CN217279563U - 接口复用电路及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种接口复用电路及电子设备，其中，接口复用电路包括接口和切换电路，利用接口与USB接口连接时，切换电路的第二端和第三端之间断开；接口与UART接口连接时，切换电路的第二端和第三端之间导通，从而实现连接不同类型的接口时，能够根据接口的类型自动适配对应的数据传输电路，即用一个接口可以复用USB接口和UART接口，无需设置两个接口。
Description
技术领域
本实用新型涉及接口电路技术领域，特别涉及一种接口复用电路及电子设备。
背景技术
目前，电子设备在向小型化、微型化的方向发展，对其外部接口数目及设计也提出了越来越苛刻的要求。如何将多个接口的功能在一个接口上实现，即接口合理复用，是电子设备在产品规划和产品设计中不可忽视的要素之一。现有的接口复用方案大多是需要占用主控芯片较多的接口资源，同时还需要配合开发软件实现接口复用，这种方案无疑增加了生产成本和设计难度。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有技术接口复用电路需要占用主控芯片较多的接口资源的缺陷，提供一种接口复用电路及电子设备。
本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
本实用新型提供一种接口复用电路，所述接口复用电路包括接口和切换电路；
所述接口的电源端分别与所述切换电路的第一端以及主控芯片的I/O引脚连接，所述接口的接地端接地，所述接口的第一连接端与所述主控芯片的 D-引脚连接，所述接口的第二连接端与所述主控芯片的D+引脚连接，所述接口的第二连接端与所述切换电路的第二端连接，所述切换电路的第三端与所述主控芯片的串口数据发送引脚连接，所述接口的第三连接端与所述主控芯片的串口数据接收引脚连接；
所述接口的电源端用于与USB(Universal Serial Bus，通用串行总线)接口的电源端连接，所述接口的第一连接端用于与所述USB接口的D-端连接，所述接口的第二连接端用于与所述USB接口的D+端或UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，通用异步收发器)接口的数据发送端连接，所述接口的第三连接端用于与所述UART接口的数据接收端连接；
当所述接口与所述USB接口连接时，所述切换电路的第二端和第三端之间断开；当所述接口与所述UART接口连接时，所述切换电路的第二端和第三端之间导通。
较佳地，所述切换电路包括PMOS管；
所述切换电路的第一端为所述PMOS管的栅极，所述切换电路的第二端为所述PMOS管的源极，所述切换电路的第三端为所述PMOS管的漏极。
较佳地，所述切换电路包括NPN型三极管；
所述切换电路的第一端为所述NPN型三极管的基极，所述切换电路的第二端为所述NPN型三极管的发射极，所述切换电路的第三端为所述NPN 型三极管的集电极。
较佳地，所述切换电路包括开关芯片；
所述切换电路的第一端为所述开关芯片的控制端，所述切换电路的第二端为所述开关芯片的输入端，所述切换电路的第三端为所述开关芯片的输出端。
较佳地，所述接口复用电路还包括第一电阻和第二电阻；
所述第一电阻的一端与所述接口的电源端连接，另一端分别与所述切换电路的第一端和所述第二电阻的一端连接，所述第二电阻的另一端接地。
较佳地，所述接口复用电路还包括第一电容；
所述第一电容的一端与所述接口的电源端连接，另一端接地。
较佳地，所述接口复用电路还包括第三电阻、第四电阻和第五电阻；
所述接口的第一连接端通过所述第三电阻与所述主控芯片的D-引脚连接；
所述接口的第二连接端通过所述第四电阻与所述主控芯片的D+引脚连接；
所述接口的第三连接端通过所述第五电阻与所述主控芯片的串口数据接收引脚连接。
较佳地，所述接口复用电路还包括第二电容和第三电容；
所述第二电容的一端与所述主控芯片的D-引脚连接，另一端接地；
所述第三电容的一端与所述主控芯片的D+引脚连接，另一端接地。
较佳地，所述接口复用电路还包括第四电容；
所述第四电容的一端与所述芯片的D-引脚连接，另一端与所述主控芯片的D+引脚连接。
本实用新型还提供一种电子设备，所述电子设备包括主控芯片和如上所述的接口复用电路；
所述接口复用电路与所述主控芯片电连接。
本实用新型的积极进步效果在于：通过设置切换电路使得接口可以实现 USB接口和UART接口的复用，且能够根据数据接口的类型自动适配对应的数据传输电路，与现有技术相比，占用主控芯片的一个I/O引脚即可实现接口复用。
附图说明
图1为本实用新型实施例1的接口复用电路的一种电路图。
图2为本实用新型实施例1的接口复用电路的另一种电路图。
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本实用新型，但并不因此将本实用新型限制在所述的实施例范围之中。
实施例1
本实施例提供一种接口复用电路，如图1所示，本实施例的接口复用电路包括接口1和切换电路2。
