CN215181981U - 端口复用电路、设备及电子设备 - Google Patents

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CN215181981U CN202121681139.9U CN202121681139U CN215181981U CN 215181981 U CN215181981 U CN 215181981U CN 202121681139 U CN202121681139 U CN 202121681139U CN 215181981 U CN215181981 U CN 215181981U
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张鹏
冯歆鹏
周骥
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Hefei Zhaoguan Electronic Technology Co ltd
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Abstract

提供一种端口复用电路、设备及电子设备，包括：第一电阻，其中，第一电阻的第一端连接到第二从数据引脚，第一电阻的第二端连接到第一电源，其中，第一电源的电压值与第二从通信端口的高电平的电压值相同；第二电阻，其中，第二电阻的第一端连接到第二从时钟引脚，第二电阻的第二端连接到第一电源；以及第一可控开关，其中，第一可控开关的控制端连接到主使能引脚，第一可控开关的第一端连接到主数据引脚，第一可控开关的第二端连接到第二从数据引脚。

Description

端口复用电路、设备及电子设备
技术领域
本实用新型涉及电路技术领域，特别涉及一种端口复用电路、端口复用设备及电子设备。
背景技术
在电路中，多个设备之间通过通信端口进行通信，从而实现多个设备的协同工作。通常，使用设备上的不同端口进行不同通信协议的通信。但是，这样会占用较多的设备引脚，导致设备引脚资源紧张，并进一步影响设备的功能实现。
在此部分中描述的方法不一定是之前已经设想到或采用的方法。除非另有指明，否则不应假定此部分中描述的任何方法仅因其包括在此部分中就被认为是现有技术。类似地，除非另有指明，否则此部分中提及的问题不应认为在任何现有技术中已被公认。
实用新型内容
根据本实用新型的一个方面，提供了一种端口复用电路，用于使得第一从设备的第一从通信端口和第二从设备的第二从通信端口复用主设备的主通信端口，其中，主通信端口包括主使能引脚、主数据引脚和主时钟引脚，第一从通信端口包括第一从使能引脚、第一从数据引脚和第一从时钟引脚，第二从通信端口包括第二从数据引脚和第二从时钟引脚，其中，第一从使能引脚连接到主使能引脚，第一从数据引脚连接到主数据引脚，第一从时钟引脚连接到主时钟引脚，第二从时钟引脚连接到主时钟引脚，端口复用电路包括：第一电阻，其中，第一电阻的第一端连接到第二从数据引脚，第一电阻的第二端连接到第一电源，其中，第一电源的电压值与第二从通信端口的高电平的电压值相同；第二电阻，其中，第二电阻的第一端连接到第二从时钟引脚，第二电阻的第二端连接到第一电源；以及第一可控开关，其中，第一可控开关的控制端连接到主使能引脚，第一可控开关的第一端连接到主数据引脚，第一可控开关的第二端连接到第二从数据引脚，其中，响应于控制端上的电压为高电平且第一端上的电压为低电平，第一可控开关的第一端和第二端之间导通，响应于控制端上的电压为低电平或控制端和第一端上的电压均为高电平，第一可控开关的第一端和第二端之间不导通，其中，响应于主使能引脚上的电压为低电平，第一从通信端口被使能，并且，响应于主使能引脚上的电压为高电平，第一从通信端口不被使能。
根据本实用新型的另一个方面，提供了一种端口复用电路，用于使得第一从设备的第一从通信端口和第二从设备的第二从通信端口复用主设备的主通信端口，其中，主通信端口包括主使能引脚、主数据引脚和主时钟引脚，第一从通信端口包括第一从使能引脚、第一从数据引脚和第一从时钟引脚，第二从通信端口包括第二从数据引脚和第二从时钟引脚，其中，第一从使能引脚连接到主使能引脚，第一从数据引脚连接到主数据引脚，第一从时钟引脚连接到主时钟引脚，包括：第一电阻，其中，第一电阻的第一端连接到第二从数据引脚，第一电阻的第二端连接到第一电源，其中，第一电源的电压值与第二从通信端口的高电平的电压值相同；第二电阻，其中，第二电阻的第一端连接到第二从时钟引脚，第二电阻的第二端连接到第一电源；第一可控开关，其中，第一可控开关的控制端连接到主使能引脚，第一可控开关的第一端连接到主数据引脚，第一可控开关的第二端连接到第二从数据引脚；以及第二可控开关，其中，第二可控开关的控制端连接到主使能引脚，第二可控开关的第一端连接到主时钟引脚，第二可控开关的第二端连接到第二从时钟引脚，其中，对于第一可控开关和第二可控开关中的每一个，响应于控制端上的电压为高电平且第一端上的电压为低电平，第一端和第二端之间导通，响应于控制端上的电压为低电平或控制端和第一端上的电压均为高电平，第一端和第二端之间不导通，其中，响应于主使能引脚上的电压为低电平，第一从通信端口被使能，并且，响应于主使能引脚上的电压为高电平，第一从通信端口不被使能。
