CN213458027U - Usb主从设备切换电路、控制电路以及交互平板 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种USB主从设备切换电路、控制电路以及交互平板，应用于电子设备，电子设备设有控制芯片、USB接线端子、第一USB主设备、第一USB从设备和电源；电路包括切换开关、导通开关和模拟数字转换模块；切换开关的驱动端与控制芯片的第一通信端连接；切换开关的固定端与USB接线端子的第二信号端连接；切换开关的两切换端分别与第一USB主设备和第一USB从设备连接；导通开关的使能端与控制芯片的第二通信端连接；导通开关的输入端与电源连接；导通开关的输出端与USB接线端子的第三信号端连接；模拟数字转换模块的输入端与USB接线端子的第三信号端连接，模拟数字转换器的输出端与控制芯片的第三通信端连接。本申请可节省USB接线端端子，节省成本。

Description

USB主从设备切换电路、控制电路以及交互平板

技术领域

本申请实施例涉及USB领域，特别是涉及一种USB主从设备切换电路、控制电路以及交互平板。

背景技术

一般地，USB设备包括USB主设备和USB从设备，USB主设备用于传输数据和处理数据，USB从设备用于传输数据，一般USB主设备向USB从设备中获取数据。在整机例如交互平板使用时，通常会外接USB主设备或者USB从设备，由于USB主设备和USB从设备的功能和数据传输处理不同，因此，传统技术中通常采用两个不同的USB接线端子来分别外接USB主设备和USB从设备，但是，这种方式需要使用整机上的至少两个USB接线端子，增加了成本。

实用新型内容

为克服相关技术中存在的问题，本申请提供了一种USB主从设备切换电路、控制电路以及交互平板，其具有节省USB接线端端子使用数量，节省成本的优点。

根据本申请实施例的第一方面，提供一种USB主从设备切换电路，应用于电子设备，所述电子设备设有控制芯片、USB接线端子、第一USB主设备、第一USB从设备和电源；所述控制芯片具有用于输出驱动信号的第一通信端、用于输出使能信号的第二通信端、以及用于信号交互的第三通信端；所述USB接线端子具有第一信号端、第二信号端、第三信号端和第四信号端；所述USB接线端子的第一信号端用于外接第二USB主设备或者第二USB从设备；

所述电路包括：切换开关、导通开关和模拟数字转换模块；

所述切换开关的驱动端与所述控制芯片的第一通信端连接；所述切换开关的固定端与所述USB接线端子的第二信号端连接；所述切换开关的两切换端分别与所述第一USB主设备和所述第一USB从设备连接；

所述导通开关的使能端与所述控制芯片的第二通信端连接；所述导通开关的输入端与所述电源连接；所述导通开关的输出端与所述USB接线端子的第三信号端连接；

所述模拟数字转换模块的输入端与所述USB接线端子的第三信号端连接，所述模拟数字转换器的输出端与所述控制芯片的第三通信端连接。

根据本申请实施例的第二方面，提供一种USB主从设备控制电路，包括控制芯片、USB接线端子、第一USB主设备、第一USB从设备、第一USB从设备、电源和USB主从设备切换电路；所述控制芯片具有用于输出驱动信号的第一通信端、用于输出使能信号的第二通信端、以及用于信号交互的第三通信端；所述USB接线端子具有第一信号端、第二信号端、第三信号端和第四信号端；所述USB接线端子的第一信号端用于外接第二USB主设备或者第二USB从设备；

所述USB主从设备切换电路包括切换开关、导通开关和模拟数字转换模块；

所述切换开关的驱动端与所述控制芯片的第一通信端连接；所述切换开关的固定端与所述USB接线端子的第二信号端连接；所述切换开关的两切换端分别与所述第一USB主设备和所述第一USB从设备连接；

所述导通开关的使能端与所述控制芯片的第二通信端连接；所述导通开关的输入端与所述电源连接；所述导通开关的输出端与所述USB接线端子的第三信号端连接；

所述模拟数字转换模块的输入端与所述USB接线端子的第三信号端连接，所述模拟数字转换器的输出端与所述控制芯片的第三通信端连接。

根据本申请实施例的第三方面，提供一种交互平板，包括整机、设置在整机上的显示屏、以及均设置在整机内的控制芯片、USB接线端子、第一USB主设备、第一USB从设备、电源和USB主从设备切换电路；所述控制芯片具有用于输出驱动信号的第一通信端、用于输出使能信号的第二通信端、以及用于信号交互的第三通信端；所述USB接线端子具有第一信号端、第二信号端、第三信号端和第四信号端；所述USB接线端子的第一信号端用于外接第二USB主设备或者第二USB从设备；

