本發(fā)明涉及電子電路技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及基于通用串行總線通信的接口電路。

背景技術(shù)：

通用串行總線(Universal Serial Bus，USB)，是一個外部總線標(biāo)準(zhǔn)，用于規(guī)范電腦或微處理器與外部設(shè)備的連接和通訊，是應(yīng)用在PC領(lǐng)域的接口技術(shù)。

目前市面上的產(chǎn)品的USB接口通常為下行端口，即產(chǎn)品作為USB通信的主設(shè)備(USB-Host)與外部設(shè)備的上行端口(外部設(shè)備作為USB通信的從設(shè)備(USB-Device))連接；一般產(chǎn)品內(nèi)部都會存有系統(tǒng)的運行數(shù)據(jù)，在產(chǎn)品出故障時可利用該運行數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，但是由于故障檢測裝置的USB接口也是下行端口，無法直接通過故障產(chǎn)品的USB接口獲取運行數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，只能拆開產(chǎn)品外殼，使得故障檢測裝置能從內(nèi)產(chǎn)品部存儲該運行數(shù)據(jù)的存儲硬件中獲取數(shù)據(jù)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明實施例提出的接口電路，能使用一個通用串行總線接口實現(xiàn)上下行端口復(fù)用。

本發(fā)明實施例提供一種接口電路，設(shè)置在主體設(shè)備中，包括：控制模塊、第一通用串行總線接口、鏈路切換開關(guān)和檢測插入模塊；

所述第一通用串行總線接口，用于與外部設(shè)備的第二通用串行總線接口連接；

所述檢測插入模塊，用于在檢測到所述第一通用串行總線接口與外部設(shè)備的第二通用串行總線接口連接時生成插入信號，并將所述插入信號發(fā)送給控制模塊；

所述控制模塊，用于接收所述插入信號，并判定有外部設(shè)備與所述第一通用串行總線接口連接；還用于在判定有外部設(shè)備與所述第一通用串行總線接口連接時，檢測所述第一通用串行總線接口的供電端的電壓值，并根據(jù)檢測到的電壓值生成鏈路切換信號發(fā)送給所述鏈路切換開關(guān)；

所述鏈路切換開關(guān)，用于接收所述鏈路切換信號，并根據(jù)所述鏈路切換信號選擇連接鏈路；所述連接鏈路包括所述第一通用串行總線接口的數(shù)據(jù)傳輸端與所述主體設(shè)備的下行端口連接的第一連接鏈路和所述第一通用串行總線接口與所述主體設(shè)備的上行端口連接的第二連接鏈路。

進(jìn)一步地，所述接口電路還包括開關(guān)電源模塊；

所述控制模塊還用于，根據(jù)所述檢測到的電壓值生成開關(guān)控制信號，并發(fā)送所述開關(guān)控制信號給所述開關(guān)電源模塊；

所述開關(guān)電源模塊，用于接收所述開關(guān)控制信號，并根據(jù)所述開關(guān)控制信號控制是否輸出電源至所述第一通用串行總線接口的供電端。

進(jìn)一步地，在所述電壓值大于零時，所選擇的連接鏈路為所述第二連接鏈路；在所述電壓值不大于零時，所選擇的連接鏈路為所述第一連接鏈路。

進(jìn)一步地，所述檢測插入模塊包括第一三極管；

所述第一三極管在所述第一通用串行總線接口與外部設(shè)備的第二通用串行總線接口連接時檢測到所述第一通用串行總線接口的接地端接地的低電平信號，由導(dǎo)通轉(zhuǎn)為截止；

所述第一三極管的集電極與直流電壓連接，在所述第一三極管截止后，輸出高電平信號作為所述插入信號。

進(jìn)一步地，所述檢測插入模塊包括第一三極管；

所述第一三極管的基極與所述第一通用串行總線接口的接地端連接，且與所述直流電壓連接；所述第一三極管的集電極與所述直流電壓連接，且所述第一三極管的集電極作為用于輸出所述插入信號的端口；所述第一三極管的發(fā)射極與地連接。