根据本实用新型的又一个方面，提供了一种端口复用设备，包括：主设备，主设备包括主通信端口，其中，主通信端口包括主使能引脚、主数据引脚和主时钟引脚；以及如本实用新型所述的端口复用电路。
根据本实用新型的又一个方面，提供了一种电子设备，包括：主设备，主设备包括主通信端口，其中，主通信端口包括主使能引脚、主数据引脚和主时钟引脚；第一从设备，第一从设备包括第一从通信端口，其中，第一从通信端口包括第一从使能引脚、第一从数据引脚和第一从时钟引脚；第二从设备，第二从设备包括第二从通信端口，其中，第二从通信端口包括第二从数据引脚和第二从时钟引脚；以及如本实用新型的端口复用电路。
附图说明
附图示例性地示出了实施例并且构成说明书的一部分，与说明书的文字描述一起用于讲解实施例的示例性实施方式。所示出的实施例仅出于例示的目的，并不限制权利要求的范围。在所有附图中，相同的附图标记指代类似但不一定相同的要素。
图1示出了根据本实用新型的实施例的端口复用电路的一种示意图；
图2示出了如图1所示的端口复用电路的各种信号的示例性时序图；
图3示出了根据本实用新型的实施例的端口复用电路的另一种示意图；
图4示出了如图3所示的端口复用电路的各种信号的示例性时序图。
具体实施方式
在本实用新型中，除非另有说明，否则使用术语“第一”、“第二”等来描述各种要素不意图限定这些要素的位置关系、时序关系或重要性关系，这种术语只是用于将一个元件与另一元件区分开。在一些示例中，第一要素和第二要素可以指向该要素的同一实例，而在某些情况下，基于上下文的描述，它们也可以指代不同实例。
在本实用新型中对各种所述示例的描述中所使用的术语只是为了描述特定示例的目的，而并非旨在进行限制。除非上下文另外明确地表明，如果不特意限定要素的数量，则该要素可以是一个也可以是多个。此外，本实用新型中所使用的术语“和/或”涵盖所列出的项目中的任何一个以及全部可能的组合方式。
在电路中，多个设备(例如，同一电子设备中的多个部件)可以通过通信端口进行通信，并且，同一设备可能通过不同的通信协议与不同的通信设备通信。通常，使用设备上的不同通信端口进行不同通信协议的通信，但是，这样会占用设备的较多引脚，带来引脚资源紧张的问题。
因此，本实用新型提供了一种端口复用电路，用于使得第一从设备的第一从通信端口和第二从设备的第二从通信端口复用主设备的主通信端口，其中，主通信端口包括主使能引脚、主数据引脚和主时钟引脚，第一从通信端口包括第一从使能引脚、第一从数据引脚和第一从时钟引脚，第二从通信端口包括第二从数据引脚和第二从时钟引脚，其中，第一从使能引脚连接到主使能引脚，第一从数据引脚连接到主数据引脚，第一从时钟引脚连接到主时钟引脚，第二从时钟引脚连接到主时钟引脚，端口复用电路包括：第一电阻，其中，第一电阻的第一端连接到第二从数据引脚，第一电阻的第二端连接到第一电源，其中，第一电源的电压值与第二从通信端口的高电平的电压值相同；第二电阻，其中，第二电阻的第一端连接到第二从时钟引脚，第二电阻的第二端连接到第一电源；以及第一可控开关，其中，第一可控开关的控制端连接到主使能引脚，第一可控开关的第一端连接到主数据引脚，第一可控开关的第二端连接到第二从数据引脚，其中，响应于控制端上的电压为高电平且第一端上的电压为低电平，第一可控开关的第一端和第二端之间导通，响应于控制端上的电压为低电平或控制端和第一端上的电压均为高电平，第一可控开关的第一端和第二端之间不导通，其中，响应于主使能引脚上的电压为低电平，第一从通信端口被使能，并且，响应于主使能引脚上的电压为高电平，第一从通信端口不被使能。在如本实用新型的示例性实施例中所提供的端口复用电路中，通过主通信端口上的主使能引脚上的信号，控制第一从通信端口或第二从通信端口使能，从而实现了第一从通信端口和第二从通信端口复用主通信端口与主设备进行通信，节约了主设备上的引脚资源。
图1示出了根据本实用新型的实施例的端口复用电路的一种示意图。
如图1所示，端口复用电路100包括第一电阻103、第一可控开关104和第二电阻105。根据一些实施例，端口复用电路100用于使得第一从设备101和第二从设备102复用主设备110的主通信端口1101，其中，主通信端口1101包括主使能引脚CS0、主数据引脚DA0和主时钟引脚CLK0。
