CN107743211B - 智能接口电路及电子设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种智能接口电路及电子设备中，该智能接口电路包括HDMI接口、主控制器、HDMI接口芯片、信道切换电路，HDMI接口的两数据输出端对应与信道切换电路的两输入端连接；信道切换电路的受控端与主控制器的控制端连接；信道切换电路的第一输出端和第三输出端均与HDMI接口芯片的信号传输端连接；信道切换电路的第二输出端和第四输出端均与主控制器的信号传输端连接；其中，主控制器检测电子设备的状态，并根据检测结果输出控制信道切换电路根据控制信号控制HDMI接口与主控制器电气连接，或者控制HDMI接口与HDMI接口芯片电气连接。本发明解决了在程序升级时需要对电子设备重复拆机装机的问题。

Description

智能接口电路及电子设备
技术领域
本发明涉及电子电路技术领域，特别涉及一种智能接口电路及电子设备。
背景技术
目前，多通道音箱sound bar、智能电视等数字电子设备中，一般都带有HDMI/ARC功能。随着产品功能的升级，在产品的开发过程中，对存储在主控制器中，用来实现产品功能的程序软件也需要不断的升级。
但是，考虑到程序软件烧录接口容易给主控制器带来静电干扰，在产品研发结束或销售时，大多会取消掉这个接口，在售后主控制器需要程序升级时，必须先将产品拆机，然后进行升级，在升级完成之后再装机，给程序升级工作带来了很大的不便。
发明内容
本发明的主要目的是提出一种智能接口电路及电子设备，旨在解决在程序升级时需要对电子设备重复拆机装机的问题。
为实现上述目的，本发明提出的一种智能接口电路，应用于具有HDMI功能的电子设备中，所述智能接口电路包括HDMI接口、主控制器、HDMI接口芯片、信道切换电路，所述HDMI接口的两数据输出端分别对应与所述信道切换电路的两输入端连接；所述信道切换电路的受控端与所述主控制器的控制端连接；所述信道切换电路的第一输出端和第三输出端分别对应与所述HDMI接口芯片的两信号传输端连接，以在所述信道切换电路与所述HDMI接口芯片电气连接时，输出高清信号至所述HDMI接口芯片；所述信道切换电路的第二输出端和第四输出端分别对应与所述主控制器的两信号传输端连接，以在所述信道切换电路与所述主控制器电气连接时，使所述主控制器与上位机通讯连接；其中，
所述电子设备的状态包括工作状态和升级状态；
所述主控制器在检测到所述电子设备为工作状态时，输出高电平控制信号，以控制所述信道切换电路控制所述HDMI接口与所述HDMI接口芯片电气连接；
所述主控制器在检测到所述电子设备为升级状态时，输出低电平控制信号，以控制所述信道切换电路控制所述HDMI接口与所述主控制器电气连接。
优选地，所述电子设备的状态包括工作状态和升级状态；
所述主控制器在检测到所述电子设备为工作状态时，输出高电平控制信号，以控制所述信道切换电路控制所述HDMI接口与HDMI接口芯片电气连接；
所述主控制器在检测到所述电子设备为升级状态时，输出低电平控制信号，以控制所述信道切换电路控制所述HDMI接口与所述主控制器电气连接。
优选地，所述信道切换电路包括第一模拟开关、第二模拟开关及第一电阻，所述第一模拟开关和所述第二模拟开关的受控端均与所述主控制器的控制端连接，所述第一模拟开关的输入端与所述HDMI接口的第一数据输出端连接；所述第一模拟开关的第一输出端为所述信道切换电路的第一输出端，所述第一模拟开关的第二输出端为所述信道切换电路的第二输出端；所述第二模拟开关的输入端与所述HDMI接口的第二数据输出端连接；所述第二模拟开关的第三输出端为所述信道切换电路的第三输出端，所述第二模拟开关的第四输出端为所述信道切换电路的第四输出端；所述第一电阻的第一端与所述第一模拟开关和所述第二模拟开关的受控端连接，所述第一电阻的第二端与第一直流电源连接。
优选地，所述智能接口电路还包括第一上拉电阻及第二上拉电阻，所述第一上拉电阻串联设置于第二直流电源与所述第一模拟开关的输入端之间；所述第二上拉电阻串联设置于所述第二直流电源与所述第二模拟开关之间。
优选地，所述第一模拟开关和/或所述第二模拟开关为74LVC1G3157GVSC-74型模拟开关IC。
优选地，所述智能接口电路还包括用于给所述信道切换电路供电的供电电源，所述供电电源与所述信道切换电路的电源端连接。
优选地，所述智能接口电路还包括滤波电路，所述滤波电路串联设置于所述供电电源与地之间。
