本實(shí)用新型涉及嵌入式系統(tǒng)，更具體地說(shuō)，涉及一種串行收發(fā)接口模塊與USB接口模塊共用端口電路。

背景技術(shù)：

嵌入式系統(tǒng)和外界交互需要通過(guò)通用設(shè)備接口模塊，如A/D、D/A、I/O等，處理器通過(guò)通用設(shè)備接口模塊和傳感器或其它外設(shè)連接，實(shí)現(xiàn)處理器的輸入/輸出功能。每個(gè)外設(shè)通常只有一個(gè)獨(dú)立的功能，且外設(shè)與處理器的連接依據(jù)接口模塊協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，各自獨(dú)立，互不兼容，無(wú)法共享連接頭，同理，與連接頭配合使用的端口也相互獨(dú)立。但隨著USB協(xié)議的發(fā)展，USB接口模塊已經(jīng)成為通用接口模塊，多數(shù)獨(dú)立外設(shè)接頭也采用USB接口模塊，以滿足和各種智能設(shè)備的連接需要。例如藍(lán)牙適配器通過(guò)USB接口模塊插接電腦的USB端口，實(shí)現(xiàn)電腦與其它外設(shè)的藍(lán)牙通信。但是對(duì)于嵌入式系統(tǒng)裝置而言，U盤(pán)使用USB接口模塊，藍(lán)牙或WIFI模塊需要通過(guò)執(zhí)行相應(yīng)協(xié)議的串行收發(fā)接口模塊連接處理器，無(wú)法使用市面上的USB接口模塊外設(shè)實(shí)現(xiàn)無(wú)線傳輸功能。所以應(yīng)改變現(xiàn)有嵌入式系統(tǒng)的串行接口模塊與USB接口模塊的電路連接關(guān)系，使用一個(gè)端口連接多個(gè)不同類(lèi)型的外設(shè)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)與外部設(shè)備的數(shù)據(jù)交換，簡(jiǎn)化系統(tǒng)接口模塊的配置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種一個(gè)USB端口可以連接多個(gè)不同功能外設(shè)的串行收發(fā)接口模塊與USB接口模塊共用端口電路。

本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：一種串行收發(fā)接口模塊與USB接口模塊共用端口電路，包括單片機(jī)與共用的USB端口，單片機(jī)包括：與USB端口連接的串行收發(fā)接口模塊和USB接口模塊；與所述串行收發(fā)接口模塊和USB接口模塊分別連接以阻斷接口模塊通訊的接口屏蔽單元；與所述接口屏蔽單元和主控單元連接以檢測(cè)接入共用端口的外部設(shè)備接口模塊類(lèi)型，并將檢測(cè)信息發(fā)送給所述主控單元的檢測(cè)單元；與所述接口屏蔽單元和檢測(cè)單元連接以根據(jù)檢測(cè)單元發(fā)送的檢測(cè)信息控制接口屏蔽單元的主控單元。

所述串行收發(fā)接口模塊線包括數(shù)據(jù)發(fā)送線和數(shù)據(jù)接收線，所述數(shù)據(jù)發(fā)送線與USB端口引腳D-連接，所述數(shù)據(jù)接收線與USB端口引腳D+連接；所述USB接口模塊線包括數(shù)據(jù)傳輸線D-和數(shù)據(jù)傳輸線D+；USB接口模塊的數(shù)據(jù)傳輸線D-與USB端口引腳D-連接，數(shù)據(jù)傳輸線D+與USB端口引腳D+連接。

進(jìn)一步地，所述串行收發(fā)接口模塊為UART接口模塊；UART接口模塊的數(shù)據(jù)接收線與USB端口引腳D+連接，UART接口模塊的數(shù)據(jù)發(fā)送線與USB端口引腳D-連接。

進(jìn)一步地，所述串行收發(fā)接口模塊還包括SPI接口模塊；所述UART接口模塊的數(shù)據(jù)接收線、SPI接口模塊的數(shù)據(jù)接收線與USB端口引腳D+連接，所述UART接口模塊的數(shù)據(jù)發(fā)送線、SPI接口模塊的數(shù)據(jù)發(fā)送線與USB端口引腳D-連接。

