CN203167074U - 配置有复用接口的移动终端 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种配置有复用接口的移动终端，在移动终端主机上设置有一个复用接口，在复用接口中定义有耳机音频传输引脚、麦克风引脚、手咪扬声器引脚、USB数据引脚、外设识别引脚、电源引脚和接地引脚；其中耳机音频传输引脚连接音频输出通路；麦克风引脚连接音频输入通路；手咪扬声器引脚通过音频功放电路连接音频输出通路；USB数据引脚连接主芯片；外设识别引脚连接主芯片，并通过上拉电阻连接直流电源；电源引脚连接电源电路；接地引脚连接系统地。本实用新型的移动终端通过对其用于连接外设的接口进行复用设计，可以使得手咪、耳机、USB数据线、充电器、GSM串口数据线共享一个物理接口，简化了电路设计，降低了成本。

Description

配置有复用接口的移动终端

技术领域

本实用新型属于移动通信设备技术领域，具体地说，是涉及一种应用在移动通信终端上，可以兼容插接多种外设的接口复用电路。

背景技术

伴随着通信产业的不断发展，今天的移动终端已经从原来的单一通话功能快速地演变成为集语音通话、数据处理、图像显示、娱乐游戏等多种功能于一体的综合性智能通信设备。手机的存储空间也越来越大，手机和外部设备的数据交互也越来越频繁。

目前的手机终端正朝着超薄化和集成化方向发展，而外形的精简和功能的增加，对手机终端外围接口的兼容性和通用性提出了更高的要求。因此，如何用最少的接口实现对更多外设的支持和检测，是移动终端目前面临的一项主要问题。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种配置有复用接口的移动终端，通过对移动终端上用于连接外设的接口进行复用设计，以减少移动终端的接口器件数量，简化结构设计，减少空间占用。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案予以实现：

一种配置有复用接口的移动终端，包括主机和外设，在所述主机上设置有一个复用接口，所述复用接口至少支持与外设中的耳机、手咪、USB数据线、充电器复用插接；在所述复用接口中定义有耳机音频传输引脚、麦克风引脚、手咪扬声器引脚、USB数据引脚、外设识别引脚、电源引脚和接地引脚；其中，耳机音频传输引脚连接主机中的音频输出通路；麦克风引脚连接主机中的音频输入通路；手咪扬声器引脚通过音频功放电路连接主机中的音频输出通路；USB数据引脚通过数据通路连接主芯片；外设识别引脚连接主机中的主芯片，并通过上拉电阻连接直流电源；电源引脚连接主机中的电源电路；接地引脚连接主机的系统地。

为了对插入到复用接口上的更多外设实现自动识别，将所述麦克风引脚连接所述的主芯片，并通过另一上拉电阻连接另一直流电源，利用麦克风引脚的幅值变化配合外设识别引脚的电平状态，共同实现对多种外设类型的准确检测。

为了对耳机实现插拔检测，在所述耳机中，将耳机接口中用于与复用接口中的外设识别引脚对应连接的管脚通过下拉电阻接地，用于与复用接口中的麦克风引脚对应连接的管脚连接耳机的麦克风，并通过耳机的通话按键接地。

为了对手咪实现插拔检测，在所述手咪中，将手咪接口中用于与复用接口中的外设识别引脚对应连接的管脚通过手咪的喊话按键接地，用于与复用接口中的麦克风引脚对应连接的管脚连接手咪的麦克风。

为了区别充电器和USB 数据线的插接情况，在所述充电器中，将充电器接口中用于与复用接口中的USB数据引脚对应连接的一对差分数据管脚短接。

优选的，所述耳机音频传输引脚包括耳机左声道引脚和耳机右声道引脚，分别与主机音频输出通路的左声道音频通路和右声道音频通路对应连接；所述左声道音频通路和右声道音频通路还分别通过隔直电容与音频功放电路的一对差分输入管脚一一对应连接，音频功放电路将接收到的左右声道音频信号转成单声道差分音频信号传输至复用接口的手咪扬声器引脚，所述手咪扬声器引脚为一对差分信号引脚。

