一種雙功能usb設備的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種雙功能USB設備，其包括：10芯信號插座、微處理器、USB接口和感知引腳開關電路。所述微處理器寫入了實現(xiàn)兩種功能的程序，所述USB接口為公知的符合USB接口協(xié)議的電氣規(guī)范，所述10芯信號插座是將公知的ISP(In?System?Program)下載器用10芯插座的空余引腳從新定義為另一功能設備所需的信號引腳。所述感知引腳電路為一開關，在高、低兩種電平間切換。微處理器里的程序檢測到感知引腳開關的變化，即改換工作模式，從一種功能轉換為另一種功能。該雙功能接口設備僅需占用一個USB接口資源，一個10芯插座即可實現(xiàn)兩種USB設備的功能，功能的轉換只要簡單地撥動一個開關。該設備占用資源少，操作簡便，生產(chǎn)成本低，應用前景廣闊，適宜推廣。
【專利說明】—種雙功能USB設備
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及信息技術研發(fā)領域，特別是單片機(微處理器)、嵌入式開發(fā)與應用領域。
【背景技術】
[0002]在大規(guī)模集成電路技術飛速發(fā)展的今天，與電子信息技術相關的產(chǎn)品普遍采用了單片機或嵌入式技術；與之相關的教學課程也已進入大中專院校乃至中小學的科技活動中。
[0003]由于集成度極高，單片機或嵌入式芯片都在片上自帶了大容量的、可多次反復擦寫的、掉電后信息也不會丟失的存儲器。這種存儲器內裝載著供單片機或嵌入式芯片自主運行的程序代碼，公知為“固件”。
[0004]人們要將固件寫入單片機或嵌入式芯片的步驟一般是先在電腦上使用高級計算機程序語言設計、編寫程序；然后經(jīng)編譯系統(tǒng)將高級語言轉換為單片機或嵌入式可識別的機器代碼，最后借助一種工具:下載器，下載至芯片內的存儲器。
[0005]目前，下載器與目標系統(tǒng)連接可以有多種實現(xiàn)方法，比較普遍的是采用公知的10芯電纜，連接下載器與目標系統(tǒng)，說明書附圖2給出了其管腳定義。下載器與電腦也可以由多種連接方式，串口、并口等。隨著筆記本電腦的日益普及，USB接口的下載器也變得更為
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[0006]另一方面，在單片機或嵌入式系統(tǒng)開發(fā)過程與應用期間會經(jīng)常用到串口，但由于筆記本電腦自身結構的限制，往往取消了串口通訊協(xié)議要求的9針插座。但這不意味著串口被取消，操作系統(tǒng)如Windows依然支持串口通訊，解決方案是借助USB協(xié)議模擬串口通訊協(xié)議，即采用技術手段通過一個USB橋接設備模擬串口通訊協(xié)議，讓操作系統(tǒng)識別并生成一個虛擬串口。
[0007]通過以上分析我們不難發(fā)現(xiàn)，USB下載器與USB/串口轉換器已成為單片機與嵌入式系統(tǒng)開發(fā)、學習的不開或缺的設備。
[0008]問題是，兩種設備同時使用的話，一方面對電腦的硬件資源占用較多，而使用USB擴展設備則意味著資金投入。另一方面，用戶的目標系統(tǒng)需提供兩個接口插座，一個接下載器，一個接串口，也是一種浪費。
實用新型內容
[0009]為解決占用電腦USB接口資源過多的問題，本實用新型提供一種只占用一個USB接口、一個10芯插座卻具備兩種設備功能并操作簡便的解決方案。
[0010]本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是:采用這樣一種電路設計，以一個微處理器為核心，其輸入為符合公知的USB通訊協(xié)議電氣規(guī)范的標準接口硬件電路，其輸出為公知的ISP下載器用的10針插座，接一根10芯電纜至目標單片機系統(tǒng)板。所述微處理器內駐留兩種功能的程序軟件。所述標準USB接口完成讓Windows操作系統(tǒng)識別為即插即用的外部設備的功能；但此時電腦還不能確認是何種設備。所述微處理器的一個I/O引腳作為感知引腳，接一只撥動開關，撥動開關的一極接+5V高電平，一極接OV即地。使用者可隨時撥動開關來選擇自己需要的功能。所述微處理器內的駐留軟件實時查詢感知引腳的電平變化，一旦發(fā)現(xiàn)變化，程序立即跳轉入相應設備的程序部分運行，應答電腦主機上Windows操作系統(tǒng)發(fā)出的詢問，讓電腦識別出該設備的種類，并在硬件管理模塊顯示出該設備。所述公知ISP用10芯插座的絕大部分管腳保留原定義，只是將原接地的空閑引腳4與6從新定義為供串口使用的發(fā)送與接收引腳。