進(jìn)一步地，所述串行收發(fā)接口模塊還包括USB接口模塊；所述UART接口模塊的數(shù)據(jù)接收線、SPI接口模塊的數(shù)據(jù)接收線、數(shù)據(jù)傳輸線D+與USB端口引腳D+連接，所述UART接口模塊的數(shù)據(jù)發(fā)送線、SPI接口模塊的數(shù)據(jù)發(fā)送線、USB接口模塊的數(shù)據(jù)傳輸線D-與USB端口引腳D-連接。

進(jìn)一步地，所述串行收發(fā)接口模塊為SPI接口模塊，SPI接口模塊的數(shù)據(jù)接收線與USB端口的電氣接口模塊D+連接，SPI接口模塊的數(shù)據(jù)發(fā)送線與USB端口的電氣接口模塊D-連接。

進(jìn)一步地，所述串行收發(fā)接口模塊為USB接口模塊，兩個(gè)USB接口模塊的數(shù)據(jù)傳輸線D-與USB端口引腳D-連接，數(shù)據(jù)傳輸線D+與USB端口引腳D+連接。

進(jìn)一步地，所述電路還包括電源電路，所述電源電路與USB端口引腳的電源腳連接。

進(jìn)一步地，所述USB端口引腳還包括接地的返回腳。

進(jìn)一步地，所述串行收發(fā)接口模塊的數(shù)據(jù)接收線和數(shù)據(jù)發(fā)送線經(jīng)過(guò)電阻接地。

本實(shí)用新型中單片機(jī)的串行收發(fā)接口模塊通過(guò)共用USB端口與外設(shè)連接通訊，可實(shí)現(xiàn)一個(gè)端口與不同功能的外設(shè)連接。嵌入式系統(tǒng)無(wú)需設(shè)置多個(gè)種類(lèi)不同的接口模塊來(lái)滿足連接外設(shè)的需要，串行收發(fā)接口模塊通過(guò)共用電路即可實(shí)現(xiàn)一個(gè)端口的連接，簡(jiǎn)化了嵌入式系統(tǒng)的安裝和配置。

附圖說(shuō)明

下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明，附圖中：

圖1為串行收發(fā)接口模塊與USB接口模塊共用端口的電路框圖；

圖2為單片機(jī)與端口設(shè)備通訊流程圖；

圖3為USB接口模塊與UART接口模塊共用端口的電路圖；

圖4為USB接口模塊與SPI接口模塊共用端口的電路圖；

圖5為USB接口模塊與SPI接口模塊、UART接口模塊共用端口的電路圖；

圖6為多個(gè)USB接口模塊共用端口的電路圖；

圖7為多個(gè)USB接口模塊與SPI接口模塊、UART接口模塊共用端口的電路圖。

具體實(shí)施方式

下面，參照附圖對(duì)本實(shí)用新型的串行收發(fā)接口模塊與USB接口模塊共用端口的電路進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

如圖1所示，串行收發(fā)接口模塊與USB接口模塊與一個(gè)共用端口連接，且分別和接口屏蔽單元連接，接口屏蔽單元連接主控單元和檢測(cè)單元。

如圖2所示，主控單元控制接口屏蔽單元不斷地交替屏蔽USB接口模塊和串行收發(fā)模塊，檢測(cè)單元通過(guò)接口屏蔽單元未屏蔽的接口模塊檢測(cè)與共用端口連接的外部設(shè)備的接口模塊類(lèi)型。

當(dāng)檢測(cè)單元通過(guò)USB接口模塊檢測(cè)到外設(shè)使用USB協(xié)議通訊，檢測(cè)單元將檢測(cè)到的外部設(shè)備的接口模塊類(lèi)型信息發(fā)送給主控單元，主控單元屏蔽串行收發(fā)接口模塊，使用USB協(xié)議與外部設(shè)備交換數(shù)據(jù)，直至外部設(shè)備端口與共用端口斷開(kāi)連接。

當(dāng)檢測(cè)單元通過(guò)串行收發(fā)接口模塊檢測(cè)到外設(shè)使用串行收發(fā)接口模塊協(xié)議通訊，檢測(cè)單元將檢測(cè)到的外部設(shè)備的接口模塊類(lèi)型信息發(fā)送給主控單元，主控單元屏蔽USB接口模塊，使用串行收發(fā)接口模塊協(xié)議與外部設(shè)備交換數(shù)據(jù)，直至外部設(shè)備端口與共用端口斷開(kāi)連接。