进一步的，所述移动终端为基于CDMA和GSM两种通信制式的双模移动终端，所述主芯片为CDMA基带芯片；在所述数据通路中设置有一开关电路，所述开关电路的公共端连接复用接口的USB数据引脚，开关电路的两组选通通路分别与CDMA基带芯片的USB接口和GSM基带芯片的串口一一对应连接，所述开关电路的控制端接收CDMA基带芯片输出的通路选择信号。

优选的，所述开关电路为一颗双刀双掷开关。

为了使所述复用接口可以兼容插接GSM串口数据线，实现对GSM基带芯片的软件升级和校准，在所述外设中还配置有与所述复用接口匹配插接的GSM串口数据线，在GSM串口数据线的连接器中，将用于与复用接口中的外设识别引脚对应连接的管脚通过另一下拉电阻接地，将用于与复用接口中的麦克风引脚对应连接的管脚悬空。

优选的，所述复用接口优选采用目前通用的10针USB接口实现与多种类型外设的兼容插接。

与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是：本实用新型的移动终端通过对其用于连接外设的接口进行复用设计，可以使得手咪、耳机、USB数据线、充电器、GSM串口数据线等多种常用外设共享移动终端上的一个物理接口，不仅电路设计简单，成本低廉，而且可以减少对移动终端内部空间的占用，不会导致移动终端主机厚度的增加，符合目前手机、平板电脑等移动终端产品的轻薄化外观的发展趋势。

结合附图阅读本实用新型实施方式的详细描述后，本实用新型的其它特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

图1是本实用新型所提出的配置有复用接口的移动终端的接口复用电路的一种实施例的电路原理图；

图2是手咪的一种实施例的电路原理图；

图3是在图1所示复用接口上插接手咪、耳机以及GSM串口数据线时用于识别外设类型的检测流程图。 

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细地描述。

实施例一，本实施例为了减少移动终端上接口器件的使用数量，节省移动终端的内部空间，提高移动终端外形上的美观性，采用接口复用技术，在移动终端的主机中设计专门的接口复用电路，由此一来，只需在移动终端的主机上配置一个物理接口，即可实现移动终端与多种常用外围设备（例如：耳机、手咪、USB数据线、充电器等外设）的兼容插接，进而在满足用户对移动终端不同使用需求的前提下，顺应移动终端产品的轻薄化发展趋势。

为了满足一个复用接口兼容耳机、手咪、USB数据线、充电器等多种类型外设的插接要求，本实施例选用一个至少包含有10个引脚的接口器件作为所述的复用接口，布设在移动终端主机的壳体上，通过对所述复用接口中的各个引脚进行功能定义，并连接不同的外围电路，由此实现移动终端主机对插接到其复用接口上的不同外设的自动识别，进而响应用户的操作，满足用户的不同使用需求。

作为本实施例的一种优选设计方案，所述复用接口优选采用目前电子信息产业通用的10针USB接口设置在移动终端的主机上。参见图1所示，对USB接口U3的10个引脚进行如下功能定义：

①将USB接口U3的1、3引脚定义为用于传输耳机音频信号的耳机音频传输引脚；其中，1脚为用于传输左声道音频信号的耳机左声道引脚HPH_L；3脚为传输右声道音频信号的耳机右声道引脚HPH_R。将1、3引脚连接主机内部的音频输出通路，具体与主机音频输出通路的左声道音频通路HPH_OUT_L和右声道音频通路HPH_OUT_R对应连接，在将耳机插入到USB接口U3上时，主机通过1、3引脚输出左、右声道音频信号，通过耳机中的声电转换器件转换成声音，对用户播放输出。

②将USB接口U3的2引脚定义为电源引脚DC_IN，连接主机内部的电源电路，例如电池或者用于对电池进行充放电控制的管理电路等。

③将USB接口U3的4、6引脚定义为USB数据引脚，其中，4脚用于传输负极性的差分信号D-，6脚用于传输正极性的差分信号D+，将4、6引脚通过数据通路连接主机内部的主芯片，以实现主机与外部USB设备之间的数据交互。