优选地，所述滤波电路包括第一磁珠、第一电容、第二电容、第三电容，所述第一磁珠的第一端与所述供电电源连接，所述第一磁珠的第二端与所述第一电容、所述第二电容、所述第三电容的第一端及所述信道切换电路的电源端互连；所述第一电容、所述第二电容、所述第三电容的第二端均接地。
优选地，所述智能接口电路还包括HDMI接线端子，所述HDMI接线端子串联设置于所述HDMI接口与上位机之间。
本发明还提出一种电子设备，所述电子设备包括如上所述智能接口电路；所述智能接口电路包括HDMI接口、主控制器、HDMI接口芯片、信道切换电路，所述HDMI接口的两数据输出端对应与所述信道切换电路的两输入端连接；所述信道切换电路的受控端与所述主控制器的控制端连接；所述信道切换电路的第一输出端和第三输出端对应与所述HDMI接口芯片的两信号传输端连接；所述信道切换电路的第二输出端和第四输出端对应与所述主控制器的两信号传输端连接；其中，所述主控制器，用于检测所述电子设备的状态，并根据检测结果输出对应的控制信号；所述HDMI接口芯片，用于将所述HDMI接口接入的高清信号解码分解为独立的数字音频/视频信号；所述信道切换电路；用于根据所述控制信号控制所述HDMI接口与所述主控制器电气连接，或者控制所述HDMI接口与HDMI接口芯片电气连接。
本发明通过主控制器来检测电子设备的状态，并根据检测结果输出对应的控制信号，以控制所述HDMI接口与所述主控制器电气连接，或者控制所述HDMI接口与HDMI接口芯片电气连接。并且在检测到电子设备进入升级状态时，控制所述HDMI接口与所述主控制器电气连接，以使上位机如电脑通过HDMI接口中的IIC总线与主控制器实现通讯，并将编辑好的程序通过HDMI接口下载至主控制器中，进而实现主控制器程序升级。或者在电子设备正常工作时，控制所述HDMI接口与HDMI接口芯片电气连接，以使上位机例如电脑通过IIC接口输出高清信号，HDMI接口芯片将接收到的高清信号解码分解为独立的数字音频/视频信号，从而实现电子设备的音频/视频播放。本发明通过将HDMI接口分别与HDMI接口芯片和电子设备的主控制器连接，通过HDMI接口里的IIC信号线对主控制器中的程序软件进行升级，从而解决了在程序升级时需要对电子设备重复拆机装机的问题。
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，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明智能接口电路应用于电子设备一实施例的功能模块示意图；
图2为图1中智能接口电路一实施例的电路结构示意图。
附图标号说明：
标号 名称 标号 名称
10 HDMI接口 R1 第一电阻
20 主控制器 R1 第一上拉电阻
30 HDMI接口芯片 R2 第二上拉电阻
40 信道切换电路 U1 第一模拟开关
50 滤波电路 U2 第二模拟开关
60 HDMI接线端子 C1～C3 第一电容～第三电容
FB 第一磁珠
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
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作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。
需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
本发明提出的一种智能接口电路，应用于具有HDMI/ARC功能的电子设备中。
该电子设备可以是携式音响、多个声道的音响、MINI播放器及智能电视机等数字化电子设备。这些产品的功能根据市场需求，需要不断的优化升级，这意味着需要对存储在主控制器中，用来实现产品功能的程序软件也不断的升级。但是，考虑到程序软件烧录接口容易给主控制器带来静电干扰，在产品研发结束或销售时，大多会取消掉这个接口，在售后主控制器需要程序升级时，必须先将产品拆机，然后进行升级，在升级完成之后再装机，给程序升级工作带来了很大的不便。为了解决上述问题，本发明将HDMI接口分别与HDMI接口芯片和电子设备的主控制器连接，通过HDMI接口里的IIC信号线对主控制器中的程序软件进行升级，解决在程序升级时需要对电子设备重复拆机装机的问题。