如圖3所示，共用USB端口的串行收發(fā)接口模塊包括USB接口模塊與UART接口模塊。USB接口模塊的工作電壓為5V，USB接口模塊線為四線，即VCC，D+，D-和GND。USB端口用于插接外部設(shè)備，在此電路連接中USB有主從設(shè)備之分。主設(shè)備即USB HOST端為單片機(jī)的USB接口模塊，USB信號(hào)為差分信號(hào)，信號(hào)線為D+、D-，在USB HOST端，D+和D-各接一個(gè)下拉電阻，與USB端口的D+、D-連接，當(dāng)USB設(shè)備插入U(xiǎn)SB端口時(shí)，主單片機(jī)檢測(cè)到插入設(shè)備信號(hào)，判斷有設(shè)備接入以及該設(shè)備的類(lèi)型，并與此設(shè)備開(kāi)始通信。

UART接口模塊的工作電壓為5V，UART接口模塊線包括RXD數(shù)據(jù)接收線和TXD數(shù)據(jù)發(fā)送線。RXD數(shù)據(jù)接收線、USB HOST端的D+接口模塊線均與USB端口的D+連接。TXD數(shù)據(jù)發(fā)送線、USB HOST端的D-接口模塊線均與USB端口的D-連接。

單片機(jī)在工作期間，不斷切換USB接口模塊與UART接口模塊檢測(cè)接入共用端口的外設(shè)類(lèi)型。檢測(cè)過(guò)程中，當(dāng)外設(shè)使用其中一種協(xié)議接口模塊時(shí)，系統(tǒng)屏蔽另一接口模塊，使用外設(shè)通訊協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，消除其可能帶來(lái)的影響或可能存在的沖突。

例如，使用U盤(pán)插入端口，單片機(jī)通過(guò)USB接口模塊檢測(cè)到外設(shè)使用USB協(xié)議通訊，則屏蔽UART接口模塊，使用USB協(xié)議與外設(shè)交換數(shù)據(jù)，直至U盤(pán)被拔出。U盤(pán)拔出后，單片機(jī)繼續(xù)不斷切換USB接口模塊與UART接口模塊檢測(cè)接入共用接口模塊的外設(shè)類(lèi)型。

當(dāng)使用UART接口模塊藍(lán)牙模塊，插入U(xiǎn)SB端口時(shí)，單片機(jī)檢測(cè)到外設(shè)使用UART協(xié)議通訊，則屏蔽USB接口模塊，使用UART協(xié)議與外設(shè)交換數(shù)據(jù)，直至藍(lán)牙模塊被拔出。藍(lán)牙模塊拔出后，單片機(jī)繼續(xù)不斷切換USB接口模塊與UART接口模塊檢測(cè)接入共用端口的外設(shè)類(lèi)型。

如圖4所示，共用端口的串行收發(fā)接口模塊包括USB接口模塊與SPI接口模塊，共用端口為USB端口。USB接口模塊與SPI接口模塊的工作電壓為5V，SPI總線由四條信號(hào)線組成：串行時(shí)鐘線SCLK、串行數(shù)據(jù)發(fā)送線SDO、串行數(shù)據(jù)接收線SDI與低電平有效從機(jī)選擇線SS。串行數(shù)據(jù)接收線SDI、USB HOST端的D+接口模塊線均與USB端口的D+連接。串行數(shù)據(jù)發(fā)送線SDO、USB HOST端的D-接口模塊線均與USB端口的D-連接。

單片機(jī)在工作期間，不斷切換USB接口模塊與SPI接口模塊檢測(cè)接入共用端口的外設(shè)類(lèi)型。檢測(cè)過(guò)程中，當(dāng)外設(shè)使用其中一種協(xié)議接口模塊時(shí)，系統(tǒng)屏蔽另一接口模塊，消除其可能帶來(lái)的影響或可能存在的沖突。

例如，使用U盤(pán)插入端口，單片機(jī)通過(guò)USB接口模塊檢測(cè)到外設(shè)使用USB協(xié)議通訊，則屏蔽SPI接口模塊，使用USB協(xié)議與外設(shè)交換數(shù)據(jù)，直至U盤(pán)被拔出。U盤(pán)拔出后，單片機(jī)繼續(xù)不斷切換USB接口模塊與SPI接口模塊檢測(cè)接入共用接口模塊的外設(shè)類(lèi)型。

