CN217821586U - Usb切换电路和usb切换装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种USB切换电路和USB切换装置，所述电路包括：控制模块，用于接收控制信号；数据切换模块，其与所述控制模块连接；接口模块，其与所述数据切换模块连接，所述接口模块包括一从设备接口和多个主设备接口，所述从设备接口用于连接从设备，所述主设备接口用于连接主设备；当所述控制模块将接收到的控制信号输出至所述数据切换模块时，所述数据切换模块根据所述控制信号控制所述从设备从一个主设备切换到另一个主设备以实现所述从设备与所述另一个主设备之间的数据连接。本实用新型能够实现USB接口的自动化测试，无需人工频繁插拔USB设备。

Description

USB切换电路和USB切换装置

技术领域

本实用新型涉及通信接口切换技术领域，尤其涉及一种USB切换电路和USB切换装置。

背景技术

通信接口是连接不同设备的介质，不同设备之间进行通信需要通过通信接口连接，USB(Universal Serial Bus，通用串行总线)接口是作为主设备和从设备之间连接的常用通信接口。

随着自动化测试的开展，越来越多的任务由电脑或脚本来代替人工，但针对USB接口的测试，却需要人工反复插拔USB设备来完成。例如，通过USB接口对主设备的应用升级，需要依赖于外设U盘，当从设备U盘通过USB接口与连接的主设备完成数据拷贝之后，不能够自动切换接入其他主设备，而是需要对U盘进行多次插拔以完成USB接口的测试。

实用新型内容

本实用新型提供一种USB切换电路和USB切换装置，用以解决现有技术中通过人工频繁插拔USB设备而导致测试效率低下的问题。

第一方面，本实用新型提供一种USB切换电路，所述电路包括：

控制模块，用于接收控制信号；

数据切换模块，其与所述控制模块连接；

接口模块，其与所述数据切换模块连接，所述接口模块包括一从设备接口和多个主设备接口，所述从设备接口用于连接从设备，所述主设备接口用于连接主设备；

当所述控制模块将接收到的控制信号输出至所述数据切换模块时，所述数据切换模块根据所述控制信号控制所述从设备从一个主设备切换到另一个主设备以实现所述从设备与所述另一个主设备之间的数据连接。

在本实用新型一实施例中，所述电路还包括电源切换模块，当所述控制模块接收到控制信号并通过所述数据切换模块从一个主设备切换到另一个主设备时，所述控制模块控制所述电源切换模块对所述从设备断开供电预设时长。

在本实用新型一实施例中，所述数据切换模块包括第一芯片、第一电容以及第二电容，所述第一电容的一端与工作电源连接，另一端接地，所述第二电容并接于所述第一电容的两端，所述第一芯片的第十引脚与工作电源连接。

在本实用新型一实施例中，所述控制模块包括第二芯片、第三电容以及第四电容，所述第三电容的一端与工作电源连接，另一端接地，所述第四电容并接于所述第三电容的两端，所述第二芯片的第二引脚与工作电源连接。

在本实用新型一实施例中，所述多个主设备接口包括第一主设备接口和第二主设备接口，所述第一主设备接口的第二引脚与所述第一芯片的第二引脚连接，所述第一主设备接口的第三引脚与所述第一芯片的第八引脚连接，所述第二主设备接口的第二引脚与所述第一芯片的第三引脚连接，所述第二主设备接口的第三引脚与所述第一芯片的第七引脚连接，所述第一主设备接口和所述第二主设备接口用于对所述USB切换电路供电。

在本实用新型一实施例中，所述从设备接口的第二引脚与所述第一芯片的第四引脚连接，所述从设备接口的第三引脚与所述第一芯片的第六引脚连接。

在本实用新型一实施例中，所述电源切换模块包括第一电源切换模块和第二电源切换模块；

所述第一电源切换模块包括第一场效应管、第一电阻以及第一二极管，所述第一场效应管内部具有一等效二极管，所述第一场效应管的源极与所述第一主设备接口的第一引脚连接，所述第一场效应管的漏极与所述从设备接口的第一引脚连接，所述第一场效应管的栅极分别与所述第一二极管的阴极和所述第二芯片的第五引脚连接，所述第一二极管的阳极通过所述第一电阻与工作电源连接；