参照图1，在本发明一实施例中，该智能接口电路包括HDMI接口10、主控制器20、HDMI接口芯片30、信道切换电路40，所述HDMI接口10的两数据输出端分别对应与所述信道切换电路40的两输入端连接；所述信道切换电路40的受控端与所述主控制器20的控制端SW连接；所述信道切换电路40的第一输出端和第三输出端分别对应与所述HDMI接口芯片30的两信号传输端连接，以在所述信道切换电路40与所述HDMI接口芯片30电气连接时，输出高清信号至所述HDMI接口芯片30；所述信道切换电路40的第二输出端和第四输出端分别对应与所述主控制器20的两信号传输端连接，以在所述信道切换电路40与所述主控制器20电气连接时，使所述主控制器与20上位机通讯连接；其中，
所述主控制器20，用于检测所述电子设备的状态，并根据检测结果输出对应的控制信号；
所述信道切换电路40；用于根据所述控制信号控制所述HDMI接口10与所述主控制器20电气连接，或者控制所述HDMI接口10与HDMI接口芯片30电气连接。
本实施例中，HDMI接口芯片30通过HDMI接口10与上位机进行通讯，并通过HDMI接口10的两数据输出端接入视频/音频数据和时钟，从而使得上位机例如电脑、电视机等通过IIC接口输出高清信号，HDMI接口芯片30通过其两信号传输端将接收到的高清信号解码分解为独立的数字音频/视频信号。其中，HDMI接口10的两数据输出端分别为第一数据输出端RX0-SCL0和第二数据输出端RX0-SDA0。
主控制器20可以是单片机、DSP等集成芯片的微处理器，主控制器20利用各种接口和线路连接整个电子设备的各个部分，通过运行或执行存储在主控制器20内的软件程序和/或模块，执行电子设备的各种功能和处理数据，实现电子设备的音频/视频播放。
所述电子设备的状态包括工作状态和升级状态。所述主控制器20在检测到所述电子设备为工作状态时，输出高电平控制信号，以控制所述信道切换电路40控制所述HDMI接口10与HDMI接口芯片30电气连接；
所述主控制器20在检测到所述电子设备为升级状态时，输出低电平控制信号，以控制所述信道切换电路40控制所述HDMI接口10与所述主控制器20电气连接。
需要说明的是，本实施例中，对应电子设备的工作状态和升级状态，电子设备上设置有相应的按键电路，用户可以通过长按或者短按按键来输出不同的按键信号，从而可以控制电子设备进入正常工作模式或者进入升级模式，例如长按为进入升级模式，短按则为恢复正常工作模式。
当进入升级模式时，如接收到用户长按按键信号，主控制器20输出控制信号至信道切换电路40，以控制HDMI接口10与所述主控制器20的两信号传输端电气连接，此时电子设备进入升级状态，上位机如电脑通过HDMI接口10中的IIC总线与主控制器20实现通讯，并将编辑好的程序通过HDMI接口10下载至主控制器20中，进而实现主控制器20程序升级。
当进入正常工作模式时，如接收到用户短按按键信号，主控制器20输出控制信号至信道切换电路40，以控制HDMI接口10与所述HDMI接口芯片30的两信号传输端电气连接，此时电子设备正常工作，上位机例如电脑通过IIC接口输出高清信号，HDMI接口芯片30将接收到的高清信号解码分解为独立的数字音频/视频信号，从而实现电子设备的音频/视频播放。
当然，在其他实施例中，用户还可以通过单击/双击按键来分别输出不同的按键信号，或者通过不同的按键来实现对应按键信号的输出，主控制器20也可以根据不同的输入指令来控制信道切换电路40，以实现正常工作/升级模式的切换。
本发明通过主控制器20来检测电子设备的状态，并根据检测结果输出对应的控制信号，以控制所述HDMI接口10与所述主控制器20电气连接，或者控制所述HDMI接口10与HDMI接口芯片30电气连接。并且在检测到电子设备进入升级状态时，控制所述HDMI接口10与所述主控制器20电气连接，以使上位机如电脑通过HDMI接口10中的IIC总线与主控制器20实现通讯，并将编辑好的程序通过HDMI接口10下载至主控制器20中，进而实现主控制器20程序升级。或者在电子设备正常工作时，控制所述HDMI接口10与HDMI接口芯片30电气连接，以使上位机例如电脑通过IIC接口输出高清信号，HDMI接口芯片30将接收到的高清信号解码分解为独立的数字音频/视频信号，从而实现电子设备的音频/视频播放。本发明通过将HDMI接口10分别与HDMI接口芯片30和电子设备的主控制器20连接，通过HDMI接口10里的IIC信号线对主控制器20中的程序软件进行升级，从而解决了在程序升级时需要对电子设备重复拆机装机的问题。
上述实施例中，主控制器20具体可以通过输出高/低电平的控制信号至信道切换电路40的受控端，以在信道切换电路40在接收到到高电平时，时钟信号和数据信号分别通过信道切换电路40的第一输出端HD-SCL和第三输出端HD-SDA输出至HDMI接口芯片30。并在在信道切换电路40在接收到高电平时，信道切换电路40的时钟信号和数据信号分别通过信道切换电路40的第二输出端WL-SCL和第四输出端WL-SDA输出至主控制器20。