當(dāng)使用SPI接口模塊插入U(xiǎn)SB端口時(shí)，單片機(jī)檢測(cè)到外設(shè)使用SPI協(xié)議通訊，則屏蔽USB接口模塊，使用SPI協(xié)議與外設(shè)交換數(shù)據(jù)，直至SPI接口模塊被拔出。SPI接口模塊拔出后，單片機(jī)繼續(xù)不斷切換USB接口模塊與SPI接口模塊檢測(cè)接入共用端口的外設(shè)類(lèi)型。

如圖5所示，共用端口的串行收發(fā)接口模塊包括USB接口模塊、SPI接口模塊和UART接口模塊。三者的工作電壓相同，均為5V。UART接口模塊RXD數(shù)據(jù)接收線與SPI接口模塊串行數(shù)據(jù)接收線SDI、USB HOST端的D+接口模塊線均與USB端口的D+連接。UART接口模塊TXD數(shù)據(jù)發(fā)送線與SPI接口模塊串行數(shù)據(jù)發(fā)送線SDO、USB HOST端的D-接口模塊線均與USB端口的D-連接。

單片機(jī)在工作期間，不斷切換USB接口模塊、SPI接口模塊和UART接口模塊檢測(cè)接入共用端口的外設(shè)類(lèi)型。檢測(cè)過(guò)程中，當(dāng)外設(shè)使用其中一種協(xié)議接口模塊時(shí)，系統(tǒng)屏蔽另外兩個(gè)接口模塊，消除其可能帶來(lái)的影響或可能存在的沖突。

如圖6所示，共用端口的串行收發(fā)接口模塊為USB接口模塊，每個(gè)USB接口模塊的D+接口模塊線均與USB端口的D+連接，D-接口模塊線與USB端口的D-連接。兩個(gè)USB接口模塊共用一個(gè)USB端口。

如圖7所示，共用端口的串行收發(fā)接口模塊包括USB接口模塊、SPI接口模塊和UART接口模塊，每種接口模塊各兩組。六者的工作電壓相同，均為5V。兩個(gè)UART接口模塊的RXD數(shù)據(jù)接收線、兩個(gè)SPI接口模塊的串行數(shù)據(jù)輸入線SDI、兩個(gè)USB HOST端的D+接口模塊線均與USB端口的D+連接。兩個(gè)UART接口模塊的TXD數(shù)據(jù)發(fā)送線、兩個(gè)SPI接口模塊的串行數(shù)據(jù)輸出線SDO、兩個(gè)USB HOST端的D-接口模塊線均與USB端口的D-連接。

單片機(jī)在工作期間，不斷切換USB接口模塊、SPI接口模塊和UART接口模塊檢測(cè)接入共用端口的外設(shè)類(lèi)型。檢測(cè)過(guò)程中，當(dāng)外設(shè)使用其中一種協(xié)議接口模塊時(shí)，系統(tǒng)屏蔽其它接口模塊，消除其可能帶來(lái)的影響或可能存在的沖突。

本實(shí)用新型中單片機(jī)的串行收發(fā)接口模塊通過(guò)共用USB端口與外設(shè)連接通訊，可實(shí)現(xiàn)一個(gè)端口與不同功能的外設(shè)連接。嵌入式系統(tǒng)無(wú)需設(shè)置多個(gè)種類(lèi)不同的接口模塊來(lái)滿足連接外設(shè)的需要，串行收發(fā)接口模塊通過(guò)共用電路即可實(shí)現(xiàn)一個(gè)端口的連接，簡(jiǎn)化了嵌入式系統(tǒng)的安裝和配置。

可以理解的，以上實(shí)施例僅表達(dá)了本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本實(shí)用新型專(zhuān)利范圍的限制；應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，可以對(duì)上述技術(shù)特點(diǎn)進(jìn)行自由組合，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍；因此，凡跟本實(shí)用新型權(quán)利要求范圍所做的等同變換與修飾，均應(yīng)屬于本實(shí)用新型權(quán)利要求的涵蓋范圍。