CN1894678A - 用于便携式设备的中断驱动的扩展选项选择接口 - Google Patents

Abstract

外围组件(104)连接到便携式电子设备(102)上，并且通过使用选项选择电路指示外围组件的选项等级。选项选择电路使中断在便携式电子设备内产生，然后电子设备通过改变各种选项选择线路的逻辑电平来确定选项等级。如果检测到选项选择线路之一的逻辑状态的翻转，那么便携式电子设备得知存在选项选择线路，并且相应地确定外围组件的选项等级。

Description

用于便携式设备的中断驱动的扩展选项选择接口

技术领域

本发明通常涉及便携式电子设备，更具体来说，涉及用于把外围设备连接到便携式电子设备的便携式电子设备上的接口。

背景技术

便携式电子设备在很多地区中在日常生活中被广泛的使用，尤其是大城市地区。这种设备的例子中包括移动通信设备、个人数字助理和其他的手持式计算机设备，照相机等等。这些设备中很多是被设计成具有允许它们连同附件或外围设备比如外部音频设备，照相机，无线通信模块一起使用的电子接口。当外围组件被连接到便携式设备上的时候，期望便携式设备检测到外围组件的存在，因此便携式设备可以为运行外围组件初始化合适的驱动软件。这就存在两个问题。第一，外围组件的存在如何被检测到，第二，确定存在哪种外围组件，从而可以在便携式设备上初始化正确的驱动软件和运行模式。

具有外部接口连接器的典型的便携式设备提供电源和地参考连接，所以电源可以被提供给外围设备。而且提供一个或多个选项选择线路，使得可以确定外围组件或外围组件的等级。检测外围组件存在的一个方法是为外围组件加载选项选择线路，以把它变为逻辑0电平，该逻辑0电平可以由便携式设备通过周期性的扫描或者引起中断的逻辑0检测到，该中断当服务时显示了外围组件存在。但是，使用这种检测外围组件存在的被动方法，外围组件或外围组件的等级的数量就被所使用的选项选择线路的数量所限制。对于出售很多便携式设备的对造价敏感的市场来说，期望能最小化外部连接器的尺寸，从而最小化使用的选项选择线路的数量。

一种扩展外围组件的数量超过使用具有选项选择线路的被动检测所能达到的数量的方法在授予Goldberg的专利号为5,301,360的美国专利中有说明，其教导了选项选择线路之间的二极管的使用。通过应用不同的逻辑电平到选项选择线路并观察其他的选项选择线路以确定二极管的存在、其导向以及它是一个齐纳二极管还是普通的二极管，便携式设备周期性的扫描选项选择线路，以确定是否有外围组件已经被连接到便携式设备上。也可使用用于把线路短路的跳线。但是，这种布置要求便携式设备主动地扫描选项选择线路，因为二极管的存在不会改变用于产生中断的逻辑状态。期望消除周期性地执行选项选择线路主动扫描的处理资源。因此，需要一种使用有限数量的选项选择线路来定义更多的外围组件或外围组件等级的方法，并且该方法可以通过允许当外围组件连接到便携式设备上的时候产生中断来被动地检测。

附图说明

图1给出了便携式电子设备和具有选项选择电路的外围组件的示意图，并给出了选项选择电路的第一种布置；

图2给出了选项选择电路的第二种布置；

图3给出了选项选择电路的第三种布置；

图4给出了选项选择电路的第四种布置；以及

图5给出了检测和指示连接到便携式电子设备上的外围组件的存在和类型的流程图。

具体实施方式

尽管说明书以定义了被认为是新颖的发明特征的权利要求结束，结合附图，参考下面的说明可以更好的理解本发明，在下面图中使用了相同的参考标号。

本发明解决了当不限制外围组件类型数量的时候，通过在选项选择线路之间提供有源元件，允许响应于中断检测外围组件的存在的问题，该有源元件把至少一个选项选择线路拉到逻辑电平0，以产生中断，并且当第二个线路被拉到逻辑电平0的时候，其把第一个线路的逻辑电平翻转。