所述USB主从设备切换电路包括切换开关、导通开关和模拟数字转换模块；

所述切换开关的驱动端与所述控制芯片的第一通信端连接；所述切换开关的固定端与所述USB接线端子的第二信号端连接；所述切换开关的两切换端分别与所述第一USB主设备和所述第一USB从设备连接；

所述导通开关的使能端与所述控制芯片的第二通信端连接；所述导通开关的输入端与电源连接；所述导通开关的输出端与所述USB接线端子的第三信号端连接；

所述模拟数字转换模块的输入端与所述USB接线端子的第三信号端连接，所述模拟数字转换器的输出端与所述控制芯片的第三通信端连接。

本申请通过将切换开关的驱动端与系统芯片的第一通信端连接；切换开关的固定端与USB接线端子的第二信号端连接；切换开关的两切换端分别与第一USB主设备和第一USB从设备连接；导通开关的使能端与系统芯片的第二通信端连接；导通开关的输入端与电源连接；导通开关的输出端与USB接线端子的第三信号端连接；模拟数字转换模块的输入端与USB接线端子的第三信号端连接，模拟数字转换器的输出端与系统芯片的第三通信端连接，进而在USB接线端子的第一信号端外接第二USB主设备时，可以通过切换开关切换至连接有第一USB从设备的切换端，从而使第一USB从设备可以通过所述USB接线端子向外接的所述第二USB主设备传输数据，在USB接线端子的第一信号端外接第二USB从设备时，电源可以通过所述导通开关向所述第二USB从设备供电，且将切换开关切换至连接有第一USB主设备的切换端，从而使所述第一USB主设备可以通过所述USB接线端子从第二USB从设备中获取数据，进而只需要一个USB接线端子就可以外接第二USB主设备，又可以外接第二USB从设备，可实现USB接线端子的复用，节省USB接线端端子使用数量，节省成本。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本实用新型。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例，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获得其他的附图。

图1为本申请实施例示出的双向可控硅过零控制电路的电路图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施例方式作进一步地详细描述。

应当明确，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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它实施例，都属于本申请保护的范围。

下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序，也不能理解为指示或暗示相对重要性。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。在此所使用的词语“如果”/“若”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

本申请实施例的USB主从设备切换电路，应用于电子设备，所述电子设备可以为计算机、电脑和交互平板等；其中，这些电子设备一般以整机的形式呈现，在这些电子设备整机内部一般安装有控制芯片如系统芯片(System on a Chip,SoC)、第一USB主设备、第一USB从设备和电源等用于实现各个功能的器件，同时，这些电子设备整机上还设置有USB接线端子用于连接外设。以下以交互平板为例进行举例说明。

下面将结合附图1来说明本申请USB主从设备切换电路。

请参阅图1，本申请实施例的USB主从设备切换电路，应用于交互平板，所述交互平板设有控制芯片、USB接线端子200、第一USB主设备300、第一USB从设备400和电源500。所述控制芯片可以为任何可实现本申请方案的芯片，本申请示例性实施例以所述控制芯片为系统芯片100(System on a Chip,SoC)为例进行说明。所述系统芯片100为交互平板的主控芯片，通常集成模拟与数字解码器、解调器、中央处理单元和图像处理单元，还可能具有丰富的外设信号端。所述系统芯片100设置在所述交互平板内，且所述系统芯片100具有用于输出驱动信号的第一通信端、用于输出使能信号的第二通信端、以及用于信号交互的第三通信端。所述第一USB主设备300为所述交互平板中可用于数据处理的电路或模块，所述第一USB主设备300用于通过所述USB接线端子200获取外接的第二USB从设备1000中的数据。所述第一USB从设备400为所述交互平板中可用于存储数据的电路或模块，所述第一USB从设备400用于通过所述USB接线端子200向外接的第二USB主设备900传输数据。所述电源500为5V电源。所述USB接线端子200具有用于连接外设的第一信号端以及均用于连接交互平板内部设备的第二信号端、第三信号端和第四信号端。所述USB接线端子200通过所述第一信号端外接第二USB主设备900或者第二USB从设备1000，进而实现交互平板内的第一USB主设备300与外接的第二USB从设备1000之间，或者实现交互平板内的第一USB从设备400与外接的第二USB主设备900之间的通信。所述第二USB主设备900可以为计算机、电脑和交互平板等；所述第二USB从设备1000可以为U盘、鼠标和键盘等。