参照图1及图2，在一优选实施例中，所述信道切换电路40包括第一模拟开关U1、第二模拟开关U2及第一电阻R1，所述第一模拟开关U1和所述第二模拟开关U2的受控端均与所述主控制器20的控制端SW连接，所述第一模拟开关U1的输入端与所述HDMI接口10的第一数据输出端RX0-SCL0连接；所述第一模拟开关U1的第一输出端为所述信道切换电路40的第一输出端HD-SCL，所述第一模拟开关U1的第二输出端为所述信道切换电路40的第二输出端WL-SCL；所述第二模拟开关U2的输入端与所述HDMI接口10的第二数据输出端RX0-SDA0连接；所述第二模拟开关U2的第三输出端为所述信道切换电路40的第三输出端HD-SDA，所述第二模拟开关U2的第四输出端为所述信道切换电路40的第四输出端WL-SDA；所述第一电阻R1的第一端与所述第一模拟开关U1和所述第二模拟开关U2的受控端连接，所述第一电阻R1的第二端与第一直流电源VCC1连接。
本实施例中，所述第一模拟开关U1和/或所述第二模拟开关U2为74LVC1G3157GVSC-74型模拟开关IC。第一模拟开关U1和第二模拟开关U2为双端输出开关，并基于主控制器20的控制，主控制器20同时控制第一模拟开关U1和第二模拟开关U2的受控端。当主控制器20输出高电平的控制信号时，第一模拟开关U1的输入端，也即公共端与第一输出端导通，第二模拟开关U2的输入端，也即公共端与第三输出端导通，以实现HDMI接口10与HDMI接口芯片30电连接，并通讯。当主控制器20输出低电平的控制信号时，第一模拟开关U1的输入端，也即公共端与第二输出端导通，第二模拟开关U2的输入端，也即公共端与第四输出端导通，以实现HDMI接口10与主控芯片电连接，并通讯。第一电阻R1为上拉电阻，用于在电子设备正常工作时，保证输出至第一模拟开关U1和第二模拟开关U2的受控端的控制信号为高电平。
可以理解的是，第一模拟开关U1或第二模拟开关U2中，两输出端中任意一个与输入端导通时，输出端上的寄生电容约为17.5pF。IIC总线的上拉电阻最小值由电源电压限制，具体可根据公式(1)得出
Rmin＝{Vdd(min)-0.4V}/3mA (1)
其中，Vdd为电源电压，在Vdd为5V的电源电压下，上拉电阻的最小值约为1.5KΩ。上拉电阻的最大值与IIC总线电容的呈函数关系。在高速下载模式下，总线电容约为400pF时，允许的最大为速率为1.7Mbit/s，此时的第一模拟开关U1和第二模拟开关U2的输出端电容满足远小于总线电容，可以满足的IIC高速传输，即IIC总线的快速上升时间的要求。如此设置，相较于软件模拟IIC时序的应用，第一模拟开关U1和第二模拟开关U2还可以提高了IIC传输速度。
参照图1及图2，在一优选实施例中，所述智能接口电路还包括第一上拉电阻R2及第二上拉电阻R3，所述第一上拉电阻R2串联设置于第二直流电源VCC2与所述第一模拟开关U1的输入端之间；所述第二上拉电阻R3串联设置于所述第二直流电源VCC2与所述第二模拟开关U2之间。
本实施例中，第一上拉电阻R2和第二上拉电阻R3用于在HDMI接口10未接入上位机的时钟信号或数据信号时，将第一模拟开关U1和第二模拟开关U2的输入端信号拉高，以解决误动作。
参照图1及图2，在一优选实施例中，所述智能接口电路还包括用于给所述信道切换电路40供电的供电电源(图未示出)，所述供电电源与所述信道切换电路40的电源端连接。
本实施例中，供电电源用于给信道切换电路40中的第一模拟开关U1和第二模拟开关U2提供3.3V的工作电压。供电电源可以接入电子设备主控板的电源电压。
上述实施例中，所述智能接口电路还包括滤波电路50，所述滤波电路50串联设置于所述供电电源与地之间。
具体地，所述滤波电路50包括第一磁珠FB、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3，所述第一磁珠FB的第一端与所述供电电源连接，所述第一磁珠FB的第二端与所述第一电容C1、所述第二电容C2、所述第三电容C3的第一端及所述信道切换电路40的电源端互连；所述第一电容C1、所述第二电容C2、所述第三电容C3的第二端均接地。
本实施例中，磁珠专用于抑制供电电源的高频噪声和尖峰干扰，第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3用于滤除供电电源中的杂波。