進(jìn)一步地，所述檢測插入模塊還包括第一電阻和第二電阻；

所述第一三極管的基極通過所述第一電阻與所述直流電壓連接，所述第一三極寫的集電極通過所述第二電阻與所述直流電壓連接。

進(jìn)一步地，所述開關(guān)電源模塊包括第二三極管和場效應(yīng)管；

在所述開關(guān)控制信號為高電平信號時，所述第二三極管工作于導(dǎo)通狀態(tài)；在所述開關(guān)控制信號為低電平信號時，所述第二三極管工作于截止?fàn)顟B(tài)；

所述場效應(yīng)管與所述第二三極管連接，在所述第二三極管工作于導(dǎo)通狀態(tài)時，工作于導(dǎo)通狀態(tài)，并輸出電源至所述第一通用串行總線接口的供電端；以及，在所述第二三極管工作于截止?fàn)顟B(tài)時，所述場效應(yīng)管工作于截止?fàn)顟B(tài)，并停止輸出電源至所述第一通用串行總線接口的供電端。

進(jìn)一步地，所述開關(guān)電源模塊包括第二三極管和場效應(yīng)管；

所述第二三管的基極與所述控制模塊連接，用于接收所述控制模塊發(fā)送的所述開關(guān)控制信號；所述第二三極管的集電極與供電電源連接，且所述第二三極管的集電極與所述場效應(yīng)管的柵極連接；所述第二三極管的發(fā)射極與地連接；

所述場效應(yīng)管的源極與所述供電電源連接，所述場效應(yīng)管的漏極與所述第一通用串行總線接口的供電端連接。

進(jìn)一步地，所述開關(guān)電源模塊還包括第三電阻、第四電阻和第五電阻；

所述第二三極管基極通過所述第三電阻與所述控制模塊連接，所述第二三極管的集電集通過所述第四電阻與所述供電電源連接，所述第二三極管的集電極通過所述第五電阻與所述場效應(yīng)管的柵極連接。

進(jìn)一步地，所述接口電路還包括第六電阻和第七電阻；

所述控制模塊的用于檢測所述第一通用串行總線接口的供電端的電壓的檢測端口通過所述第六電阻與所述第一通用串行總線接口的供電端連接；

所述第七電阻的一端與所述控制模塊的檢測端口連接，另一端與地連接。

實施本發(fā)明實施例，具有如下有益效果：

本發(fā)明實施例提供的接口電路，提供控制模塊，控制模塊通過檢測插入模塊檢測到有外部設(shè)備插入主體設(shè)備的通用串行總線接口時，檢測通用串行總線接口的供電端的電壓，并根據(jù)所檢測到的電壓生成鏈路切換信號發(fā)送給鏈路切換開關(guān)，以選擇所述第一通用串行總線接口的數(shù)據(jù)傳輸端與所述主體設(shè)備的下行端口連接的第一連接鏈路還是選擇所述第一通用串行總線接口與所述主體設(shè)備的上行端口連接的第二連接鏈路，使得能根據(jù)檢測到供電端的電壓判斷接入的外部設(shè)備是上行端口還是下行端口來選擇相應(yīng)的鏈路，從而實現(xiàn)使用一個通用串行總線接口實現(xiàn)上下行端口復(fù)用。

附圖說明

圖1是本發(fā)明提供的接口電路的一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明提供的檢測插入模塊的一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明提供的開關(guān)電源模塊的一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明提供的接口電路的另一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

對于主體設(shè)備內(nèi)部的用于存儲的系統(tǒng)的運行數(shù)據(jù)的硬件裝置，設(shè)置有通用串行總線上行端口(USB上行端口，)和通用串行總線下行端口(USB下行端口USB-Device)，但一般主體設(shè)備外部所設(shè)置的通用串行總線接口(USB接口)僅與該硬件裝置的USB上行端口連接，以主體設(shè)備為主設(shè)備，以及以外部設(shè)備為從設(shè)備，進(jìn)行通用串行通信(USB通信)。另外，通用的USB接口包括接地端Signal-gnd、數(shù)據(jù)傳輸端Data和5V的供電端USB-5V。