在本实施例中，接口1的电源端VBUS分别与切换电路2的第一端201 以及主控芯片的I/O引脚连接，接口1的接地端GND接地，接口1的第一连接端101与主控芯片的D-引脚连接，接口1的第二连接端102与主控芯片的D+引脚连接，接口1的第二连接端102与切换电路2的第二端202连接，切换电路2的第三端203与主控芯片的串口数据发送引脚UART_TXD 连接，接口1的第三连接端103与主控芯片的串口数据接收引脚UART_RXD 连接。
接口1的电源端用于与USB接口的电源端连接，接口1的第一连接端 101用于与USB接口的D-端连接，接口1的第二连接端102用于与USB接口的D+端或UART接口的数据发送端连接，接口1的第三连接端103用于与UART接口的数据接收端连接。
在具体实施时，当接口1与USB接口连接时，切换电路2的第二端202 和第三端203之间断开；当接口1与UART接口连接时，切换电路2的第二端202和第三端203之间导通；同时，若主控芯片的I/O引脚检测到高电平，则认为插入的是USB接口，否则认为插入的是URAT接口，从而实现连接不同类型的接口时，能够根据接口的类型自动适配对应的数据传输电路，用一个接口可以复用USB接口和UART接口，无需设置两个接口。
在一具体实施方式中，如图1所示，切换电路2包括PMOS管；
切换电路2的第一端201为PMOS管的栅极，切换电路2的第二端202 为PMOS管的源极，切换电路2的第三端203为PMOS管的漏极，具体地，当连接USB接口时，PMOS管的源极和漏极截止，此时USB接口通过接口复用电路与主控芯片电连接，当连接UART接口时，PMOS管的源极和漏极导通，此时UART接口通过接口复用电路与主控芯片电连接。
在另一具体实施方式中，如图2所示，切换电路2包括NPN型三极管；
切换电路2的第一端201为NPN型三极管的基极，切换电路2的第二端202为NPN型三极管的发射极，切换电路2的第三端203为NPN型三极管的集电极，具体地，当连接USB接口时，NPN型三极管的发射极和集电极截止，此时USB接口通过接口复用电路与主控芯片电连接，当连接UART 接口时，NPN型三极管的发射极和集电极导通，此时UART接口通过接口复用电路与主控芯片电连接。
在又一具体实施方式中，切换电路2包括开关芯片(未示出)；
切换电路2的第一端201为开关芯片的控制端，切换电路2的第二端 202为开关芯片的输入端，切换电路2的第三端203为开关芯片的输出端，具体地，当连接USB接口时，开关芯片的输入端和输出端断开，此时USB 接口通过接口复用电路与主控芯片电连接，当连接UART接口时，开关芯片的输入端和输出端导通，此时UART接口通过接口复用电路与主控芯片电连接。
在一种优选的实施方式中，为了防止浪涌对切换电路2造成损害，接口复用电路还可以包括第一电阻R1和第二电阻R2，第一电阻R1的一端与接口1的电源端连接，另一端分别与切换电路2的第一端201和第二电阻R2 的一端连接，第二电阻R2的另一端接地；在具体实施时，第一电阻R1的阻值可以为10KΩ，第二电阻R2的阻值可以为100KΩ。
为了去除耦合干扰造成切换电路2误开启，接口复用电路还可以包括第一电容C1，第一电容C1的一端与接口1的电源端连接，另一端接地；在具体实施时，第一电容C1的容值可以为1NF。
在本实施例中，为了防止接口1产生浪涌，接口复用电路还可以包括第三电阻R3、第四电阻R4和第五电阻R5，接口1的第一连接端101通过第三电阻R3与主控芯片的D-引脚连接，接口1的第二连接端102通过第四电阻R4与主控芯片的D+引脚连接，接口1的第三连接端103通过第五电阻 R5与主控芯片的串口数据接收引脚连接；在具体实施时，第三电阻R3的阻值可以为2Ω，第四电阻R4的阻值可以为2Ω，第五电阻R5的阻值可以为 33Ω。
在本实施例中，为了去除共模干扰，接口复用电路还可以包括第二电容 C2和第三电容C3，第二电容C2的一端与主控芯片的D-引脚连接，另一端接地；第三电容C3的一端与主控芯片的D+引脚连接，另一端接地；在具体实施时，第二电容C2的容值可以为5.6PF，第三电容C3的容值可以为5.6PF。
为了去除差模干扰，接口复用电路还可以包括第四电容C4，第四电容 C4的一端与芯片的D-引脚连接，另一端与主控芯片的D+引脚连接；在具体实施时，第四电容C1的容值可以为5.6PF。
当然，上述对于各个器件的选用不做具体限定，本领域技术人员可以结合电路的使用场景进行相应调整。
下面以切换电路2为PMOS管进行举例说明：
(1)当USB接口插入接口1时，USB接口的电源端、D-端、D+端和接地端对应与接口1的电源端、第一连接端101、第二连接端102和接地端连接，而USB接口的电源端VBUS的电压为5V，也即接口1的电源端也为 5V，此时，PMOS管的栅极分压约为4.54V，GS电压大于0V，PMOS管截止，即PMOS管的源极和漏极断开，从而，接口1的第二连接端102与主控芯片的D+引脚连接，USB接口正常枚举识别设备，此时，还需要注意D+/D- 的90Ω的差分阻抗要求，并且PMOS管到D+端的支路尽可能够短以减少寄生参数，以免影响USB2.0的眼图而影响数据传输，从而完成USB接口的识别。