本申请实施例的USB主从设备切换电路包括切换开关600、模拟数字转换模块700(Analog-to-digital converter,ADC)和导通开关800。

所述切换开关600的驱动端与所述系统芯片100的第一通信端连接；所述切换开关600的固定端与所述USB接线端子200的第二信号端连接；所述切换开关600的两切换端分别与所述第一USB主设备300和第一USB从设备400连接。所述切换开关600通过驱动端接收所述系统芯片100的驱动信号，进而控制固定端与两切换端之间的连通关系。所述切换开关600为两路选择开关，在一些例子中，所述两路选择开关可以是单刀双掷USB开关。

所述导通开关800的使能端与所述系统芯片100的第二通信端连接；所述导通开关800的输入端与电源800连接；所述导通开关800的输出端与所述USB接线端子200的第三信号端连接。所述导通开关800通过使能端接收所述系统芯片100的使能信号实现导通或断开。所述导通开关800可以为MOS管或三极管等通道导通器件，在本申请实施例中所述导通开关800为MOS管。

所述模拟数字转换模块700的输入端与所述USB接线端子200的第三信号端连接，所述模拟数字转换器的输出端与所述系统芯片100的第三通信端连接。所述模拟数字转换模块700可以为模拟数字转换芯片或者模拟数字转换电路。

所述USB接线端子200的第一信号端用于外接第二USB主设备900或者第二USB从设备1000。

本申请通过将切换开关600的驱动端与系统芯片100的第一通信端连接；切换开关600的固定端与USB接线端子200的第二信号端连接；切换开关600的两切换端分别与第一USB主设备300和第一USB从设备400连接；导通开关800的使能端与系统芯片100的第二通信端连接；导通开关800的输入端与电源800连接；导通开关800的输出端与USB接线端子200的第三信号端连接；模拟数字转换模块700的输入端与USB接线端子200的第三信号端连接，模拟数字转换器的输出端与系统芯片100的第三通信端连接，进而在USB接线端子200的第一信号端外接第二USB主设备900时，可以通过切换开关600切换至连接有第一USB从设备400的切换端，从而使第一USB从设备400可以通过所述USB接线端子200向外接的所述第二USB主设备900传输数据，在USB接线端子200的第一信号端外接第二USB从设备1000时，电源800可以通过所述导通开关800向所述第二USB从设备1000供电，且将切换开关600切换至连接有第一USB主设备300的切换端，从而使所述第一USB主设备300可以通过所述USB接线端子200从第二USB从设备1000中获取数据，进而只需要一个USB接线端子200就可以外接第二USB主设备900，又可以外接第二USB从设备1000，可实现USB接线端子200的复用，节省USB接线端端子使用数量，节省成本。

在一个示例性实施例中，所述系统芯片100还具有用于信号交互的第四通信端，所述第一主设备还与所述系统芯片100的所述第四通信端连接。当所述第一USB主设备300通过所述USB接线端子200可以枚举到所述第二USB从设备1000时，所述第一USB主设备300通过所述系统芯片100的第四通信端向所述系统芯片100反馈第一信号，所述系统芯片100根据所述第一信号控制所述导通开关800保持导通状态。当所述第一USB主设备300无法枚举到所述第二USB从设备1000时，所述第一USB主设备300通过所述系统芯片100的第四通信端向所述系统芯片100反馈第二信号，所述系统芯片100根据所述第二信号判断外接的第二USB从设备1000已经断开，此时，所述系统芯片100控制所述导通开关800周期性导通和断开。

下面具体阐述本申请示例性实施例的USB主从设备切换电路的工作过程：

所述USB接线端子200的第一信号端没有外接任何设备时，所述系统芯片100通过第二通信端向所述导通开关800传输周期性电平信号，以控制所述导通开关800周期性导通和断开，例如控制所述导通开关800周期性的1秒导通接着1秒断开。