现在参考图1，给出了便携式电子设备102和具有选项选择电路的外围组件104的示意图100。这里显示的选项选择电路是第一种布置或选项选择电路的实施例。便携式电子设备和外围组件的连接用垂直虚线表示，该垂直虚线表示电子接口例如电子连接器。示出的便携式电子设备的一部分是输入/输出(I/O)端口阵列106。I/O端口阵列包括多个I/O端口，比如第一I/O端口108和第二I/O端口110。每一个第一I/O端口连接到电子接口的选项选择线路上。端口可以被配置为输入，来读取逻辑电平，并且它们可以还可被选择地配置为输出，来声明逻辑电平，该逻辑电平不是0就是1。每一个I/O端口也可以连接到便携式电子设备内部的中断线上。期望输入可以进一步被配置为模数(A/D)转换输入，如果便携式电子设备被提供具有A/D转换器。每一个选项选择线路通常使用电阻112，114上拉到高。接口从便携式电子设备为外围组件提供电源电压116和回路或地118。

外围组件可以包括选项选择电路，以指示外围组件类型或等级。选项选择电路可以采用用于指示外围组件的存在和类型的现有技术装置，其包括将一个或多个选项选择线路连接到地。通过包括选项选择电路，可以扩展被使用的外围组件的类型和等级的数量超过现有技术装置。根据本发明，选项选择电路包括连接到第一和第二选项选择线路之间的有源反相器元件。有源反相器元件至少使一个选项选择线路下拉到低，这导致了逻辑电平1转换为逻辑电平0。第一选项选择线路是通过第一连接器126连接的，并且第二选项选择线路是通过第二连接器128连接的。

在第一个实施例中，选项选择电路包括具有控制端例如NPN晶体管的基电极或n沟道金属氧化物半导体场效应管(MOSFET)的栅电极的晶体管120，该控制端在第一选项选择线路中连接到上拉偏置电阻网络122、124，以及连接到第二选项选择线路和地之间的第一和第二导通端。第一和第二导通端可以是，比如，NPN晶体管的集电极和发射极，或者MOSFET的源极和漏极。通过导通端，意思是当运行为“开”或者是导电模式下的开关的时候，电流导通通过的晶体管的终端。例如，当NPN晶体管导通的时候，电流从集电极导通到发射极。在这种布置中，上拉电阻122被连接在电源和输入电阻124之间。当图1显示的选项选择电路连接到便携式电子设备上的时候，上拉电阻网络122、124从电源为晶体管的控制输入提供电流，其在其他终端之间打开到导通状态，使第二选项选择线路被拉到逻辑电平0。然而，当逻辑电平0被应用到第一选项选择线路的时候，晶体管关闭，导致第二选项选择线路被上拉电阻114转变为逻辑电平1。图2给出了与图1中相同的选项选择线路，但在第二种布置200中具有第二选项选择线路上的有源反相器元件，并且导致第一选项选择线路在第一次将外围组件连接到便携式电子设备时转变为逻辑电平0。

现在参考图3-4，分别给出了选项选择电路的第三种布置300和第四种布置400。在这些实施例中选项选择线路都被拉低，这导致它们从逻辑电平1转变为逻辑电平0。二极管130被加在上拉电阻网络122、124前面。在这里上拉电阻网络也被重新布置，所以上拉电阻122被直接连接在晶体管的控制输入和电源端之间。隔离电阻124被连接在控制输入和选项选择线路上连接了在选项选择线路和地之间的二极管的点之间。二极管被连接，使得选项选择线路被拉低，因为当I/O端口被配置为输入的时候，经过二极管的电压会被I/O端口读为逻辑电平0。如前面通过上拉电阻122提供给晶体管的电压和/或电流使晶体管导通，这导致了第二选项选择线路被拉低，并且在I/O端口从逻辑电平1转变为逻辑电平0。由于通过电阻的压降，隔离电阻阻止二极管关断晶体管，压降的典型值是0.7伏。但是，当通过126在第一选项选择线路上声明逻辑电平0的时候，第一选项选择线路上的电压下降足够大，使得隔离电阻不能阻止晶体管关断，这导致了第二选项选择线路从逻辑电平0转变为逻辑电平1。图4给出了与图3相同的选项选择电路，但是选项选择线路不同。