所述第二电源切换模块包括第二场效应管、第二电阻以及第二二极管，所述第二场效应管内部具有一等效二极管，所述第二场效应管的源极与所述第二主设备接口的第一引脚连接，所述第二场效应管的漏极与所述从设备接口的第一引脚连接，所述第二场效应管的栅极分别与所述第二二极管的阴极和所述第二芯片的第六引脚连接，所述第二二极管的阳极通过所述第二电阻与工作电源连接。

在本实用新型一实施例中，所述电路还包括一控制接口，所述控制接口的第三引脚与所述第二芯片的第七引脚连接，所述控制模块通过所述控制接口接收控制信号以控制所述数据切换模块进行数据切换，所述控制接口的第一引脚为外部第二电源引脚，所述控制接口用于对所述USB切换电路供电。

在本实用新型一实施例中，所述电路还包括一按键，所述第二芯片的第八引脚与所述按键连接，所述控制模块通过所述按键接收控制信号以控制所述数据切换模块进行数据切换。

第二方面，本实用新型还提供一种USB切换装置，所述USB切换装置包括如第一方面任一项所述的USB切换电路。

本实用新型提供的USB切换电路和USB切换装置，通过设置控制模块和数据切换模块，使得一从设备能够通过控制模块控制数据切换模块在一个主设备切换到另一主设备以实现该从设备与该另一主设备的数据连接功能，并且实现USB接口的自动化测试，无需人工频繁插拔USB设备。

进一步的，本实用新型提供的电源切换模块，通过电源切换模块对接口模块的时序控制，解决了从设备在一主设备切换到另一主设备时无法识别该另一主设备的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，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是本实用新型实施例的USB切换电路的模块框图；

图2是本实用新型实施例的时序控制的示意图；

图3是本实用新型实施例的数据切换模块的电路图；

图4是本实用新型实施例的控制模块的电路图；

图5(a)是本实用新型实施例的第一主设备接口的电路图；

图5(b)是本实用新型实施例的第二主设备接口的电路图；

图6是本实用新型实施例的一个从设备接口的电路图；

图7(a)是本实用新型实施例的第一电源切换模块的电路图；

图7(b)是本实用新型实施例的第二电源切换模块的电路图；

图8是本实用新型实施例的控制接口的电路图；

图9是本实用新型实施例的供电电路的电路图；

图10是本实用新型实施例的USB转换装置的示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

现有的电视系统的升级和应用升级，需要依赖于外设U盘进行，即需要将U盘中存储的应用数据包复制到电视系统的存储器中，以使电视系统能够发挥其功能。电视系统通常本身已带有加载程序，当将U盘与电视系统连接时，加载程序会自动将U盘的应用数据包复制到电视系统的存储器中。所以电视厂商需要对U盘连接进行测试。由于现有技术中，当U盘与连接的主设备完成数据拷贝之后，不能够自动切换接入其他主设备，需要人工手动切换。

为了解决现有技术中通过人工频繁插拔USB设备而导致测试效率低下的问题，本实用新型提供的USB切换电路和USB切换装置，通过设置控制模块和数据切换模块，使得一从设备能够通过控制模块控制数据切换模块从一个主设备切换到另一主设备，以实现该从设备与该另一主设备的数据连接功能，并且实现USB接口的自动化测试，无需人工频繁插拔USB设备。