在本实施例中，考虑到目前基于CDMA和GSM两种通信制式的双模移动终端来说，其CDMA基带芯片作为整机的主芯片，需要将CDMA基带芯片的USB接口引出，与外部的USB从设备进行数据交互；而其GSM基带芯片需要将其串口引出，以用于程序下载和进入GSM射频校准模式。为了满足两个基带芯片的信号传输要求，本实施例在接口复用电路中设计了开关电路，具体可以选用一颗双刀双掷开关U2进行电路设计，用于对通过USB接口U3的4、5引脚输入的数据信号的传输路径进行选择切换。具体来讲，将所述双刀双掷开关U2的两个公共端HSD-、HSD+分别与USB接口U3的4、6引脚对应连接，双刀双掷开关U2的其中一组选通通路HSD1+、HSD1-连接CDMA基带芯片的USB接口C_USB_D+、C_USB_D-，另外一组选通通路HSD2+、HSD2-连接GSM基带芯片的串口G_TXD、G_RXD。将双刀双掷开关U2的控制端SEL连接CDMA基带芯片，接收CDMA基带芯片输出的通路选择信号USB_SW。

当USB接口U3上插入的是USB设备时，例如电脑等，则CDMA基带芯片输出高电平（或者低电平）的通路选择信号USB_SW，控制双刀双掷开关U2将其第一组选通通路HSD1+、HSD1-与公共端HSD-、HSD+连通，建立起CDMA基带芯片与外部USB设备之间的数据传输通路。当USB接口U3上插入的是GSM串口数据线时，CDMA基带芯片输出低电平（或者高电平）的通路选择信号USB_SW，控制双刀双掷开关U2将其第二组选通通路HSD2+、HSD2-与公共端HSD-、HSD+连通，建立起GSM基带芯片的串口与外部GSM串口数据线之间的数据传输通路。此时，外部的测试设备可以将USB接口U3的USB数据引脚D+、D-作为串口的接收引脚和发送引脚，通过双刀双掷开关U2向GSM基带芯片下载软件程序，实现软件升级或者射频校准功能。

④将USB接口U3的5引脚定义为麦克风引脚MIC，连接主机中的音频输入通路，用于在USB接口U3上插入耳机或者手咪时，将通过耳机或者手咪上的麦克风接收到的语音信号传输至主机的音频输入通路。

在本实施例中，对于需要接收差分形式音频信号的音频输入通路来说，可以将通过USB接口U3引入的单端语音信号通过电容C5~C7形成一对假差分信号MIC_P、MIC_N，传输至主机的音频输入通路，以满足主机对麦克风信号的接收要求。

⑤将USB接口U3的7、9引脚定义为手咪扬声器引脚SPK+、SPK-，通过音频功放电路连接主机的音频输出通路，利用音频功放电路对主机的音频信号进行功率放大处理后，驱动手咪扬声器播放输出。

在本实施例中，所述音频功放电路优选采用一颗音频功放芯片U1对音频信号进行放大处理，如图1所示。具体来讲，可以将音频功放芯片U1的一对差分输入管脚+IN、-IN分别通过串联的电阻R2/R3和隔直电容C3/C4对应连接主机音频输出通路的右声道音频通路HPH_OUT_R和左声道音频通路HPH_OUT_L；音频功放芯片U1的使能管脚SHD连接主芯片，对于CDMA/GSM双模手机来说，可以具体连接CDMA基带芯片，接收CDMA基带芯片输出的使能信号EAR_AMP_EN。当CDMA基带芯片检测到插入到USB接口U3上的外设为手咪时，输出有效的使能信号EAR_AMP_EN，控制音频功放芯片U1启动运行，对通过主机的音频输出通路输出的左、右声道音频信号进行功率放大处理后，转换成单声道差分音频信号，经由音频功放芯片U1的输出端VO1、VO2输出至手咪扬声器引脚SPK+、SPK-，进而传输至手咪中的扬声器SPK，驱动手咪中的扬声器SPK播放对方语音，结合图2所示。

⑥将USB接口U3的10引脚定义为接地引脚GND，连接主机内部的系统地，实现外设与主机的共地。

⑦将USB接口U3的8引脚定义为外设识别引脚IO_INT，连接主机内部主芯片的其中一路GPIO口，例如CDMA基带芯片的IO_INT接口，并通过上拉电阻R6连接直流电源，例如+1.8V的直流电源V_1.8V，以实现主机对插入到USB接口U3上的外设类型的自动识别。