參見圖1，是本發(fā)明提供的接口電路的一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

本發(fā)明實施例提供一種接口電路，設(shè)置在主體設(shè)備中，包括：控制模塊30、第一通用串行總線接口10、鏈路切換開關(guān)40和檢測插入模塊20；

所述第一通用串行總線接口10，用于與外部設(shè)備的第二通用串行總線接口連接；

所述檢測插入模塊20，用于在檢測到所述第一通用串行總線接口10與外部設(shè)備的第二通用串行總線接口連接時生成插入信號Signal-det，并將所述插入信號Signal-det發(fā)送給控制模塊30；

所述控制模塊30，用于接收所述插入信號Signal-det，并判定有外部設(shè)備與所述第一通用串行總線接口10連接；還用于在判定有外部設(shè)備與所述第一通用串行總線接口10連接時，檢測所述第一通用串行總線接口10的供電端USB-5V的電壓值，并根據(jù)檢測到的電壓值生成鏈路切換信號Switch發(fā)送給所述鏈路切換開關(guān)40；

所述鏈路切換開關(guān)40，用于接收所述鏈路切換信號Switch，并根據(jù)所述鏈路切換信號Switch選擇連接鏈路；所述連接鏈路包括所述第一通用串行總線接口10的數(shù)據(jù)傳輸端Data與所述主體設(shè)備的下行端口50連接的第一連接鏈路和所述第一通用串行總線接口10與所述主體設(shè)備的上行端口60連接的第二連接鏈路。

需要說明的是，對于常規(guī)的USB接口，當(dāng)其作為USB下行端口時，USB接口的供電端USB-5V提供5V電壓；當(dāng)其作為USB上行端口時，USB接口的供電端USB-5V無電壓提供，因而，當(dāng)控制通過檢測插入模塊20，獲取到外部設(shè)備插入到主體設(shè)備的USB接口(即第一通用串行總線接口10)的插入信號Signal-det時，獲知外部設(shè)備與所述第一通用串行總線接口10連接，進(jìn)而對第一通用串行總線接口10的供電端USB-5V的電壓進(jìn)行檢測，通過檢測到的電壓來識別該USB接口是哪一種端口，進(jìn)而主體設(shè)備選擇相應(yīng)的端口進(jìn)行對接通信，實現(xiàn)使用一個通用串行總線接口復(fù)用為上下行端口。

進(jìn)一步地，在所述電壓值大于零時，所選擇的連接鏈路為所述第二連接鏈路；在所述電壓值不大于零時，所選擇的連接鏈路為所述第一連接鏈路。

需要說明的是，當(dāng)檢測到電壓值大于零，即第一通用串行總線接口10的供電端USB-5V存在有5V電壓的提供，則說明外接的外接設(shè)備的USB接口為USB下行端口，則所述鏈路切換開關(guān)40選擇的連接鏈路為第一通用串行總線接口10的數(shù)據(jù)傳輸端Data與主體設(shè)備的上行端口連接的第二連接鏈路，使得第一通用串行總線接口10作為USB上行端口，與外部設(shè)備實現(xiàn)USB通信傳輸。另一方面，當(dāng)檢測到的電壓值不大于零時，即第一通用串行總線接口10的供電端USB-5V無電壓輸入，則說明外接的外接設(shè)備的USB接口為USB上行端口，則所述鏈路切換開關(guān)40選擇的連接鏈路為第一通用串行總線接口10的數(shù)據(jù)傳輸端Data與主體設(shè)備的下行端口連接的第一連接鏈路，使得第一通用串行總線接口10作為USB下行端口，與外部設(shè)備實現(xiàn)USB通信傳輸。