(2)当UART接口插入接口1时，UART接口的数据发送端、数据接收端和接地端对应与接口1的第二连接端102、接口1的第三连接端103和接地端连接，由于接口1的电源端没有连接电源，因此，PMOS管的栅极分压为0V，GS电压小于0V，PMOS管导通，即PMOS管的源极和漏极导通，从而，接口1的第二连接端102与主控芯片的串口数据发送引脚UART_TXD 连接，此时作为主控芯片的D+引脚电平为上拉至3.3V的状态，如果此时主控芯片的数据发送引脚发送数据拉低，没有主控芯片的D-引脚发送KJ序列， KJ序列为切换USB设备握手协议的信号，由于D-引脚没有发送KJ序列信号，D+引脚将一直保持3.3V的上拉，而主控芯片的数据发送引脚空闲时也是3.3V高电平的状态，所以，UART接口的数据传输不会受到D+端的影响，从而完成UART接口的识别。
本实施例通过切换电路能够实现两种接口的复用，即通过硬件切换的方式实现接口复用，能够根据接口的类型自动适配对应的数据传输电路，与现有技术相比，占用主控芯片更少的接口资源。
实施例2
本实施例提供一种电子设备，本实施例的电子设备包括主控芯片和实施例1的接口复用电路，接口复用电路与主控芯片电连接。
本实施例的电子设备，相较于现有的电子设备，在实现接口数据传输的同时，减少了接口数量，即采用一个物理接口就能实现两种接口的复用，减小了电子设备的物理尺寸，有利于电子设备的集成化。
虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种接口复用电路，其特征在于，所述接口复用电路包括接口和切换电路；
所述接口的电源端分别与所述切换电路的第一端以及主控芯片的I/O引脚连接，所述接口的接地端接地，所述接口的第一连接端与所述主控芯片的D-引脚连接，所述接口的第二连接端与所述主控芯片的D+引脚连接，所述接口的第二连接端与所述切换电路的第二端连接，所述切换电路的第三端与所述主控芯片的串口数据发送引脚连接，所述接口的第三连接端与所述主控芯片的串口数据接收引脚连接；
所述接口的电源端用于与USB接口的电源端连接，所述接口的第一连接端用于与所述USB接口的D-端连接，所述接口的第二连接端用于与所述USB接口的D+端或UART接口的数据发送端连接，所述接口的第三连接端用于与所述UART接口的数据接收端连接；
当所述接口与所述USB接口连接时，所述切换电路的第二端和第三端之间断开；当所述接口与所述UART接口连接时，所述切换电路的第二端和第三端之间导通。
2.如权利要求1所述的接口复用电路，其特征在于，所述切换电路包括PMOS管；
所述切换电路的第一端为所述PMOS管的栅极，所述切换电路的第二端为所述PMOS管的源极，所述切换电路的第三端为所述PMOS管的漏极。
3.如权利要求1所述的接口复用电路，其特征在于，所述切换电路包括NPN型三极管；
所述切换电路的第一端为所述NPN型三极管的基极，所述切换电路的第二端为所述NPN型三极管的发射极，所述切换电路的第三端为所述NPN型三极管的集电极。
4.如权利要求1所述的接口复用电路，其特征在于，所述切换电路包括开关芯片；
所述切换电路的第一端为所述开关芯片的控制端，所述切换电路的第二端为所述开关芯片的输入端，所述切换电路的第三端为所述开关芯片的输出端。
5.如权利要求1所述的接口复用电路，其特征在于，所述接口复用电路还包括第一电阻和第二电阻；
所述第一电阻的一端与所述接口的电源端连接，另一端分别与所述切换电路的第一端和所述第二电阻的一端连接，所述第二电阻的另一端接地。
6.如权利要求5所述的接口复用电路，其特征在于，所述接口复用电路还包括第一电容；
所述第一电容的一端与所述接口的电源端连接，另一端接地。
7.如权利要求1所述的接口复用电路，其特征在于，所述接口复用电路还包括第三电阻、第四电阻和第五电阻；
所述接口的第一连接端通过所述第三电阻与所述主控芯片的D-引脚连接；
所述接口的第二连接端通过所述第四电阻与所述主控芯片的D+引脚连接；
所述接口的第三连接端通过所述第五电阻与所述主控芯片的串口数据接收引脚连接。
8.如权利要求1所述的接口复用电路，其特征在于，所述接口复用电路还包括第二电容和第三电容；
所述第二电容的一端与所述主控芯片的D-引脚连接，另一端接地；
所述第三电容的一端与所述主控芯片的D+引脚连接，另一端接地。
9.如权利要求1-8中任一项所述的接口复用电路，其特征在于，所述接口复用电路还包括第四电容；
所述第四电容的一端与所述芯片的D-引脚连接，另一端与所述主控芯片的D+引脚连接。
10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括主控芯片和如权利要求1-9中任一项所述的接口复用电路；
所述接口复用电路与所述主控芯片电连接。
Priority Applications (1)
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