进一步的，本实用新型提供的电源切换模块，通过电源切换模块对接口模块的时序控制，解决了从设备在一主设备切换到另一主设备时无法识别该另一主设备的问题。

本实用新型所述的主设备为电脑、电视等设备，所述的从设备为USB设备，例如U盘、移动硬盘、USB摄像头、USB鼠标、USB键盘等设备。

下面结合图1-图10描述本实用新型的USB切换电路和USB切换装置。

请参阅图1，图1是本实用新型实施例的USB切换电路的模块框图。本实用新型提供的一种USB切换电路，包括控制模块101、数据切换模块102以及接口模块，控制模块101与数据切换模块102连接，数据切换模块102与接口模块连接。其中，接口模块包括一从设备接口103和多个主设备接口。图1示出了两个主设备接口，即第一主设备接口104和第二主设备接口105。

需要说明的是，接口模块具有从设备接口和主设备接口的数量可根据实际需求而设计。从设备接口103用于连接从设备，主设备接口用于连接主设备，例如第一主设备接口104用于连接第一主设备，第二主设备接口105用于连接第二主设备。

此外，上述术语“第一”、“第二”等是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。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换。例如，第一主设备接口也可以称为第二主设备接口，第二主设备接口也可以称为第一主设备接口。

示例性地，控制模块101用于接收控制信号，在一些实施方式中，本实用新型所述USB切换电路还包括控制接口106和按键107，控制模块101接收来自控制接口106或按键107的控制信号。控制接口106是与外部控制系统连接，用于接收外部控制系统发来的控制信号。

当控制模块101接收到来自控制接口106或来自按键107的控制信号时，通过数据切换模块102可实现从设备从一个主设备切换到另一个主设备的数据连接。

例如，从设备当前与第二主设备进行数据连接，当控制模块101接收到需要切换到第一主设备的控制信号时，控制模块101将所述控制信号输出至数据切换模块102，并由数据切换模块102控制从第二主设备切换到第一主设备，使得从设备能够与第一主设备进行数据连接。

由此可知，在控制模块的控制下，根据接收到的控制信号并通过数据切换模块，可以自动实现从设备在第一主设备和第二主设备之间的数据切换，以解决现有技术中通过人工频繁插拔USB设备而导致测试效率低下的问题，并且通过所述控制信号可实现USB接口的自动化测试，无需人工频繁插拔USB设备(例如U盘)。

示例性地，所述电路还包括电源切换模块，当所述控制模块接收到控制信号并通过所述数据切换模块从一个主设备切换到另一个主设备时，所述控制模块控制所述电源切换模块对所述从设备断开供电预设时长。

例如，请参阅图2，图2是本实用新型实施例的时序控制的示意图。当按键按下或控制接口接收到控制信号时，控制模块控制数据切换模块执行切换动作，每次切换时，对从设备供电需要断开预设时长(例如t ms)，然后再切换到与数据一致的接口上，以通过电源切换模块对接口模块的时序控制，解决了从设备在一主设备切换到另一主设备时无法识别该另一主设备的问题。图2示出的是从第一主设备接口切换到第二主设备接口。

以下对上述各模块的具体电路进行描述。

请参阅图3，图3是本实用新型实施例的数据切换模块的电路图。数据切换模块102包括第一芯片U1、第一电容C1以及第二电容C2。第一芯片U1的第一引脚为IN引脚，第二引脚为S1B引脚，第三引脚为S2B引脚，第四引脚为DB引脚，第五引脚为GND引脚，第六引脚为DC引脚，第七引脚为S2C引脚，第八引脚为S1C引脚，第九引脚为EN引脚，第十引脚为电源引脚(例如VCC 5V)。其中第十引脚与工作电源VCC连接，并将工作电源VCC转为芯片内部的供电电源。第一电容C1的一端与工作电源VCC连接，另一端接地GND。第二电容C2并接于第一电容C1的两端。工作电源VCC为所述USB切换电路的内部元器件的工作电源。