另外，由于外接設(shè)備從第一通用串行總線接口10中拔出，即斷開兩者的連接時，第一通用串行總線接口10的供電端USB-5V也是無電壓輸入的，所述本發(fā)明實施例應(yīng)當(dāng)先由檢測插入模塊20檢測是否有外部設(shè)備與所述第一通用串行總線接口10連接，當(dāng)有時，控制模塊30才對第一通用串行總接口的供電端USB-5V的電壓進(jìn)行檢測，當(dāng)無時，控制模塊30無需進(jìn)行檢測操作以及后續(xù)的操作。

進(jìn)一步地，如圖1所示，所述接口電路還包括開關(guān)電源模塊70；

所述控制模塊30還用于，根據(jù)所述檢測到的電壓值生成開關(guān)控制信號ON/OFF-CTL，并發(fā)送所述開關(guān)控制信號ON/OFF-CTL給所述開關(guān)電源模塊70；

所述開關(guān)電源模塊70，用于接收所述開關(guān)控制信號ON/OFF-CTL，并根據(jù)所述開關(guān)控制信號ON/OFF-CTL控制是否輸出電源至所述第一通用串行總線接口10的供電端USB-5V。

需要說明的是，當(dāng)?shù)谝煌ㄓ么锌偩€接口10外接的外部設(shè)備為USB上行端口，則所述第一通用串行總線接口10的數(shù)據(jù)傳輸端Data連接主體設(shè)備的下行端口，作為USB下行端口，由于其作為USB下行端口時，所述第一通用串行總線接口10的供電端USB-5V提供5V電壓給外部設(shè)備，因而控制模塊30需要發(fā)送開關(guān)控制信號ON/OFF-CTL給開關(guān)電源模塊70輸出電源System-5v至所述第一通用串行總線接口10的供電端USB-5V。另一方面，當(dāng)?shù)谝煌ㄓ么锌偩€接口10外接的外部設(shè)備為USB下行端口，則所述第一通用串行總線接口10的數(shù)據(jù)傳輸端Data連接主體設(shè)備的上行端口，作為USB上行端口，由于其作為USB上行端口，所述第一通用串行總線接口10的供電端USB-5V不提供電壓給外部設(shè)備，因而控制模塊30需要發(fā)送開關(guān)控制信號ON/OFF-CTL給開關(guān)電源模塊70停止輸出電源System-5v至所述第一通用串行總線接口10的供電端USB-5V。

參見圖2，是本發(fā)明提供的檢測插入模塊20的一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

進(jìn)一步地，所述檢測插入模塊20包括第一三極管Q1；

所述第一三極管Q1在所述第一通用串行總線接口10與外部設(shè)備的第二通用串行總線接口連接時檢測到所述第一通用串行總線接口10的接地端Signal-gnd接地的低電平信號，由導(dǎo)通轉(zhuǎn)為截止；

所述第一三極管Q1的集電極與直流電壓VCC連接，在所述第一三極管Q1截止后，輸出高電平信號作為所述插入信號Signal-det。

需要說明的是，由于第一通用串行總線接口10在無外接設(shè)備插入時，第一通用串行總線接口10的接地端Signal-gnd是懸空的，由直流電壓提供驅(qū)動電壓給第一三極管Q1，此時第一三極管Q1是導(dǎo)通的，優(yōu)選地，第一三極管Q1為NPN型三極管，只有當(dāng)其接入外接設(shè)備后，由于外接設(shè)備的USB接口對應(yīng)的接地端Signal-gnd是接地，則此時與外接設(shè)備的USB接口連接的第一通用串行總線接口10的接地端Signal-gnd接地，則第一三極管Q1由導(dǎo)通轉(zhuǎn)為截止，進(jìn)而由于第一三極管Q1的集電極與直流電壓VCC連接，其集電極所輸出的高電平信號即可作為插入信號Signal-det，通知控制模塊30當(dāng)前有外接設(shè)備接入第一通用串行總線接口10。另外，當(dāng)上述第一三極管Q1導(dǎo)通時，其集電極相當(dāng)于接地，輸出低電平信號，即可作為拔出信號，通知控制當(dāng)前無外接設(shè)備接入第一通用串行總線接口10。