现在参考图5，给出了检测和指示连接到便携式电子设备上的外围组件的存在和类型的流程图。在程序的开端，便携式电子设备和外围组件初始地没有连接，并且便携式电子设备的I/O端口被配置为输入。一旦连接这两个设备，程序开始。在优选实施例中，便携式设备处于等待一直到产生中断(504)。在检测到中断时，便携式电子设备读取I/O端口，以确定选项选择线路的逻辑状态。可能发生三种情况：01，10，和00。如果01的情况发生(506)，便携式电子设备在第二选项选择线路上声明逻辑电平0(508)。如果第一选项选择线路不改变，那么在外围组件中使用现有技术结构，并且第一选项选择线路被接地，这样第一选项选择等级就被确定(512)。如果第一选项选择线路转变(510)，那么使用如图1所示的本发明的反相器，并且第二选项等级被确定(514)。

在I/O端口处于10(1，0)状态的情况下，便携式电子设备在第一选项选择线路上声明逻辑0(518)。如果第二选项选择线路不改变，那么外围组件使用把第二选项选择线路接地的现有技术选项选择装置，并且第三选项等级被确定(522)。如果第二选项选择线路从逻辑1变为逻辑0(520)，那么使用如图2所示的本发明的反相器来指示第四选项等级(524)。

如果I/O端口都处于逻辑0(526)那么便携式电子设备在第一选项选择线路上声明逻辑0。如果第二选项选择线路从0转变为1(530)，那么使用与图3相一致的反相器来指示第五选项等级(532)。如果第二选项选择线路保持在0电平(530)，通过将第一I/O端口配置为输入来释放第一选项选择线路，然后第二I/O端口被配置为输出，并且在第二选项选择线路上声明逻辑0(534)。如果第一选项选择线路从逻辑0转变为逻辑1，使用与图4相一致的反相器来指示第六选项等级(538)。如果第一选项选择线路不改变(536)，使用将选项选择线路都接地的现有技术方法来指示第七选项等级(540)。

因此本发明允许通过把一个或多个选项选择线路接地来产生中断，并指示外围组件属于哪个选项等级的在先技术方法所指示的选项等级的数量进行扩展。使用两选项选择线路接口，本发明使用在先技术方法允许定义超过3的7个选项等级。本发明为通过连接器来接到便携式电子设备的外围组件提供选项选择电路，其中连接器为外围组件提供电源和地。选项选择线路包括第一和第二选项选择线路，并且在第一和第二选项选择线路之间布置了有源反相器。当外围组件被连接到便携式电子设备上的时候，有源反相器元件导致至少第一和第二选项选择线路中的一个处于逻辑电平0。有源反相器可能包括具有连接到第一选项选择线路上的上拉偏置电阻网路上的控制端，以及连接在第二选项选择线路和地之间的第一和第二导通端的晶体管。晶体管可能是NPN或n沟道MOSFET。在选实施例中，除了具有连接到第一选项选择线路上的上拉偏置电阻网路上的控制端以及连接在第二选项选择线路和地之间的第一和第二导通端的晶体管外，选项选择电路还包括连接在第一选项选择线路和地之间的二极管。在这个实施例中，隔离电阻连接在晶体管的控制端和二极管之间。二极管被配置为在外围组件连接到便携式电子设备时，强迫第一选项选择线路变为逻辑电平0。如在此所述，第一和第二选项选择线路可能被颠倒来指示不同的选项等级。

本发明还提供检测连接到便携式电子设备上的外围组件的存在和类型的方法。该方法包括当外围组件连接到便携式电子设备时，向外围组件提供电源电压和地，并且在第一和第二选项选择线路中的至少一个上检测从逻辑电平1到逻辑电平0的转变。在检测到转变之后，便携式电子设备通过在第一和第二选项选择线路中的至少一个上应用逻辑电平0开始确定外围组件的选项等级。在优选实施例中，第一选项选择线路或第二选项选择线路上的从逻辑电平1到逻辑电平0的转变在便携式电子设备内产生中断。转变被中断事件和服务检测到。转变可能在一个或所有的选项选择线路上发生。如果转变仅仅在一个线路上发生，那么另外的线路被拉低，观察发生转变的线路以确定它是否改变了逻辑电平来确定选项等级。