根据一些实施例，第一从设备101包括第一从通信端口1011，其中，第一从通信端口1011包括第一从使能引脚CS1、第一从数据引脚DA1和第一从时钟引脚CLK1。其中，第一从使能引脚CS1连接到主使能引脚CS0，第一从数据引脚DA1连接到主数据引脚DA0，第一从时钟引脚CLK1连接到主时钟引脚CLK0。
根据一些实施例，主设备110通过主使能引脚CS0输出使能信号，以控制第一从设备101的第一从通信端口1011是否使能，其中，响应于主使能引脚CS0上的电压为低电平，第一从通信端口1011被使能，并且，响应于主使能引脚1011上的电压为高电平，第一从通信端口1011不被使能。根据一些实施例，当第一从通信端口1011被使能时，主设备110和第一从设备101通过主通信端口1101和第一从通信端口1011进行通信，例如，当第一从数据引脚DA1为输入端口时，主设备110向第一从设备101传输数据，或者，当第一从数据引脚DA1为输出端口时，主设备110接收来自第一从设备101的数据。
根据一些实施例，高于电压阈值的电压为高电平，而低于电压阈值的电压为低电平。根据一些实施例，高电平可以指示逻辑“1”，而低电平可以指示逻辑“0”。
根据一些实施例，当第一从通信端口1011被使能时，第一从设备101通过第一从数据引脚DA1接收来自主设备110的数据，或者通过第一从数据引脚DA1向主设备110传输数据。
根据一些实施例，第一从设备101通过第一从时钟引脚CLK1接收来自主设备110的时钟信号，其中，当第一从通信端口1011被使能时，该时钟信号作为第一从设备101与主设备110之间的通信的时钟信号(例如，在时钟信号的每个周期传输一位数据)。
根据一些实施例，第二从设备102包括第二从通信端口1021，其中，第二从通信端口1021包括第二从数据引脚DA2和第二从时钟引脚CLK2，其中，第二从时钟引脚CLK2连接到主时钟引脚CLK0。根据一些实施例，第二从数据引脚DA2连接到第一电阻103的第一端103a和第一可控开关104的第二端COM2，其中，第二从数据引脚DA2经由第一可控开关104的控制选择性地通过第一电阻103连接到第一电源120或者通过第一可控开关104连接到主数据引脚DA0。
根据一些实施例，第一电阻103的第二端103b连接到第一电源120，其中，第一电源120的电压值与第二从通信端口1021的高电平的电压值相同(例如，1.8V)。
根据一些实施例，第一可控开关104的控制端CTR连接到主使能引脚CS0，第一可控开关104的第一端COM1连接到主数据引脚DA0，第一可控开关104的第二端COM2连接到第二从数据引脚DA2。
根据一些实施例，对于第一可控开关104，响应于控制端CTR上的电压为高电平且第一端COM1上的电压为低电平，第一可控开关104的第一端COM1和第二端COM2之间导通，响应于控制端CTR上的电压为低电平或控制端CTR和第一端COM1上的电压均为高电平，第一可控开关104的第一端COM1和第二端COM2之间不导通。
根据一些实施例，响应于主使能引脚CS0上的电压为低电平，第二从通信端口1021不被使能，并且，响应于主使能引脚CS0上的电压为高电平，第二从通信端口1021被使能。
根据一些实施例，当主使能引脚CS0上的电压为低电平时，不论主数据引脚DA0上的电压为高电平或低电平，第一可控开关104的第一端COM1和第二端COM2之间不导通，第二从数据引脚DA2上的电压被上拉至第一电源120的电压值，此时，第二从数据引脚DA2上的电压为高电平。因此，通过控制主使能引脚CS0上的电压为低电平，控制第二从数据引脚DA2上的电压为高电平，而不能接收到来自主通信端口1101的数据，使得第二从通信端口1021不被使能。
根据一些实施例，当主使能引脚CS0上的电压为高电平、主数据引脚DA0上的电压为低电平时，第一可控开关104的第一端COM1和第二端COM2之间导通，第二从数据引脚DA2接收来自主数据引脚DA0的低电平。根据另一些实施例，当主使能引脚CS0上的电压为高电平、主数据引脚DA0上的电压为高电平时，第一可控开关104的第一端COM1和第二端COM2之间不导通，第二从数据引脚DA2上的电压被上拉至第一电源120的电压值，此时，第二从数据引脚DA2上的电压与主数据引脚DA0上的电压相同，均为高电平。因此，通过控制主使能引脚CS0上的电压为高电平，控制第二从数据引脚DA2上的电压与主数据引脚DA0上的电压相同，相当于接收到来自主通信端口1101的数据，使得第二从通信端口1021被使能。
根据一些实施例，如图1所示，第二从时钟引脚CLK2连接到主时钟引脚CLK0，因而，第二时钟引脚CLK2接收来自主时钟引脚CLK0的时钟信号，其中，当第二从通信端口1021被使能时，该时钟信号作为第二从设备102与主设备110之间的通信的时钟信号(例如，在时钟信号的每个周期传输一位数据)。