参照图1及图2，在一优选实施例中，所述智能接口电路还包括HDMI接线端子60，所述HDMI接线端子60串联设置于所述HDMI接口10与上位机之间。
本实施例中，HDMI接线端子60用于连接HDMI线中的IIC信号线，具体包括电源线VCC、接地线GND、时钟线SCL以及数据线SDA。通过HDMI接线端子60分别连接HDMI接口10上位机，以在第一模拟开关U1和第二模拟开关U2输入端与对应的输出端导通时，实现主控制器20程序升级，或者实现HDMI接口芯片30与上位机通讯。
本发明还提出一种电子设备，所述电子设备包括如上所述的智能接口电路。该智能接口电路的详细结构可参照上述实施例，此处不再赘述；可以理解的是，由于在本发明电子设备中使用了上述智能接口电路，因此，本发明电子设备的实施例包括上述智能接口电路全部实施例的全部技术方案，且所达到的技术效果也完全相同，在此不再赘述。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种智能接口电路，应用于具有HDMI功能的电子设备中，所述智能接口电路包括HDMI接口、HDMI接口芯片、信道切换电路，所述HDMI接口的两数据输出端分别对应与所述信道切换电路的两输入端连接；所述信道切换电路的第一输出端和第三输出端分别对应与所述HDMI接口芯片的两信号传输端连接，以在所述信道切换电路与所述HDMI接口芯片电气连接时，输出高清信号至所述HDMI接口芯片；其特征在于，所述智能接口电路还包括：
主控制器；所述信道切换电路的受控端与所述主控制器的控制端连接，所述信道切换电路的第二输出端和第四输出端分别对应与所述主控制器的两信号传输端连接，以在所述信道切换电路与所述主控制器电气连接时，使所述主控制器与上位机通讯连接；其中，
所述电子设备的状态包括工作状态和升级状态；
所述主控制器在检测到所述电子设备为工作状态时，输出高电平控制信号，以控制所述信道切换电路控制所述HDMI接口与所述HDMI接口芯片电气连接；
所述主控制器在检测到所述电子设备为升级状态时，输出低电平控制信号，以控制所述信道切换电路控制所述HDMI接口与所述主控制器电气连接。
2.如权利要求1所述的智能接口电路，其特征在于，所述信道切换电路包括第一模拟开关、第二模拟开关及第一电阻，所述第一模拟开关和所述第二模拟开关的受控端均与所述主控制器的控制端连接，所述第一模拟开关的输入端与所述HDMI接口的第一数据输出端连接；所述第一模拟开关的第一输出端为所述信道切换电路的第一输出端，所述第一模拟开关的第二输出端为所述信道切换电路的第二输出端；所述第二模拟开关的输入端与所述HDMI接口的第二数据输出端连接；所述第二模拟开关的第三输出端为所述信道切换电路的第三输出端，所述第二模拟开关的第四输出端为所述信道切换电路的第四输出端；所述第一电阻的第一端与所述第一模拟开关和所述第二模拟开关的受控端连接，所述第一电阻的第二端与第一直流电源连接。
3.如权利要求2所述的智能接口电路，其特征在于，所述智能接口电路还包括第一上拉电阻及第二上拉电阻，所述第一上拉电阻串联设置于第二直流电源与所述第一模拟开关的输入端之间；所述第二上拉电阻串联设置于所述第二直流电源与所述第二模拟开关之间。
4.如权利要求3所述的智能接口电路，其特征在于，所述第一模拟开关和/或所述第二模拟开关为74LVC1G3157GVSC-74型模拟开关IC。
5.如权利要求1所述的智能接口电路，其特征在于，所述智能接口电路还包括用于给所述信道切换电路供电的供电电源，所述供电电源与所述信道切换电路的电源端连接。
6.如权利要求5所述的智能接口电路，其特征在于，所述智能接口电路还包括滤波电路，所述滤波电路串联设置于所述供电电源与地之间。
7.如权利要求6所述的智能接口电路，其特征在于，所述滤波电路包括第一磁珠、第一电容、第二电容、第三电容，所述第一磁珠的第一端与所述供电电源连接，所述第一磁珠的第二端与所述第一电容、所述第二电容、所述第三电容的第一端及所述信道切换电路的电源端互连；所述第一电容、所述第二电容、所述第三电容的第二端均接地。
8.如权利要求1至7任意一项所述的智能接口电路，其特征在于，所述智能接口电路还包括HDMI接线端子，所述HDMI接线端子串联设置于所述HDMI接口与上位机之间。
9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括如权利要求1至8任意一项所述智能接口电路。
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