示例性地，当EN＝0，IN＝0时，Dx(如图中的D1-、D2-、D1+、D2+)选择S1x(如图中的S1B、S1C)；当EN＝0，IN＝1时，Dx选择S2x(如图中的S2B、S2C)；当EN＝1时，全部断开。

由此可见，数据切换模块102是通过控制USB数据总线开关，实现从设备与主设备之间的数据连接。

请参阅图4，图4是本实用新型实施例的控制模块的电路图。控制模块101包括第二芯片U2、第三电容C3以及第四电容C4。第二芯片U2的第一引脚为IN引脚，第二引脚为电源引脚，第三引脚为EN引脚，第四引脚为GND引脚，第五引脚为RXD PW1引脚，第六引脚为TXD PW2引脚，第七引脚为DATA(控制信号)引脚，第八引脚为KEY(按键)引脚。

其中，第二芯片U2的第二引脚与工作电源VCC连接，第八引脚与按键107连接，接收来自按键107的控制信号。第二芯片U2的第七引脚用于接收外部的控制信号。第三电容C3的一端与工作电源VCC连接，另一端接地GND。第四电容C4并接于第三电容C3的两端。

由此可知，控制模块101用于检测按键KEY事件、检测外部控制事件DATA以及控制切换时序。

请参考图5(a)、5(b)，图5(a)是本实用新型实施例的第一主设备接口的电路图，图5(b)是本实用新型实施例的第二主设备接口的电路图。

其中，如图5(a)所示，第一主设备接口104的第一引脚为VCC工作电源引脚，第二引脚为D1-引脚，第三引脚为D1+引脚，第四引脚为GND引脚。第一主设备接口104的第一引脚输出第一电压V1，第一电压V1是由第一主设备通过第一主设备接口104所提供的电源。第一主设备接口104的第二引脚与数据切换模块102的第一芯片U1的第二引脚连接。第一主设备接口104的第三引脚与数据切换模块102的第一芯片U1的第八引脚连接。

其中，如图5(b)所示，第二主设备接口105的第一引脚为VCC工作电源引脚，第二引脚为D2-引脚，第三引脚为D2+引脚，第四引脚为GND引脚。第二主设备接口105的第一引脚输出第二电压V2，第二电压V2是由第二主设备通过第二主设备接口105所提供的电源。第二主设备接口105的第二引脚与数据切换模块102的第一芯片U1的第三引脚连接。第二主设备接口105的第三引脚与数据切换模块102的第一芯片U1的第七引脚连接。

由此可知，第一主设备接口104用于连接第一主设备，第二主设备接口105用于连接第二主设备，第一主设备、第二主设备可以是电脑、电视等设备。通过第一主设备接口104提供的电源V1和第二主设备接口105提供的电源V2，可用于对所述USB切换电路内部元器件的供电。

请参阅图6，图6是本实用新型实施例的一个从设备接口的电路图。从设备接口103的第一脚为VCC电压引脚，其用于提供第三电压V，第三电压V用于给连接从设备接口103的从设备供电。从设备接口103的第二引脚为D-引脚，第三引脚为D+引脚，第四引脚为GND引脚。从设备接口103的第二引脚与数据切换模块102的第一芯片U1的第四引脚连接，从设备接口103的第三引脚与数据切换模块102的第一芯片U1的第六引脚连接。

由此可见，从设备接口103用于连接从设备或外部设备，从设备可以是U盘、移动硬盘、USB摄像头、USB鼠标、USB键盘等。通过从设备接口103提供的电源V，可用于对从设备的供电。

请参阅图7(a)、图7(b)，图7(a)是本实用新型实施例的第一电源切换模块的电路图，图7(b)是本实用新型实施例的第二电源切换模块的电路图。本实用新型所述电源切换模块包括第一电源切换模块和第二电源切换模块。