在本实施例中，为了实现主机对GSM串口数据线、耳机、手咪三种外设的插拔状态进行自动识别，首先在主机内部的接口复用电路中，将USB接口U3的麦克风引脚MIC连接CDMA基带芯片的一路模数转换接口EAR_ADC，并通过上拉电阻R5连接直流电源，例如+2.6V的直流电源MIC_BIAS_2.6V；其次，对GSM串口数据线、耳机、手咪三种外设的接口电路进行分别设计如下：

（a）在GSM串口数据线中，将其连接器中用于与USB接口U3中的外设识别引脚IO_INT对应连接的第8管脚通过下拉电阻接地，所述下拉电阻的阻值应远小于上拉电阻R6的阻值，例如选用820KΩ的上拉电阻R6，10KΩ的下拉电阻；将GSM串口数据线的连接器中，用于与USB接口U3中的麦克风引脚MIC对应连接的第5管脚悬空。

（b）在耳机中，将耳机接口中用于与USB接口U3中的外设识别引脚IO_INT对应连接的第8管脚通过下拉电阻接地，所述下拉电阻的阻值也应远小于上拉电阻R6的阻值，同样可以选择10KΩ的下拉电阻与820KΩ的上拉电阻R6配合设计；将耳机接口中用于与USB接口U3中的麦克风引脚MIC对应连接的第5管脚连接耳机中的麦克风，并通过耳机的通话按键接地。

（c）在手咪中，将手咪接口中用于与USB接口U3中的外设识别引脚IO_INT对应连接的第8管脚通过手咪的喊话按键SW接地，如图2所示；将手咪中的麦克风连接在手咪接口的第5管脚和第10管脚之间，进而在将手咪插入到USB接口U3上时，可以使得所述麦克风连接在USB接口U3的麦克风引脚MIC与接地引脚GND之间，将通过麦克风接收到的语音信号传输至主机。

通过对主机内部的接口复用电路以及GSM串口数据线、耳机、手咪三种外设的接口电路分别进行特殊设计，由此一来，主机中的CDMA基带芯片只需检测麦克风引脚MIC的电压幅值，并结合外设识别引脚IO_INT的电平状态，即可对插入到USB接口U3上的GSM串口数据线、耳机、手咪三种外设实现自动检测和准确识别。

下面结合图3对GSM串口数据线、耳机、手咪三种外设的检测和识别过程进行详细说明。

在移动终端开机后，CDMA基带芯片首先检测其IO_INT接口和EAR_ADC接口的电压大小，当IO_INT接口为低电平且EAR_ADC接口的电压值>2.2V时，系统认为有GSM串口数据线插入，进入GSM程序下载或者GSM射频校准模式。GSM串口数据线仅在开机时检测一次，正常开机后不再进行检测。当系统在开机时，如果没有检测到GSM串口数据线插入，则进入State1状态，在此状态下，若CDMA基带芯片检测到其IO_INT接口为高电平且EAR_ADC接口的电压值<1.8V，此时认为有手咪插入，系统进入State2状态。在检测到手咪插入以后，IO_INT接口被软件配置成手咪喊话按键SW的检测接口，来实现通话功能。系统在State2状态下，当检测到其IO_INT接口为高电平且EAR_ADC接口的电压值>2.2V时，认为手咪拔出，返回State1状态。在State1状态下，如果CDMA基带芯片检测到其IO_INT接口为低电平且EAR_ADC接口的电压值<1.8V时，则认为检测到耳机设备，系统进入State3状态来检测耳机是否拔出。当系统检测到耳机设备后，EAR_ADC接口被软件配置成耳机通话按键的检测接口，用来检测耳机的通话按键是否按下。当耳机的通话按键按下时，EAR_ADC接口的电压值约为0V。在State3状态下，当系统检测到IO_INT接口为高电平且EAR_ADC接口的电压值>2.2V时，则系统认为耳机设备拔出，此时系统返回到State1初始状态，继续对插入到USB接口U3上的外设类型进行识别。