根据一些实施例，第二电阻105的第一端105a连接到第二从时钟引脚CLK2，第二电阻105的第二端105b连接到第一电源120。根据本实用新型所述的端口复用电路，通过进一步设置第二从时钟引脚CLK2的上拉电阻，可以增强信号的抗干扰能力。
根据一些实施例，第一电阻103和第二电阻105的电阻值相同，例如，两者的电阻值均为4.7kΩ或5.1kΩ。
根据一些实施例，第一从设备通过第一通信协议与主设备通信，而第二从设备通过第二通信协议与主设备通信，其中第一通信协议是与第二通信协议是不同的通信协议。
根据一些实施例，第一从通信端口为串行外设接口(Serial PeripheralInterface，SPI)端口，第二从通信端口为集成电路总线(Inter-Integrated Circuit，I2C)或两线串行接口(Two-wire Serial Interface，TWI)端口。
根据一些实施例，主设备为SPI主机，第一从设备为SPI从机。
根据一些实施例，在第一从通信端口中，第一从使能引脚为SPI通信协议的片选(Chip Select，CS)引脚，第一从数据引脚为SPI通信协议的主输入从输出(Master InputSlave Output，MISO)引脚或从输入主输出(Master Output Slave Input，MOSI)引脚，第一从时钟引脚为SPI通信协议的时钟(Serial Clock，SCLK)引脚。根据一些实施例，在第一从通信端口被使能时，在主通信端口中，主使能引脚作为SPI通信协议的片选引脚，主数据引脚作为SPI通信协议的MOSI引脚或MISO引脚，主时钟引脚作为SPI通信协议的SCLK引脚。
根据一些实施例，当第二从通信端口为I2C端口时，主设备为I2C主机，第二从设备为I2C从机，并且，当第二从通信端口为TWI端口时，主设备为TWI主机，第二从设备为TWI从机。
根据一些实施例，在第二从通信端口中，第二从数据引脚为I2C通信协议或TWI通信协议的数据SDA引脚，第二从时钟引脚为I2C通信协议或TWI通信协议的时钟SCL引脚。根据一些实施例，在第二从通信端口被使能时，在主通信端口中，主数据引脚作为I2C通信协议或TWI通信协议的数据SDA引脚，主时钟引脚作为I2C通信协议或TWI通信协议的时钟SCL引脚。
根据一些实施例，第一可控开关为金属-氧化物半导体场效应晶体(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，MOS)管或三极管。根据一些实施例，第一可控开关为NMOS管或NPN型三极管。
根据一些实施例，当第一可控开关为MOS管时，第一可控开关的第一端为源极，第一可控开关的第二端为漏极，第一可控开关的控制端为栅极。根据另一些实施例，当第一可控开关为三极管时，第一可控开关的第一端为发射极，第一可控开关的第二端为集电极，第一可控开关的控制端为基极。
根据一些实施例，主设备为中央处理器，第一从设备和第二从设备为主设备的外部设备(例如，LCD屏幕、触摸屏等输入输出装置)。
图2示出了如图1所示的端口复用电路的各种信号的示例性时序图。
在t0时刻到t1时刻的时间段，主使能引脚上的信号cs0为低电平，第一从通信端口使能，第二从通信端口不被使能。此时，第一从设备通过第一从通信端口与主设备通信，第一从数据引脚上的信号da1与主数据引脚上的信号da0相同；第二从设备不与主设备通信，第一可控开关不导通，第二从数据引脚上的信号da2被第一电阻拉高至第一电源的电压，即，高电平。
在t1时刻到t4时刻的时间段，主使能引脚上的信号cs0为高电平，第一从通信端口不被使能，第二从通信端口被使能。此时，第一从设备不通过第一从通信端口与主设备通信，虽然第一从数据引脚上的信号da1仍与主数据引脚上的信号da0相同，但第一从设备并不接收第一从数据引脚上的信号da1(例如，不将第一从数据引脚上的信号da1的数据存储到内部寄存器中)；第二从设备与主设备通信，第二从数据引脚上的信号da2与主数据引脚上的信号da0相同。
具体地，当主数据引脚上的信号da0为低电平时(例如，在t2时刻)，第一可控开关导通，第二从数据引脚上的信号da2接收来自主数据引脚上的信号da0，即，低电平；当主数据引脚上的信号da0为高电平时(例如，在t3时刻)，第一可控开关不导通，第二从数据引脚上的信号da2被第一电阻拉高至第一电源的电压，即，高电平。
如图2所示，通过控制主使能引脚上的信号cs0，使得第一从设备和第二从设备分别在不同的时间通过主通信端口与主设备通信，实现了主设备的主通信端口的复用。