進(jìn)一步地，所述檢測插入模塊20包括第一三極管Q1；

所述第一三極管Q1的基極與所述第一通用串行總線接口10的接地端Signal-gnd連接，且與所述直流電壓連接；所述第一三極管Q1的集電極與所述直流電壓連接，且所述第一三極管Q1的集電極作為用于輸出所述插入信號Signal-det的端口；所述第一三極管Q1的發(fā)射極與地連接。

進(jìn)一步地，如圖2所示，所述檢測插入模塊20還包括第一電阻R1和第二電阻R2；

所述第一三極管Q1的基極通過所述第一電阻R1與所述直流電壓連接，所述第一三極寫的集電極通過所述第二電阻R2與所述直流電壓連接。

需要說明的是，當(dāng)所述第一通用串行總線接口10與外部設(shè)備連接時，所述第一通用串行總線接口10的接地端Signal-gnd接地，第一三極管Q1的基極接地，第一三極管Q1截止，第一三極管Q1集電極管輸出高電平信號作為插入信號Signal-det，輸出給控制模塊30；當(dāng)所述第一通用串總線接口斷開與外部設(shè)備連接時，所述第一通用串行總線接口10的接地端Signal-gnd懸空，第一三極管Q1的基極得直流電壓的驅(qū)動，第一三極管Q1導(dǎo)通，第一三極管Q1集電極管輸出低電平信號，輸出給控制模塊30。

參見圖3，是本發(fā)明提供的開關(guān)電源模塊70的一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

進(jìn)一步地，所述開關(guān)電源模塊70包括第二三極管Q2和場效應(yīng)管Q3；優(yōu)選地，第二三極管Q2為NPN型三極管，場效應(yīng)管Q3為P型MOS管；

在所述開關(guān)控制信號ON/OFF-CTL為高電平信號時，所述第二三極管Q2工作于導(dǎo)通狀態(tài)；在所述開關(guān)控制信號ON/OFF-CTL為低電平信號時，所述第二三極管Q2工作于截止?fàn)顟B(tài)；

所述場效應(yīng)管Q3與所述第二三極管Q2連接，在所述第二三極管Q2工作于導(dǎo)通狀態(tài)時，工作于導(dǎo)通狀態(tài)，并輸出電源至所述第一通用串行總線接口10的供電端USB-5V；以及，在所述第二三極管Q2工作于截止?fàn)顟B(tài)時，所述場效應(yīng)管Q3工作于截止?fàn)顟B(tài)，并停止輸出電源至所述第一通用串行總線接口10的供電端USB-5V。

需要說明的是，當(dāng)外接設(shè)備為USB上行端口時，主體設(shè)備為USB下行端口，則控制模塊30提供高電平的開關(guān)控制信號ON/OFF-CTL，使得第二三極管Q2和場效應(yīng)管Q3導(dǎo)通，輸出電源給第一通用串行總線接口10的供電端USB-5V，當(dāng)外接設(shè)備為USB下行端口時，主體設(shè)備為USB上行端口，則控制模塊30提供低電平均的開關(guān)控制信號ON/OFF-CTL，使得第二三極管Q2和場效應(yīng)管Q3截止，停止輸出電源給第一通用串行總線接口10的供電端USB-5V，而外接設(shè)備會提供電源給第一通用串行總線接口10的供電端USB-5V。

進(jìn)一步地，所述開關(guān)電源模塊70包括第二三極管Q2和場效應(yīng)管Q3；

所述第二三管的基極與所述控制模塊30連接，用于接收所述控制模塊30發(fā)送的所述開關(guān)控制信號ON/OFF-CTL；所述第二三極管Q2的集電極與供電電源System-5v連接，且所述第二三極管Q2的集電極與所述場效應(yīng)管Q3的柵極連接；所述第二三極管Q2的發(fā)射極與地連接；

