CN206991300U - 一种复用usb接口 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于通信硬件接口技术领域，公开了一种复用USB接口，包括：第一电阻(R1)、第二电阻(R2)、TTL转RS232芯片、USB接口和使能控制模块，TTL转RS232芯片的接收数据引脚和发送数据引脚分别通过第一电阻(R1)和第二电阻(R2)与USB接口的负差分信号线和正差分信号线电连接，USB接口的负差分信号线和正差分信号线分别耦合连接USB差分信号，使能控制模块电连接TTL转RS232芯片的使能引脚，使能控制模块向TTL转RS232芯片的使能引脚输入高电平或低电平。本实用新型实现了USB接口复用，信号互不干扰。
Description
技术领域
本实用新型属于通信硬件接口技术领域，尤其涉及一种复用USB接口。
背景技术
在目前的硬件设计中，由于产品功能需求越来越丰富，所以产品对外的硬件接口也越来越多，比如串口接口与USB接口同时需要的时候，硬件设计上通常做法是单独给出一个USB接口和一个串口接口，这样存在两个问题，1、接口太多必然会与产品结构空间相冲突，达不到产品预期的尺寸要求，产品可能会做得没有那么小巧；2、产品尺寸太大，产品成本随之会增加。
实用新型内容
本实用新型实施例的目的在于提供一种复用USB接口，能够使串口与USB接口复用，信号互不干扰。
本实用新型实施例是这样实现的：
一种复用USB接口，包括：第一电阻、第二电阻、TTL转RS232芯片、USB接口和使能控制模块，TTL转RS232芯片的接收数据引脚和发送数据引脚分别通过第一电阻和第二电阻与USB接口的负差分信号线和正差分信号线电连接，USB接口的负差分信号线和正差分信号线分别耦合连接USB差分信号，使能控制模块电连接TTL转RS232芯片的使能引脚，使能控制模块向TTL转RS232芯片的使能引脚输入高电平或低电平。
其中，所述耦合连接为变压器耦合。
其中，所述耦合连接为电容耦合，包括第一电容和第二电容，USB接口的负差分信号线和正差分信号线分别通过第一电容和第二电容耦合连接USB差分信号。
其中，所述使能控制模块包括第三电阻、第四电阻和拨码开关，所述TTL转RS232芯片的工作电源通过第三电阻、第四电阻和拨码开关的串联支路接地连接，第三电阻和第四电阻之间的连接点与所述TTL转RS232芯片的使能引脚连接。
其中，所述使能控制模块为电路控制单元，电路控制单元一端连接USB接口的负差分信号线和正差分信号线以采集电平信号，另一端连接TTL转RS232芯片的使能引脚，电路控制单元通过采集到的正电平或负电平，输出高电平或低电平控制TTL转RS232芯片的使能引脚。
本实用新型实施例通过将串口与USB接口复用，解决了接口太多与产品结构的空间相冲突的问题，节省了产品成本，同时产品会做得更加小巧、集成度高；复用接口的两种信号互不干扰，USB等高速信号通过电容或变压器等耦合的方式可实现信号互不干扰。
附图说明
图1是本实用新型中串口接口与USB接口复用的功能框架图一；
图2是本实用新型中串口接口与USB接口复用的功能框架图二；
图3是图2的电路结构图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
以下结合具体实施例对本实用新型的具体实现进行详细描述：
如图1所示，一种复用USB接口，包括：TTL转RS232芯片、USB接口和电路控制单元，TTL转RS232芯片的接收数据引脚和发送数据引脚分别通过第一电阻R1和第二电阻R2与USB接口的负差分信号线和正差分信号线电连接，USB接口的负差分信号线和正差分信号线分别通过第一电容C1和第二电容C2连接USB差分信号，电路控制单元一端连接USB接口的负差分信号线和正差分信号线，另一端连接TTL转RS232芯片的使能引脚。电路控制单元采集USB接口的负差分信号线和正差分信号线上的电平信号(正电平或负电平)，将TTL转RS232芯片的使能引脚置为高电平或低电平实现对TTL转RS232芯片的使能控制。
图1的这种方式用于自动切换的场合，使能控制模块为电路控制单元，当信号接入时，如果电路控制单元采集到负电平，则可判断为串口信号的接入，此时电路控制单元使能TTL转RS232芯片(UART芯片)，TTL转RS232芯片正常工作。因有电容的隔离作用(这里也可选用其它隔离方式，如变压器隔离等等)，串口低速信号被隔离，串口通讯不会影响到USB端口。当信号接入时，如果电路控制单元没有采集到负电平，则可判断串口信号没有接入，此时电路控制单元关断TTL转RS232芯片，TTL转RS232芯片不工作。USB高速信号通过电容的耦合作用(这里也可选用其它耦合方式，如变压器耦合等等)正常通讯。
当需要采用手动切换场合时，如图2所示，可通过拨码开关ON/OFF的状态来切换UART模式和USB模式，拨码开关连接在UART芯片的使能引脚和地之间，当拨码开关为ON状态时，TTL转RS232芯片被禁止工作，此时为USB模式；当拨码开关为OFF状态时，TTL转RS232芯片被使能，此时为UART模式。