根据一些实施例，本实用新型提供了一种端口复用电路，用于使得第一从设备的第一从通信端口和第二从设备的第二从通信端口复用主设备的主通信端口，其中，主通信端口包括主使能引脚、主数据引脚和主时钟引脚，第一从通信端口包括第一从使能引脚、第一从数据引脚和第一从时钟引脚，第二从通信端口包括第二从数据引脚和第二从时钟引脚，其中，第一从使能引脚连接到主使能引脚，第一从数据引脚连接到主数据引脚，第一从时钟引脚连接到主时钟引脚，包括：第一电阻，其中，第一电阻的第一端连接到第二从数据引脚，第一电阻的第二端连接到第一电源，其中，第一电源的电压值与第二从通信端口的高电平的电压值相同；第二电阻，其中，第二电阻的第一端连接到第二从时钟引脚，第二电阻的第二端连接到第一电源；第一可控开关，其中，第一可控开关的控制端连接到主使能引脚，第一可控开关的第一端连接到主数据引脚，第一可控开关的第二端连接到第二从数据引脚；以及第二可控开关，其中，第二可控开关的控制端连接到主使能引脚，第二可控开关的第一端连接到主时钟引脚，第二可控开关的第二端连接到第二从时钟引脚，其中，对于第一可控开关和第二可控开关中的每一个，响应于控制端上的电压为高电平且第一端上的电压为低电平，第一端和第二端之间导通，响应于控制端上的电压为低电平或控制端和第一端上的电压均为高电平，第一端和第二端之间不导通，其中，响应于主使能引脚上的电压为低电平，第一从通信端口被使能，并且，响应于主使能引脚上的电压为高电平，第一从通信端口不被使能。
在如本实用新型的示例性实施例中所提供的端口复用电路中，通过主通信端口上的主使能引脚上的信号，控制第一从通信端口或第二从通信端口使能，从而实现了第一从通信端口和第二从通信端口复用主通信端口与主设备进行通信，节约了主设备上的引脚资源。
图3示出了根据本实用新型的实施例的端口复用电路的另一种示意图。
如图3所示，端口复用电路300包括第一电阻103、第一可控开关104、第二电阻105和第二可控开关106。根据一些实施例，端口复用电路300用于使得第一从设备101和第二从设备102复用主设备110的主通信端口1101，其中，主通信端口1101包括主使能引脚CS0、主数据引脚DA0和主时钟引脚CLK0。
根据一些实施例，第一从设备101包括第一从通信端口1011，其中，第一从通信端口1011包括第一从使能引脚CS1、第一从数据引脚DA1和第一从时钟引脚CLK1。其中，第一从使能引脚CS1连接到主使能引脚CS0，第一从数据引脚DA1连接到主数据引脚DA0，第一从时钟引脚CLK1连接到主时钟引脚CLK0。
根据一些实施例，主设备110通过主使能引脚CS0输出使能信号，以控制第一从设备101的第一从通信端口1011是否使能，其中，响应于主使能引脚CS0上的电压为低电平，第一从通信端口1011被使能，并且，响应于主使能引脚CS0上的电压为高电平，第一从通信端口1011不被使能。根据一些实施例，当第一从通信端口1011被使能时，主设备110和第一从设备101通过主通信端口1101和第一从通信端口1011进行通信，例如，当第一从数据引脚DA1为输入端口时，主设备110向第一从设备101传输数据，或者，当第一从数据引脚DA1为输出端口时，主设备110接收来自第一从设备101的数据。
根据一些实施例，当第一从通信端口1011被使能时，第一从设备101通过第一从数据引脚DA1接收来自主设备110的数据，或者通过第一从数据引脚DA1向主设备110传输数据。
根据一些实施例，第一从设备101通过第一从时钟引脚CLK1接收来自主设备110的时钟信号，其中，当第一从通信端口1011被使能时，该时钟信号作为第一从设备101与主设备110之间的通信的时钟信号(例如，在时钟信号的每个周期传输一位数据)。
根据一些实施例，第二从设备102包括第二从通信端口1021，其中，第二从通信端口1021包括第二从数据引脚DA2和第二从时钟引脚CLK2。根据一些实施例，第二从数据引脚DA2连接到第一电阻103的第一端103a和第一可控开关104的第二端COM12，其中，第二从数据引脚DA2经由第一可控开关104的控制选择性地通过第一电阻103连接到第一电源120、或者通过第一可控开关104连接到主数据引脚DA0。根据一些实施例，第二从时钟引脚CLK2连接到第二电阻105的第一端105a和第二可控开关106的第二端COM22，其中，第二从时钟引脚CLK2经由第二可控开关106的控制选择性地通过第二电阻105连接到第一电源120、或者通过第二可控开关106连接到主时钟引脚CLK0。
根据一些实施例，第一电阻103的第二端103b和第二电阻105的第二端105b连接到第一电源120，其中，第一电源120的电压值与第二从通信端口1021的高电平的电压值相同(例如，1.8V)。