所述場效應(yīng)管Q3的源極與所述供電電源System-5v連接，所述場效應(yīng)管Q3的漏極與所述第一通用串行總線接口10的供電端USB-5V連接。

進(jìn)一步地，如圖3所示，所述開關(guān)電源模塊70還包括第三電阻R3、第四電阻R4和第五電阻R5；

所述第二三極管Q2基極通過所述第三電阻R3與所述控制模塊30連接，所述第二三極管Q2的集電集通過所述第四電阻R4與所述供電電源System-5v連接，所述第二三極管Q2的集電極通過所述第五電阻R5與所述場效應(yīng)管Q3的柵極連接。

需要說明的是，當(dāng)?shù)诙龢O管Q2的基極接收到高電平的開關(guān)控制信號ON/OFF-CTL時，第二三極管Q2導(dǎo)通，其集電極相應(yīng)于接地，由于其集電極與場效應(yīng)管Q3的柵極連接，場效應(yīng)管Q3的柵極接地，由于其為P型MOS管，因而導(dǎo)通，則場效應(yīng)管Q3的源極的供電電源System-5v能輸出到其漏極，進(jìn)而輸出到所述第一通用串行總線接口10的供電端USB-5V；當(dāng)?shù)诙龢O管Q2的基極接收到低電平的開關(guān)控制信號ON/OFF-CTL時，第二三極管Q2截止，其集電極上拉到供電電源System-5v，由供電電源System-5v提供一高電平，則場效應(yīng)管Q3的柵管為高電平，變?yōu)榻刂範(fàn)顟B(tài)，則場效應(yīng)管Q3的源極供電電源System-5v無法輸出電流到其漏極管，進(jìn)而無法輸出電源至第一通用串行總線接口10的供電端USB-5V。

參見圖4，是本發(fā)明提供的接口電路的另一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

進(jìn)一步地，所述接口電路還包括第六電阻R6和第七電阻R7；

所述控制模塊30的用于檢測所述第一通用串行總線接口10的供電端USB-5V的電壓的檢測端口通過所述第六電阻R6與所述第一通用串行總線接口10的供電端USB-5V連接；

所述第七電阻R7的一端與所述控制模塊30的檢測端口連接，另一端與地連接。

需要說明的是，第六電阻R6起到限流的作用，第七電阻R7提供分壓為控制模塊30進(jìn)行檢測。

本發(fā)明實施例提供的接口電路，提供控制器，控制器通過檢測插入模塊檢測到有外部設(shè)備插入主體設(shè)備的通用串行總線接口時，檢測通用串行總線接口的供電端的電壓，并根據(jù)所檢測到的電壓生成鏈路切換信號發(fā)送給鏈路切換開關(guān)，以選擇所述第一通用串行總線接口的數(shù)據(jù)傳輸端與所述主體設(shè)備的下行端口連接的第一連接鏈路還是選擇所述第一通用串行總線接口與所述主體設(shè)備的上行端口連接的第二連接鏈路，使得能根據(jù)檢測到供電端的電壓判斷接入的外部設(shè)備是上行端口還是下行端口來選擇相應(yīng)的鏈路，從而實現(xiàn)使用一個通用串行總線接口實現(xiàn)上下行端口復(fù)用。

本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實現(xiàn)上述實施例方法中的全部或部分流程，是可以通過計算機程序來指令相關(guān)的硬件來完成，所述的程序可存儲于一計算機可讀取存儲介質(zhì)中，該程序在執(zhí)行時，可包括如上述各方法的實施例的流程。其中，所述的存儲介質(zhì)可為磁碟、光盤、只讀存儲記憶體(Read-Only Memory，ROM)或隨機存儲記憶體(Random Access Memory，RAM)等。

以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也視為本發(fā)明的保護范圍。