[0011]通過實施以上技術方案，具有以下技術效果:只占用一個USB接口，用戶就接入了兩個USB設備，只需簡單撥動一個開關即可完成功能切換。用戶目標電路板在設計時也可省去原串口通訊插座，將串口與下載器合并為一個10芯插座。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖一:為本實用新型硬件原理框圖
[0013]圖二:為本實用新型10芯插座定義圖
[0014]圖三:為本實用新型的單片機程序流程圖
[0015]圖四:為本實用新型實施例的電路圖
【具體實施方式】
[0016]為了更好的理解本實用新型的技術方案，下面結合附圖1、圖2、圖3、和圖4詳細描述本實用新型提供的實施例。
[0017]本實用新型實施例提供一種只占用一個USB接口的，兼有USB下載器和USB轉串口雙功能的USB設備。雙功能的USB設備，如圖4為該實用新型實施例的電路圖，包括:下載通訊與串口通訊接口用10芯插座1-1，微處理器2-1，標準USB接口電路部分3-1，感知引腳電路部分4-1，當前功能指示部分5-1。在本實施例中，所述微處理器2-1為一片AtmegaS單片機，內部寫有駐留固件程序，實現(xiàn)兩個功能:通過USB接口下載匯編程序代碼至目標單片機的功能和將USB接口轉換成一個虛擬串口的功能。所述標準USB接口電路部分3-1為遵循USB通訊協(xié)議電氣規(guī)范的硬件電路，當該接口插入Windows操作系統(tǒng)的電腦后,操作系統(tǒng)會發(fā)現(xiàn)有即插即用的設備接入；于是啟動設別USB設備的通訊程序。微處理器2-1根據(jù)感知引腳電路4-1的當前狀態(tài)通報自身所處功能模式，或為USB下載器，或為串口轉換器。當前功能指示部分5-1根據(jù)功能的不同而點亮不同顏色的指示燈，以標明當前所處工能模式。
[0018]本實用新型實施例當處于USB下載器工能模式時，接口插座1-1的1、5、7、9引腳作為公知的ISP下載器1-2的引腳MOS1、SS、SCK、MISO使用，完成向目標單片機下載程序的任務。當處于USB轉串口工能模式時，接口插座1-1的4、6引腳分別擔當串口 2-2的RXD (收)和TXD (發(fā))功能，實現(xiàn)串口通訊。
[0019]使用者可根據(jù)需要隨時撥動感知引腳電路4-1的開關，本實用新型實施例在上電工作狀態(tài)下，微處理器2-1會不斷查詢感知引腳電路4-1的當前狀態(tài)，一旦發(fā)現(xiàn)變化立即轉換工作模式。
[0020]以上對本實用新型實施例所提供的一種雙功能USB設備進行了詳細介紹，對于本領域的一般技術人員，依據(jù)本實用新型實施例的思想，在【具體實施方式】及應用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內容不應理解為對本實用新型的限制。凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種雙功能USB設備，其特征在于，包括:寫入兩種功能程序的微處理器，符合公知的USB通訊協(xié)議電氣規(guī)范的接口，包含兩種功能通訊協(xié)議引腳的10芯插座，所述微處理器可以感知外部電平變化的轉換開關。
2.如權利要求1所述雙功能USB設備，其特征在于，在原公知ISP下載器10芯插座管腳定義的基礎上，將空閑的管腳分配給另一功能使用。
3.如權利要求1或2所述雙功能USB設備，其特征在于所述微處理器為任何型號的單片機。
【文檔編號】G06F13/40GK203799373SQ201420093575
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年3月4日 優(yōu)先權日:2014年3月4日
【發(fā)明者】席衛(wèi)平 申請人:席衛(wèi)平