根据一些实施例，第一可控开关104的控制端CTR1连接到主使能引脚CS0，第一可控开关104的第一端COM11连接到主数据引脚DA0，第一可控开关104的第二端COM12连接到第二从数据引脚DA2。根据一些实施例，第二可控开关106的控制端CTR2连接到主使能引脚CS0，第二可控开关106的第一端COM21连接到主时钟引脚CLK0，第二可控开关106的第二端COM22连接到第二从时钟引脚DA2。
根据一些实施例，对于第一可控开关104和第二可控开关106中的每一个，响应于控制端上的电压为高电平且输入端上的电压为低电平，输入端和输出端之间导通，响应于控制端上的电压为低电平或控制端和输入端上的电压均为高电平，输入端和输出端之间不导通。
根据一些实施例，响应于主使能引脚CS0上的电压为低电平，第二从通信端口1021不被使能，并且，响应于主使能引脚CS0上的电压为高电平，第二从通信端口1021被使能。
根据一些实施例，当主使能引脚CS0上的电压为低电平时，不论主数据引脚DA0上的电压为高电平或低电平，第一可控开关104的第一端COM11和第二端COM12之间不导通，第二从数据引脚DA2上的电压被上拉至第一电源120的电压值，此时，第二从数据引脚DA2上的电压为高电平。与之类似，当主使能引脚CS0上的电压为低电平时，不论主时钟引脚CLK0上的电压为高电平或低电平，第二可控开关106的第一端COM21和第二端COM22之间不导通，第二从时钟引脚CLK2上的电压被上拉至第一电源120的电压值，此时，第二从时钟引脚CLK2上的电压为高电平。因此，通过控制主使能引脚CS0上的电压为低电平，控制第二从数据引脚DA2、第二从时钟引脚CLK2上的电压为高电平，而不能接收到来自主通信端口1101的数据和时钟信号，使得第二从通信端口1021不被使能。
根据一些实施例，当主使能引脚CS0上的电压为高电平、主数据引脚DA0为低电平时，第一可控开关104的第一端COM11和第二端COM12之间导通，第二从数据引脚DA2接收来自主数据引脚DA0的低电平。根据另一些实施例，当主使能引脚CS0上的电压为高电平、主数据引脚DA0为高电平时，第一可控开关104的第一端COM11和第二端COM12之间不导通，第二从数据引脚DA2上的电压被上拉至第一电源120的电压值，此时，第二从数据引脚DA2上的电压与主数据引脚DA0上的电压均为高电平。
根据一些实施例，当主使能引脚CS0为高电平、主时钟引脚CLK0为低电平时，第二可控开关106的第一端COM21和第二端COM22之间导通，第二从时钟引脚CLK2接收来自主时钟引脚CLK0的低电平。根据另一些实施例，当主使能引脚CS0为高电平、主时钟引脚CLK0为高电平时，第二可控开关106的第一端COM21和第二端COM22之间不导通，第二从时钟引脚CLK2上的电压被上拉至第一电源120的电压值，此时，第二从时钟引脚CLK2上的电压与主时钟引脚CLK0上的电压均为高电平。
因此，通过控制主使能引脚CS0上的电压为高电平，控制第二从数据引脚DA2上的电压与主数据引脚DA0上的电压相同，控制第二从时钟引脚CLK2上的电压与主时钟引脚CLK0上的电压相同，相当于接收到来自主通信端口1101的数据和时钟信号，使得第二从通信端口1021被使能。
与图2中所示出的端口复用电路相比，在图3中所示出的端口复用电路中，第二从设备在不被使能时，除了不能接收到来自主设备的数字信号，也不能接收到来自主设备的时钟信号，从而在第二从设备不被使能期间进一步隔离了主设备和第二从设备。
根据一些实施例，第一从通信端口为SPI端口，第二从通信端口为I2C端口或TWI端口。
根据一些实施例，主设备为SPI主机，第一从设备为SPI从机。
根据一些实施例，当第二从通信端口为I2C端口时，主设备为I2C主机，第二从设备为I2C从机，并且，当第二从通信端口为TWI端口时，主设备为TWI主机，第二从设备为TWI从机。
根据一些实施例，其中，第一可控开关为MOS管或三极管，并且，第二可控开关为MOS管或三极管。根据一些实施例，第一可控开关和第二可控开关为同一类型的开关管。
根据一些实施例，当第一可控开关或第二可控开关为MOS管时，其第一端为源极，其第二端为漏极，其控制端为栅极。根据另一些实施例，当第一可控开关或第二可控开关为三极管时，其第一端为发射极，其第二端为集电极，其控制端为基极。
根据一些实施例，第一可控开关为NMOS管或NPN型三极管，并且，第二可控开关为NMOS管或NPN型三极管。
根据一些实施例，主设备为片上系统(System-on-a-Chip，SoC)芯片，第一从设备和第二从设备为主设备的外部设备。
图4示出了如图3所示的端口复用电路的各种信号的示例性时序图。
在t0时刻到t1时刻的时间段，主使能引脚上的信号cs0为低电平，第一从通信端口使能，第二从通信端口不被使能。此时，第一从设备通过第一从通信端口与主设备通信，第一从数据引脚上的信号da1与主数据引脚上的信号da0相同；第二从设备不与主设备通信，第一可控开关不导通，第二从数据引脚上的信号da2和第二从时钟引脚上的信号clk2被第一电阻拉高至第一电源的电压，即，高电平。