当所述USB接线端子200的第一信号端外接的是第二USB主设备900时，所述导通开关800在断开时间段，所述系统芯片100经由所述模拟数字转换模块700和所述USB接线端子200检测到外接的设备提供有5V电压，而由于第二USB主设备900才能提供5V电压，第二USB从设备1000不能提供5V电压，因此，所述系统芯片100可判断出外接的设备为第二USB主设备900，进而所述系统芯片100控制所述导通开关800保持断开状态，进一步地，所述系统芯片100控制所述切换开关600切换至连接有所述第一USB从设备400的切换端，此时，所述第二USB主设备900通过枚举，建立与所述第一USB从设备400的通信交互。当所述系统芯片100经由所述模拟数字转换模块700和所述USB接线端子200无法检测到外接的设备提供的5V电压时，则所述系统芯片100判断外接的第二USB主设备900已经断开，此时，所述系统芯片100控制所述导通开关800周期性导通和断开。

当所述USB接线端子200的第一信号端外接的是第二USB从设备1000时，所述导通开关800在导通时间段，所述电源800通过所述导通开关800和所述USB接线端子200向所述第二USB从设备1000提供电压，此时，所述第二USB从设备1000可正常工作，进而使所述第一USB主设备300可以枚举到所述第二USB从设备1000，从而可建立所述第一USB主设备300与所述第二USB从设备1000之间的通信交互，同时，当所述第一USB主设备300枚举到所述第二USB从设备1000时，所述第一USB主设备300通过所述系统芯片100的第四通信端向所述系统芯片100反馈第一信号，所述系统芯片100根据所述第一信号控制所述导通开关800保持导通状态。当所述第一USB主设备300无法枚举到所述第二USB从设备1000时，所述第一USB主设备300通过所述系统芯片100的第四通信端向所述系统芯片100反馈第二信号，所述系统芯片100根据所述第二信号判断外接的第二USB从设备1000已经断开，此时，所述系统芯片100控制所述导通开关800周期性导通和断开。

本申请还提供一种USB主从设备控制电路，包括控制芯片、USB接线端子200、第一USB主设备300、第一USB从设备400、电源500和USB主从设备切换电路；所述控制芯片具有用于输出驱动信号的第一通信端、用于输出使能信号的第二通信端、以及用于信号交互的第三通信端；所述USB接线端子200具有第一信号端、第二信号端、第三信号端和第四信号端。所述USB接线端子200通过所述第一信号端外接第二USB主设备900或者第二USB从设备1000，进而实现交互平板内的第一USB主设备300与外接的第二USB从设备1000之间，或者实现交互平板内的第一USB从设备400与外接的第二USB主设备900之间的通信。所述控制芯片可以为任何可实现本申请方案的芯片，本申请示例性实施例所述控制芯片为系统芯片100(System on a Chip,SoC)。所述USB主从设备切换电路与前述结构完全相同，这里不加以赘述。

本申请实施例还提供一种交互平板，包括整机、设置在整机上的显示屏、以及均设置在整机内的控制芯片、USB接线端子200、第一USB主设备300、第一USB从设备400、电源500和USB主从设备切换电路；所述控制芯片具有用于输出驱动信号的第一通信端、用于输出使能信号的第二通信端、以及用于信号交互的第三通信端；所述USB接线端子200具有第一信号端、第二信号端、第三信号端和第四信号端。所述USB接线端子200通过所述第一信号端外接第二USB主设备900或者第二USB从设备1000，进而实现交互平板内的第一USB主设备300与外接的第二USB从设备1000之间，或者实现交互平板内的第一USB从设备400与外接的第二USB主设备900之间的通信。所述控制芯片可以为任何可实现本申请方案的芯片，本申请示例性实施例所述控制芯片为系统芯片100(System on a Chip,SoC)。所述USB主从设备切换电路与前述结构完全相同，这里不加以赘述。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种USB主从设备切换电路，应用于电子设备，所述电子设备设有控制芯片、USB接线端子、第一USB主设备、第一USB从设备和电源；所述控制芯片具有用于输出驱动信号的第一通信端、用于输出使能信号的第二通信端、以及用于信号交互的第三通信端；所述USB接线端子具有第一信号端、第二信号端、第三信号端和第四信号端；所述USB接线端子的第一信号端用于外接第二USB主设备或者第二USB从设备；