如图3所示，以USB2.0为例，电路的工作原理如下：
一种复用USB接口，包括：第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第一电容C1、第二电容C2、USB接口J1、TTL转RS232芯片U1和拨码开关S1，USB接口J1的负差分信号线和正差分信号线分别连接第一电容C1和第二电容C2，所述TTL转RS232芯片U1的接收数据引脚和发送数据引脚分别通过第一电阻R1和第二电阻R2与USB接口J1的负差分信号线和正差分信号线电连接，所述TTL转RS232芯片U1的工作电源通过第三电阻R3、第四电阻R4和拨码开关S1的串联支路接地连接，第三电阻R3和第四电阻R4之间的连接点与所述TTL转RS232芯片U1的使能引脚(即/SHDN端)连接。图中，使能控制模块包括第三电阻R3、第四电阻R4和拨码开关S1，TTL转RS232芯片U1的工作电源一般采用3.3V，USB接口的电源一般是5.0V。
1、拨码开关有两种状态ON和OFF，OFF为默认状态，状态ON时控制信号/SHDN信号被拉低为低电平，状态OFF时控制信号/SHDN信号被悬空(/SHDN信号为高电平)。
2、当拨码S1开关为OFF状态时，此时为串口模式(UART模式)。/SHDN信号为高电平(通过电阻R3上拉)，TTL转RS232芯片正常工作，可以进行串口通讯，串口信号RXD、TXD通过电阻R1、R2连接到USB接口J1，串口低速信号被电容C1、C2隔离，串口和USB信号互不干扰。
3、当拨码开关S1为ON状态时，此时为USB模式。/SHDN信号为低电平(通过电阻R4下拉到GND)，TTL转RS232芯片被关断，进入USB模式，可以进行USB通讯，USB高速信号(DM信号和DP信号)通过电容C1、C2耦合(或变压器等其他方式耦合)通讯连接到USB接口J1。
4、通过改变拨码开关ON/OFF的状态来切换UART模式(传输UART信号)和USB模式(传输USB差分信号)。
本实用新型的实施例中，USB高速信号可以通过电容或变压器等耦合方式实现正常通讯，与低速的串口信号可以互不干扰，对于所有高速信号，如以太网信号等等，均可通过所述耦合方式实现与低速信号的接口复用，电路控制单元检测到负电平即认为是串口信号的接入，此时使能TTL转RS232芯片；当没有检测到负电平即认为串口信号没有接入，此时禁止TTL转RS232芯片，TTL转RS232芯片不工作。硬件接口的复用，省掉串口接口一般使用的RJ45、DB9等等接口。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种复用USB接口，其特征在于，包括：第一电阻、第二电阻、TTL转RS232芯片、USB接口和使能控制模块，TTL转RS232芯片的接收数据引脚和发送数据引脚分别通过第一电阻和第二电阻与USB接口的负差分信号线和正差分信号线电连接，USB接口的负差分信号线和正差分信号线分别耦合连接USB差分信号，使能控制模块电连接TTL转RS232芯片的使能引脚，使能控制模块向TTL转RS232芯片的使能引脚输入高电平或低电平。
2.根据权利要求1所述的一种复用USB接口，其特征在于：所述耦合连接为变压器耦合。
3.根据权利要求1所述的一种复用USB接口，其特征在于：所述耦合连接为电容耦合，包括第一电容和第二电容，USB接口的负差分信号线和正差分信号线分别通过第一电容和第二电容耦合连接USB差分信号。
4.根据权利要求1所述的一种复用USB接口，其特征在于：所述使能控制模块包括第三电阻、第四电阻和拨码开关，所述TTL转RS232芯片的工作电源通过第三电阻、第四电阻和拨码开关的串联支路接地连接，第三电阻和第四电阻之间的连接点与所述TTL转RS232芯片的使能引脚连接。
5.根据权利要求1所述的一种复用USB接口，其特征在于：所述使能控制模块为电路控制单元，电路控制单元一端连接USB接口的负差分信号线和正差分信号线以采集电平信号，另一端连接TTL转RS232芯片的使能引脚，电路控制单元通过采集到的正电平或负电平，输出高电平或低电平控制TTL转RS232芯片的使能引脚。
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Country Status (1)
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| WO2021098574A1 (zh) * | 2019-11-20 | 2021-05-27 | 费森尤斯卡比(南昌)医疗器械有限公司 | 下位机、连接器、下位机组件及通信系统 |
| RU2809933C1 (ru) * | 2019-11-20 | 2023-12-19 | Фрезениус Каби (Наньчан) Ко., Лтд. | Ведомый компьютер, разъем, ведомый компьютерный узел и система связи |
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