在t1时刻到t4时刻的时间段，主使能引脚上的信号cs0为高电平，第一从通信端口不被使能，第二从通信端口被使能。此时，第一从设备不通过第一从通信端口与主设备通信，虽然第一从数据引脚上的信号da1仍与主数据引脚上的信号da0相同，但第一从设备并不接收第一从数据引脚上的信号da1(例如，不将第一从数据引脚上的信号da1的数据存储到内部寄存器中)；第二从设备与主设备通信，第二从数据引脚上的信号da2与主数据引脚上的信号da0相同，第二从时钟引脚上的信号clk2与主时钟引脚上的信号clk0相同。
具体地，当主数据引脚上的信号da0为低电平时(例如，在t2时刻)，第一可控开关导通，第二从数据引脚上的信号da2接收来自主数据引脚上的信号da0，即，低电平，并且，当主数据引脚上的信号da0为高电平时(例如，在t3时刻)，第一可控开关不导通，第二从数据引脚上的信号da2被第一电阻拉高至第一电源的电压，即，高电平；当主时钟引脚上的信号clk0为低电平时(例如，在t2时刻)，第二可控开关导通，第二从时钟引脚上的信号clk2接收来自主时钟引脚上的信号clk0，即，低电平，并且，当主时钟引脚上的信号clk0为高电平时(例如，在t3时刻)，第二可控开关不导通，第二从时钟引脚上的信号clk2被第二电阻拉高至第一电源的电压，即，高电平。
如图4所示，通过控制主使能引脚上的信号cs0，使得第一从设备和第二从设备分别在不同的时间通过主通信端口与主设备通信，实现了主设备的主通信端口的复用。与图3相比，第二从设备在不被使能时(即，图中的t0时刻到t1时刻的时间段)，除了不能接收到来自主设备的数字信号，也不能接收到来自主设备的时钟信号，从而在第二从设备不被使能期间进一步隔离了主设备和第二从设备。
根据本公开的示例性实施例，还提供了一种端口复用设备，包括：主设备，主设备包括主通信端口，其中，主通信端口包括主使能引脚、主数据引脚和主时钟引脚；以及如本实用新型所述的端口复用电路。
根据本公开的示例性实施例，还提供了一种电子设备，包括：主设备，主设备包括主通信端口，其中，主通信端口包括主使能引脚、主数据引脚和主时钟引脚；第一从设备，第一从设备包括第一从通信端口，其中，第一从通信端口包括第一从使能引脚、第一从数据引脚和第一从时钟引脚；第二从设备，第二从设备包括第二从通信端口，其中，第二从通信端口包括第二从数据引脚和第二从时钟引脚；以及如本实用新型的端口复用电路。
在本实用新型中，“电子设备”可以是任何类型的终端设备，例如可以是但不限于诸如移动电话、笔记本电脑、数字广播接收器、PDA(个人数字助理)、PAD(平板电脑)、PMP(便携式多媒体播放器)、车载终端(例如车载导航终端)等等的移动终端以及诸如数字TV、台式计算机等等的固定终端。
虽然已经参照附图描述了本实用新型的实施例或示例，但应理解，上述的方法、系统和设备仅仅是示例性的实施例或示例，本实用新型的范围并不由这些实施例或示例限制，而是仅由授权后的权利要求书及其等同范围来限定。实施例或示例中的各种要素可以被省略或者可由其等同要素替代。此外，可以通过不同于本实用新型中描述的次序来执行各步骤。进一步地，可以以各种方式组合实施例或示例中的各种要素。重要的是随着技术的演进，在此描述的很多要素可以由本实用新型之后出现的等同要素进行替换。

Claims (16)

1.一种端口复用电路，用于使得第一从设备的第一从通信端口和第二从设备的第二从通信端口复用主设备的主通信端口，其中，所述主通信端口包括主使能引脚、主数据引脚和主时钟引脚，所述第一从通信端口包括第一从使能引脚、第一从数据引脚和第一从时钟引脚，所述第二从通信端口包括第二从数据引脚和第二从时钟引脚，其中，所述第一从使能引脚连接到所述主使能引脚，所述第一从数据引脚连接到所述主数据引脚，所述第一从时钟引脚连接到所述主时钟引脚，所述第二从时钟引脚连接到所述主时钟引脚，所述端口复用电路包括：
第一电阻，其中，所述第一电阻的第一端连接到所述第二从数据引脚，所述第一电阻的第二端连接到第一电源，其中，所述第一电源的电压值与所述第二从通信端口的高电平的电压值相同；
第二电阻，其中，所述第二电阻的第一端连接到所述第二从时钟引脚，所述第二电阻的第二端连接到所述第一电源；以及
第一可控开关，其中，所述第一可控开关的控制端连接到所述主使能引脚，所述第一可控开关的第一端连接到所述主数据引脚，所述第一可控开关的第二端连接到所述第二从数据引脚，其中，响应于所述控制端上的电压为高电平且所述第一端上的电压为低电平，所述第一可控开关的第一端和第二端之间导通，响应于所述控制端上的电压为低电平或所述控制端和所述第一端上的电压均为高电平，所述第一可控开关的第一端和第二端之间不导通，