其特征在于，所述电路包括：切换开关、导通开关和模拟数字转换模块；

所述切换开关的驱动端与所述控制芯片的第一通信端连接；所述切换开关的固定端与所述USB接线端子的第二信号端连接；所述切换开关的两切换端分别与所述第一USB主设备和所述第一USB从设备连接；

所述导通开关的使能端与所述控制芯片的第二通信端连接；所述导通开关的输入端与所述电源连接；所述导通开关的输出端与所述USB接线端子的第三信号端连接；

所述模拟数字转换模块的输入端与所述USB接线端子的第三信号端连接，所述模拟数字转换器的输出端与所述控制芯片的第三通信端连接。

2.根据权利要求1所述的USB主从设备切换电路，其特征在于，所述控制芯片还具有用于信号交互的第四通信端；所述第一USB主设备还与所述控制芯片的第四通信端连接。

3.根据权利要求1所述的USB主从设备切换电路，其特征在于，所述导通开关为MOS开关管或三极管。

4.根据权利要求1所述的USB主从设备切换电路，其特征在于，所述电源为5V电源。

5.根据权利要求1-4中任一权利要求所述的USB主从设备切换电路，其特征在于，所述控制芯片为系统芯片。

6.一种USB主从设备控制电路，包括控制芯片、USB接线端子、第一USB主设备、第一USB从设备、电源和USB主从设备切换电路；所述控制芯片具有用于输出驱动信号的第一通信端、用于输出使能信号的第二通信端、以及用于信号交互的第三通信端；所述USB接线端子具有第一信号端、第二信号端、第三信号端和第四信号端；所述USB接线端子的第一信号端用于外接第二USB主设备或者第二USB从设备；

其特征在于，所述USB主从设备切换电路包括切换开关、导通开关和模拟数字转换模块；

所述切换开关的驱动端与所述控制芯片的第一通信端连接；所述切换开关的固定端与所述USB接线端子的第二信号端连接；所述切换开关的两切换端分别与所述第一USB主设备和所述第一USB从设备连接；

所述导通开关的使能端与所述控制芯片的第二通信端连接；所述导通开关的输入端与所述电源连接；所述导通开关的输出端与所述USB接线端子的第三信号端连接；

所述模拟数字转换模块的输入端与所述USB接线端子的第三信号端连接，所述模拟数字转换器的输出端与所述控制芯片的第三通信端连接。

7.根据权利要求6所述的USB主从设备控制电路，其特征在于，所述控制芯片还具有用于信号交互的第四通信端；所述第一USB主设备还与所述控制芯片的第四通信端连接。

8.一种交互平板，包括整机、设置在整机上的显示屏、以及均设置在整机内的控制芯片、USB接线端子、第一USB主设备、第一USB从设备、电源和USB主从设备切换电路；所述控制芯片具有用于输出驱动信号的第一通信端、用于输出使能信号的第二通信端、以及用于信号交互的第三通信端；所述USB接线端子具有第一信号端、第二信号端、第三信号端和第四信号端；所述USB接线端子的第一信号端用于外接第二USB主设备或者第二USB从设备；

其特征在于，所述USB主从设备切换电路包括切换开关、导通开关和模拟数字转换模块；

所述切换开关的驱动端与所述控制芯片的第一通信端连接；所述切换开关的固定端与所述USB接线端子的第二信号端连接；所述切换开关的两切换端分别与所述第一USB主设备和所述第一USB从设备连接；

所述导通开关的使能端与所述控制芯片的第二通信端连接；所述导通开关的输入端与电源连接；所述导通开关的输出端与所述USB接线端子的第三信号端连接；

所述模拟数字转换模块的输入端与所述USB接线端子的第三信号端连接，所述模拟数字转换器的输出端与所述控制芯片的第三通信端连接。

9.根据权利要求8所述的交互平板，其特征在于，所述控制芯片还具有用于信号交互的第四通信端；所述第一USB主设备还与所述控制芯片的第四通信端连接。

10.根据权利要求8所述的交互平板，其特征在于，所述控制芯片为系统芯片。

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