口连接。优选的，预设信源接口为安卓接口，便于开机时对主板进行升级。

进一步的，开关控制电路102根据控制信号中第一电平信号、第二电平信号以及第三电平信号的电平的高低，来控制开关控制电路102的数据输入端与不同的信源接口连接。

具体的，当控制信号中第一电平信号、第二电平信号以及第三电平信号的电平状态的的分别为：高电平、底电平以及底电平或者高电平、低电平以及高电平或者高电平、高电平以及低电平或者高电平、高电平以及高电平时，开关控制电路102的数据输入端断开连接，此时数据输入端不与任何信源接口连接。

当控制信号中第一电平信号、第二电平信号以及第三电平信号的电平状态的的分别为：底电平、底电平以及底电平时，开关控制电路102的数据输入端与安卓接口106连接，此时安卓信源接入电路。

当控制信号中第一电平信号、第二电平信号以及第三电平信号的电平状态的的分别为：底电平、底电平以及高电平时，开关控制电路102的数据输入端与OPS接口107连接，此时OPS信源接入电路。

当控制信号中第一电平信号、第二电平信号以及第三电平信号的电平状态的的分别为：低电平、高电平以及低电平时，开关控制电路102的数据输入端与HDMI108连接，此时HDMI信源接入电路。

当控制信号中第一电平信号、第二电平信号以及第三电平信号的电平状态的的分别为：低电平、高电平以及高电平时，开关控制电路102的数据输入端与DP109连接，此时DP信源接入电路。

其中，上述电平状态对应的不同信源的组合方案，不限于上述一种，还可以有其他组合方案，但都与上述组合方案类似，本发明实施例不再一一列举。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的电路，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的实施例仅仅是示意性的，另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

以上为对本发明所提供的一种多信源USB接口电路的描述，对于本领域的技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (4)

1.一种多信源USB接口电路，其特征在于，所述电路包括：

USB控制电路、开关控制电路以及微处理器电路；

所述USB控制电路一端与USB设备接口和触摸设备接口连接，另一端与所述开关控制电路一端连接，所述开关控制电路另一端与若干信源接口连接，所述微处理器电路一端与所述开关控制电路一端连接；

所述USB控制电路用于通过所述USB设备接口连接USB设备，采集所述USB设备内的USB数据，以及通过所述触摸设备接口连接触摸设备，采集所述触摸设备内的触摸数据，并将所述USB数据以及所述触摸数据传输至所述开关控制电路；

所述微处理器电路用于记录当前所述信源接口连接的信源类型，并输出与所述信源类型对应的控制信号至所述开关控制电路；

所述开关控制电路用于根据来自所述微处理器电路的所述控制信号，将来自所述USB控制电路的所述USB数据以及所述触摸数据传输至的当前所述信源接口连接的信源；

所述控制信号包括若干个电平信号；每个所述电平信号有两种状态，分别为：高电平和低电平，当所述微处理器记录当前信源接口与连接的信源类型后，所述微处理器输出包含若干个所述电平信号状态组合的所述控制信号，所述状态组合代表所述微处理器记录的当前所述信源接口连接的信源类型；

所述开关控制电路包括：开关切换芯片；所述开关切换芯片包括数据输入端、若干个控制信号输入端以及若干个信源接口；所述数据输入端与USB主控芯片的上行端口连接，用于接收来自所述USB主控芯片的所述USB数据以及所述触摸数据；若干个所述控制信号输入端与所述微处理器的若干个所述控制信号输出端连接，用于接收来自所述微处理器的所述控制信号；若干个所述信源接口与不同的信源连接，用于所述数据输入端输入的数据与信源进行通信；所述开关切换芯片用于根据所述控制信号，控制所述USB数据以及所述触摸数据与所述控制信号代表的信源接口连接并进行通信；

所述开关控制电路还包括：若干个下拉电阻模块；若干个所述下拉电阻模块与所述开关切换芯片的若干个所述控制信号输入端连接，用于当所述开关切换芯片为初始运行状态时，将若干个所述控制信号输入端的电平拉为低电平。

2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述USB控制电路包括：USB主控芯片；

所述USB主控芯片包括一路上行端口以及若干路下行端口，若干路所述下行端口中的一路所述下行端口与所述触摸设备接口连接，作为所述触摸设备的触摸数据的输入口，其他所述下行端口与所述USB设备接口连接，作为所述USB设备的USB设备数据输入口，所述USB主控芯片用于采集所述若干路下行端口输入的数据，并通过一路所述上行端口输出至所述开关控制电路。

3.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述USB控制电路还包括：稳压模块；

所述稳压模块用于将所述上行端口输入的5V电压转换为3.3V电压给所述USB主控芯片供电。

4.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述微处理器电路包括：微处理器；

所述微处理器包括若干个控制信号输出端，所述微处理器用于记录当前所述信源接口连接的信源类型，以及查询与所述信源类型对应的控制信号，并通过若干个所述控制信号输出端，将所述控制信号输出至所述开关控制电路。