其中，响应于所述主使能引脚上的电压为低电平，所述第一从通信端口被使能，并且，响应于所述主使能引脚上的电压为高电平，所述第一从通信端口不被使能。
2.如权利要求1所述的端口复用电路，其中，所述第一从通信端口为SPI端口，所述第二从通信端口为I2C端口或TWI端口。
3.如权利要求2所述的端口复用电路，其中，所述主设备为SPI主机，所述第一从设备为SPI从机。
4.如权利要求2所述的端口复用电路，其中，当所述第二从通信端口为I2C端口时，所述主设备为I2C主机，所述第二从设备为I2C从机，并且，
当所述第二从通信端口为TWI端口时，所述主设备为TWI主机，所述第二从设备为TWI从机。
5.如权利要求1-4中任一项所述的端口复用电路，其中，所述第一可控开关为金属-氧化物半导体场效应晶体管或三极管。
6.如权利要求5所述的端口复用电路，其中，所述第一可控开关为NMOS管或NPN型三极管。
7.如权利要求1-4中任一项所述的端口复用电路，其中，所述主设备为中央处理器，所述第一从设备和所述第二从设备为所述主设备的外部设备。
8.一种端口复用电路，用于使得第一从设备的第一从通信端口和第二从设备的第二从通信端口复用主设备的主通信端口，其中，所述主通信端口包括主使能引脚、主数据引脚和主时钟引脚，所述第一从通信端口包括第一从使能引脚、第一从数据引脚和第一从时钟引脚，所述第二从通信端口包括第二从数据引脚和第二从时钟引脚，其中，所述第一从使能引脚连接到所述主使能引脚，所述第一从数据引脚连接到所述主数据引脚，所述第一从时钟引脚连接到所述主时钟引脚，包括：
第一电阻，其中，所述第一电阻的第一端连接到所述第二从数据引脚，所述第一电阻的第二端连接到第一电源，其中，所述第一电源的电压值与所述第二从通信端口的高电平的电压值相同；
第二电阻，其中，所述第二电阻的第一端连接到所述第二从时钟引脚，所述第二电阻的第二端连接到所述第一电源；
第一可控开关，其中，所述第一可控开关的控制端连接到所述主使能引脚，所述第一可控开关的第一端连接到所述主数据引脚，所述第一可控开关的第二端连接到所述第二从数据引脚；以及
第二可控开关，其中，所述第二可控开关的控制端连接到所述主使能引脚，所述第二可控开关的第一端连接到所述主时钟引脚，所述第二可控开关的第二端连接到所述第二从时钟引脚，
其中，对于所述第一可控开关和所述第二可控开关中的每一个，响应于所述控制端上的电压为高电平且所述第一端上的电压为低电平，所述第一端和所述第二端之间导通，响应于所述控制端上的电压为低电平或所述控制端和所述第一端上的电压均为高电平，所述第一端和所述第二端之间不导通，并且，
其中，响应于所述主使能引脚上的电压为低电平，所述第一从通信端口被使能，并且，响应于所述主使能引脚上的电压为高电平，所述第一从通信端口不被使能。
9.如权利要求8所述的端口复用电路，其中，所述第一从通信端口为SPI端口，所述第二从通信端口为I2C端口或TWI端口。
10.如权利要求9所述的端口复用电路，其中，所述主设备为SPI主机，所述第一从设备为SPI从机。
11.如权利要求9所述的端口复用电路，其中，当所述第二从通信端口为I2C端口时，所述主设备为I2C主机，所述第二从设备为I2C从机，并且，
当所述第二从通信端口为TWI端口时，所述主设备为TWI主机，所述第二从设备为TWI从机。
12.如权利要求8-11中任一项所述的端口复用电路，其中，所述第一可控开关为金属-氧化物半导体场效应晶体管或三极管，并且，所述第二可控开关为金属-氧化物半导体场效应晶体管或三极管。
13.如权利要求12所述的端口复用电路，其中，所述第一可控开关为NMOS管或NPN型三极管，并且，所述第二可控开关为NMOS管或NPN型三极管。
14.如权利要求8-11中任一项所述的端口复用电路，其中，所述主设备为SoC芯片，所述第一从设备和所述第二从设备为所述主设备的外部设备。
15.一种端口复用设备，包括：
主设备，所述主设备包括主通信端口，其中，所述主通信端口包括主使能引脚、主数据引脚和主时钟引脚；以及
如权利要求1-14中任一项所述的端口复用电路。
16.一种电子设备，包括：
主设备，所述主设备包括主通信端口，其中，所述主通信端口包括主使能引脚、主数据引脚和主时钟引脚；
第一从设备，所述第一从设备包括第一从通信端口，其中，所述第一从通信端口包括第一从使能引脚、第一从数据引脚和第一从时钟引脚；
第二从设备，所述第二从设备包括第二从通信端口，其中，所述第二从通信端口包括第二从数据引脚和第二从时钟引脚；以及
如权利要求1-14中任一项所述的端口复用电路。
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