如图7(a)所示，第一电源切换模块包括第一场效应管Q1、第一电阻R1以及第一二极管D1。第一场效应管Q1内部具有一等效二极管，第一场效应管Q1的源极与第一主设备接口104的第一引脚连接，第一场效应管Q1的漏极与从设备接口103的第一引脚连接，第一场效应管Q1的栅极分别与第一二极管D1的阴极和控制模块101的第二芯片U2的第五引脚连接，第一二极管D1的阳极通过第一电阻R1与工作电源VCC连接。

如图7(b)所示，第二电源切换模块包括第二场效应管Q2、第二电阻R2以及第二二极管D2。第二场效应管Q2内部具有一等效二极管，第二场效应管Q2的源极与第二主设备接口105的第一引脚连接，第二场效应管Q2的漏极与从设备接口103的第一引脚连接，第二场效应管Q2的栅极分别与第二二极管D2的阴极和控制模块101的第二芯片U2的第六引脚连接，第二二极管D2的阳极通过第二电阻R2与工作电源VCC连接。

由此可知，第一电源切换模块和第二电源切换模块配合数据切换模块，在进行数据切换时，通过第一电源切换模块或第二电源切换模块对从设备供电断开预设时长，能够确保切换成功，解决了切换后主设备无法识别从设备的问题。

请参阅图8，图8是本实用新型实施例的控制接口的电路图。控制接口106包括连接器J1、第三电阻和第四电阻，连接器J1的第一引脚与外部控制设备提供的外部电源(例如P_5V电源)连接，第一引脚串联第三电阻R3和第四电阻R4后与第四引脚连接，第二引脚接于第三电阻R3和第四电阻R4之间的一节点，第三引脚与控制模块101的第二芯片U2的第七引脚连接，用于将外部的控制信号传输给控制模块101，第四引脚同时接地。控制接口106的外部电源可用于对所述USB切换电路内部元器件的供电。

由此可知，控制接口106与控制模块101连接，外部控制设备可以通过控制接口106控制数据切换。

此外，控制模块101的第二芯片U2的第八引脚与按键107连接，控制模块101通过按键107接收控制信号，并控制数据切换模块102进行数据切换。

请参阅图9，图9是本实用新型实施例的供电电路的电路图。图9示出了第一主设备接口104、第二主设备接口105以及控制接口106均可以对本实用新型所述USB切换电路的工作电源VCC供电，使得本实用新型能够满足不同测试场景的需求。

请参考图10，图10是本实用新型实施例的USB转换装置的示意图。本实用新型实施例还提供一种USB转换装置，所述USB转换装置包括上述所述USB转换电路。

示例性地，所述USB转换装置包括控制模块101、数据切换模块102、从设备接口103、第一主设备接口104、第二主设备接口105、控制接口106以及按键107。

当控制模块101接收到控制接口106或按键107的控制信号并将该控制信号输出至数据切换模块102，控数据切换模块102根据该控制信号实现从设备从一个主设备切换到另一个主设备的数据连接。

例如，数据切换模块102根据该控制信号控制从设备从第一主设备切换到第二主设备，以实现从设备与第二主设备之间的数据连接。

示例性地，所述USB转换装置还包括指示灯108，指示灯与控制模块101连接，当控制模块101控制第一主设备接口104与第二主设备接口105的切换后，控制模块101会输出状态指示信号至对应的指示灯108，以便了解当前从设备与主设备的连接状态。

图10中的第一主设备接口104和第二主设备接口105旁边各设置了一指示灯，当从设备第一主设备接口104与第一主设备接通时，第一主设备接口104旁边的指示灯108会变亮。当从设备通过第二主设备接口105与第二主设备接通时，第二主设备接口105旁边的指示灯108也会变亮。

在此需要说明的是，本实用新型实施例提供的USB切换装置，能够实现上述USB切换电路的功能，且能够达到相同的技术效果，在此不再对本实施例中与上述USB切换电路相同的部分及有益效果进行具体赘述。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种USB切换电路，其特征在于，所述电路包括：