使用软件状态机的检测机制可以保证了以上三种设备识别的可靠性与准确性。

对于充电器和USB数据线两种外围设备的检测，本实施例采用将充电器接口中用于与USB接口U3中的USB数据引脚D+、D-对应连接的一对差分数据管脚（即第4管脚和第6管脚）短接的方式，来实现充电器与USB数据线的区别检测。具体检测过程为：充电器和USB数据线共用USB接口U3的第2、4和6引脚，其中，充电器设计成第4脚和第6脚短接。当系统检测到其USB接口U3的第2引脚DC_IN有+5V直流电源输入后，进入中断，通过CDMA基带芯片进一步检测其USB接口电路，如果发现D+、D-引脚短路，则认为插入的是充电器；否则，认为插入的是USB数据线。

采用本实施例的接口复用电路，可以满足充电器、USB数据线、耳机、手咪、GSM串口数据线共同使用同一个物理接口的要求，将其应用在手机等要求轻薄化外观的移动终端产品中，可以减少接口器件的使用数量，有利于减小移动终端产品的整机厚度，方便系统的结构设计。

当然，以上所述仅是本实用新型的一种优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种配置有复用接口的移动终端，包括主机和外设，在所述主机上设置有一个复用接口，其特征在于：所述复用接口至少支持与外设中的耳机、手咪、USB数据线、充电器复用插接；在所述复用接口中定义有耳机音频传输引脚、麦克风引脚、手咪扬声器引脚、USB数据引脚、外设识别引脚、电源引脚和接地引脚；其中，耳机音频传输引脚连接主机中的音频输出通路；麦克风引脚连接主机中的音频输入通路；手咪扬声器引脚通过音频功放电路连接主机中的音频输出通路；USB数据引脚通过数据通路连接主芯片；外设识别引脚连接主机中的主芯片，并通过上拉电阻连接直流电源；电源引脚连接主机中的电源电路；接地引脚连接主机的系统地。

2.根据权利要求1所述的配置有复用接口的移动终端，其特征在于：所述麦克风引脚连接所述的主芯片，并通过另一上拉电阻连接另一直流电源。

3.根据权利要求2所述的配置有复用接口的移动终端，其特征在于：在所述耳机中，耳机接口中用于与复用接口中的外设识别引脚对应连接的管脚通过下拉电阻接地，用于与复用接口中的麦克风引脚对应连接的管脚连接耳机的麦克风，并通过耳机的通话按键接地。

4.根据权利要求2所述的配置有复用接口的移动终端，其特征在于：在所述手咪中，手咪接口中用于与复用接口中的外设识别引脚对应连接的管脚通过手咪的喊话按键接地，用于与复用接口中的麦克风引脚对应连接的管脚连接手咪的麦克风。

5.根据权利要求1所述的配置有复用接口的移动终端，其特征在于：在所述充电器中，充电器接口中用于与复用接口中的USB数据引脚对应连接的一对差分数据管脚短接。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的配置有复用接口的移动终端，其特征在于：所述耳机音频传输引脚包括耳机左声道引脚和耳机右声道引脚，分别与主机音频输出通路的左声道音频通路和右声道音频通路对应连接；所述左声道音频通路和右声道音频通路还分别通过隔直电容与音频功放电路的一对差分输入管脚一一对应连接，音频功放电路将接收到的左右声道音频信号转成单声道差分音频信号传输至复用接口的手咪扬声器引脚，所述手咪扬声器引脚为一对差分信号引脚。

7.根据权利要求2至5中任一项所述的配置有复用接口的移动终端，其特征在于：所述移动终端为基于CDMA和GSM两种通信制式的双模移动终端，所述主芯片为CDMA基带芯片；在所述数据通路中设置有一开关电路，所述开关电路的公共端连接复用接口的USB数据引脚，开关电路的两组选通通路分别与CDMA基带芯片的USB接口和GSM基带芯片的串口一一对应连接，所述开关电路的控制端接收CDMA基带芯片输出的通路选择信号。

8.根据权利要求7所述的配置有复用接口的移动终端，其特征在于：所述开关电路为一颗双刀双掷开关。

9.根据权利要求7所述的配置有复用接口的移动终端，其特征在于：在所述外设中还配置有与所述复用接口匹配插接的GSM串口数据线，在GSM串口数据线的连接器中用于与复用接口中的外设识别引脚对应连接的管脚通过另一下拉电阻接地，用于与复用接口中的麦克风引脚对应连接的管脚悬空。

10.根据权利要求7所述的配置有复用接口的移动终端，其特征在于：所述复用接口为10针的USB接口。

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