相似地，本方法提供了在外围组件中，当把外围组件和便携式电子设备连接时，通过从便携式电子设备接收电源电压和地来指示外围组件存在和类型的方法。电源和地的存在导致在第一和第二选项选择线路中的至少一个上发生从逻辑电平1到逻辑电平0的转变。响应于具有由便携式电子设备所施加的逻辑电平0的第一或第二选项选择线路中的一个，选项选择电路开始反相另外的选项选择线路的逻辑电平。

当本发明的优选实施例已经被图例说明和描述，本发明不仅局限于此这一点是很清楚的。对于本领域技术人员，可以有众多的修改，改变，变化，替换和等效，而不背离如附加权利要求定义的本发明的精神和范围。例如，本领域技术人员会意识到超过两个的选项选择线路可以被使用。然而，在多于两个的选项选择线路被使用的情况中，还会有在其间布置了选项选择电路的第一和第二选项选择线路。它与如何计算线不相关。

Claims (11)

1.一种在通过连接器连接到便携式电子设备上的外围组件中使用的选项选择电路，连接器为外围组件提供电源和地，该选项选择电路包括：

第一和第二选项选择线路；

布置在第一和第二选项选择线路之间的有源反相器元件，该有源反相器元件导致当外围组件连接到便携式电子设备上的时候，第一和第二选项选择线路中的至少一个处于逻辑电平0。

2.如权利要求1定义的选项选择电路，其中有源反相器元件是具有连接到第一选项选择线路上的上拉偏置电阻网路上的控制端以及连接在第二选项选择线路和地之间的第一和第二导通端的晶体管。

3.如权利要求2定义的选项选择电路，其中晶体管是NPN晶体管。

4.如权利要求2定义的选项选择电路，其中晶体管是n沟道MOSFET。

5.如权利要求1定义的选项选择电路，其中有源反相器元件包括：

连接在第一选项选择线路和地之间的二极管；

具有连接到第一选项选择线路上的上拉偏置电阻网路上的控制端以及连接在第二选项选择线路和地之间的第一和第二导通端的晶体管；以及

连接到晶体管的控制端和二极管之间的隔离电阻；

其中二极管被配置为在外围组件连接到便携式电子设备时，强迫第一选项选择线路变为逻辑电平0。

6.如权利要求5定义的选项选择电路，其中晶体管是NPN晶体管。

7.如权利要求5定义的选项选择电路，其中晶体管是n沟道MOSFET。

8.一种检测连接到便携式电子设备上的外围组件的存在和类型的方法，包括：

为外围设备提供电源电压和地；

在第一选项选择线路和第二选项选择线路中的至少一个上检测从逻辑电平1到逻辑电平0的转变；

通过在第一选项选择线路和第二选项选择线路中的至少一个上应用逻辑电平0，确定外围组件的选项等级。

9.如权利要求8定义的检测外围组件存在和类型的方法，其中在第一选项选择线路和第二选项选择线路中的至少一个上的从逻辑电平1到逻辑电平0的转变在便携式电子设备内产生中断，检测第一选项选择线路上的从逻辑电平1到逻辑电平0的转变包括服务该中断。

10.如权利要求8定义的检测外围组件存在和类型的方法，其中检测在第一选项选择线路和第二选项选择线路中的至少一个上的从逻辑电平1到逻辑电平0的转变包括在第一选项选择线路和第二选项选择线路上都检测从逻辑电平1到逻辑电平0的转变。

11.如权利要求8定义的检测外围组件存在和类型的方法，其中；

检测在第一选项选择线路和第二选项选择线路中的至少一个上的从逻辑电平1到逻辑电平0的转变包括只在第一选项选择线路上检测逻辑电平1到逻辑电平0的转变；

确定选项等级包括在第二选项选择线路上应用逻辑电平0，并且观察第一选项选择线路是否保持在逻辑电平0。

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