控制模块，用于接收控制信号；

数据切换模块，其与所述控制模块连接；

接口模块，其与所述数据切换模块连接，所述接口模块包括一从设备接口和多个主设备接口，所述从设备接口用于连接从设备，所述主设备接口用于连接主设备；

当所述控制模块将接收到的控制信号输出至所述数据切换模块时，所述数据切换模块根据所述控制信号控制所述从设备从一个主设备切换到另一个主设备以实现所述从设备与所述另一个主设备之间的数据连接。

2.根据权利要求1所述的USB切换电路，其特征在于，所述电路还包括电源切换模块，当所述控制模块接收到控制信号并通过所述数据切换模块从一个主设备切换到另一个主设备时，所述控制模块控制所述电源切换模块对所述从设备断开供电预设时长。

3.根据权利要求2所述的USB切换电路，其特征在于，所述数据切换模块包括第一芯片、第一电容以及第二电容，所述第一电容的一端与工作电源连接，另一端接地，所述第二电容并接于所述第一电容的两端，所述第一芯片的第十引脚与工作电源连接。

4.根据权利要求3所述的USB切换电路，其特征在于，所述控制模块包括第二芯片、第三电容以及第四电容，所述第三电容的一端与工作电源连接，另一端接地，所述第四电容并接于所述第三电容的两端，所述第二芯片的第二引脚与工作电源连接。

5.根据权利要求4所述的USB切换电路，其特征在于，所述多个主设备接口包括第一主设备接口和第二主设备接口，所述第一主设备接口的第二引脚与所述第一芯片的第二引脚连接，所述第一主设备接口的第三引脚与所述第一芯片的第八引脚连接，所述第二主设备接口的第二引脚与所述第一芯片的第三引脚连接，所述第二主设备接口的第三引脚与所述第一芯片的第七引脚连接，所述第一主设备接口和所述第二主设备接口用于对所述USB切换电路供电。

6.根据权利要求5所述的USB切换电路，其特征在于，所述从设备接口的第二引脚与所述第一芯片的第四引脚连接，所述从设备接口的第三引脚与所述第一芯片的第六引脚连接。

7.根据权利要求6所述的USB切换电路，其特征在于，所述电源切换模块包括第一电源切换模块和第二电源切换模块；

所述第一电源切换模块包括第一场效应管、第一电阻以及第一二极管，所述第一场效应管内部具有一等效二极管，所述第一场效应管的源极与所述第一主设备接口的第一引脚连接，所述第一场效应管的漏极与所述从设备接口的第一引脚连接，所述第一场效应管的栅极分别与所述第一二极管的阴极和所述第二芯片的第五引脚连接，所述第一二极管的阳极通过所述第一电阻与工作电源连接；

所述第二电源切换模块包括第二场效应管、第二电阻以及第二二极管，所述第二场效应管内部具有一等效二极管，所述第二场效应管的源极与所述第二主设备接口的第一引脚连接，所述第二场效应管的漏极与所述从设备接口的第一引脚连接，所述第二场效应管的栅极分别与所述第二二极管的阴极和所述第二芯片的第六引脚连接，所述第二二极管的阳极通过所述第二电阻与工作电源连接。

8.根据权利要求4所述的USB切换电路，其特征在于，所述电路还包括一控制接口，所述控制接口的第三引脚与所述第二芯片的第七引脚连接，所述控制模块通过所述控制接口接收控制信号以控制所述数据切换模块进行数据切换，所述控制接口的第一引脚为外部第二电源引脚，所述控制接口用于对所述USB切换电路供电。

9.根据权利要求4所述的USB切换电路，其特征在于，所述电路还包括一按键，所述第二芯片的第八引脚与所述按键连接，所述控制模块通过所述按键接收控制信号以控制所述数据切换模块进行数据切换。

10.一种USB切换装置，其特征在于，所述USB切换装置包括如权利要求1～9任一项所述的USB切换电路。

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