CN103019991A - 接口***及切换方法、USB key及UART终端 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种用于USB key的接口***及切换方法、USB key及UART终端,用于USB key的接口***包括USB key电路和可与之连接的终端接口电路,终端接口电路包括USB接口电路或UART接口电路;USB key电路包括USB key接口,USB key接口的ID引脚通过电阻R1与USB key接口的GND引脚相连接;UART接口电路的ID引脚与UART接口电路的VCC引脚相连接;具有通过对USB key接口ID引脚的判断,快速切换接口模式的有益效果,对于有内置电池供电的USB key,在不关机的状态下,能够根据连接的终端设备不同,自动切换接口模式,提高了USB key的性能。
Description
技术领域
本发明涉及数据通信技术领域,尤其涉及一种用于USB key的接口***及切换方法、USB key及UART终端。
背景技术
常用的切换技术中,通过USB key(智能密钥装置)上电后判断D-引脚或D+引脚的电平;若为高电平,则USB key进入UART接口连接;若为低电平,USB key则进入USB(Universal Serial Bus,通用串行总线)连接状态。
如果连接USB Key的终端没有准备好的话,D-引脚和D+引脚上的信号是不确定的;例如把USB Key连接到UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter,通用非同步收发传输器)终端设备的UART端口上时,由于UART终端设备的UART端口在上电后需要一定时间的初始化;在UART终端开机后,如果此时UART端口初始化未完成,则D-引脚或D+引脚的信号是不确定的;如果为低电平,则USB Key会误认为接入的是USB终端,从而进行USB初始化,导致连接失败。如果是内置电池供电的USB Key,则通过使用内置电源开机后,此时如果连接的USB终端或UART终端没有开机的话,引脚D-和D+的电平也是不确定的,此时如果判断连接接口的模式,同样会导致连接失败。内置电池供电的USB Key在与USB终端建立通讯后,此时在USB key未关机的情况下,如果再***UART终端,将无法切换到UART通讯;反之,内置电池供电的USB key在与UART终端建立通信后,在USB key未关机的情况下,如果再***USB终端,USB key的通信接口同样无法切换到USB通讯。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种用于USB key的接口***及切换方法、USB key及UART终端,旨在基于所述USB key的接口***,通过对USB key接口独立引脚的判断,快速切换USB key的接口模式。
本发明公开一种用于USB key的接口***,包括USB key电路和可与之连接的终端接口电路,所述USB key电路包括USB key接口,所述USB key接口包括D-/TX、D+/RX、ID、VCC和GND引脚,所述终端接口电路为USB接口电路或UART接口电路,所述USB接口电路包括D-、D+、ID、VCC和GND引脚,所述UART接口电路包括TX、RX、ID、VCC和GND引脚;
所述USB key接口的ID引脚通过电阻R1与所述USB key接口的GND引脚相连接,所述UART接口电路的ID引脚与所述UART接口电路的VCC引脚连接。
优选地,所述USB key电路还包括切换模块、判断模块和处理模块;
所述判断模块分别与所述切换模块和所述处理模块通信连接,还与所述USB key接口的ID引脚连接,用于根据所述USB key接口的ID引脚的电平状态判断与之连接的终端接口电路的类别;
所述切换模块的D-引脚和TX引脚分别与所述USB key接口的D-/TX引脚连接,D+引脚和RX引脚分别与所述D+/RX引脚连接,用于根据所述判断模块的判断结果控制所述切换模块的D-引脚和D+引脚与所述USB key接口导通连接或TX引脚和RX引脚与所述USB key接口导通连接;
所述处理模块用于对外界终端通过所述USB key接口输入的数据进行处理,并将处理结果通过所述USB key接口输出给所述外界终端。
优选地,所述USB key电路还包括电池供电模块、二极管D1和电阻R2,所述USB key接口的VCC引脚与所述二极管D1的正极连接,所述电池供电模块与所述二极管D1的负极连接;所述电阻R2的一端连接所述USB key接口的VCC引脚,另一端接地;所述判断模块还分别与所述电池供电模块和所述USB key接口的VCC引脚连接,用于判断所述USB key接口的VCC引脚的电平状态,根据判断结果进入等待状态或进一步判断所述USB key接口的ID引脚的电平状态。
本发明还公开一种USB key接口模式的切换方法,基于所述的用于USB key的接口***,包括以下步骤:
USB key通过所述USB key接口与终端设备连接;
识别所述USB key的ID引脚是否为高电平;
在所述ID引脚为高电平时,切换所述接口的模式为UART接口;
在所述ID引脚为低电平时,切换所述接口的模式为通用串行总线USB接口。
本发明还提供了一种USB key接口模式的切换方法,基于所述的用于USB key的接口***,包括以下步骤:
通过USB key接口与终端设备连接,识别USB key内是否有电池供电模块;
若是,则根据所述USB key的VCC引脚电平和ID引脚电平,切换所述接口的模式;
若否,则根据所述ID引脚电平,切换所述接口的模式。
优选地,所述接口的模式包括USB接口和UART接口。
优选地,所述USB key有电池供电模块时,根据所述USB key的VCC引脚电平和ID引脚电平,切换所述接口的模式包括:
所述USB key有电池供电模块时,判断所述VCC引脚电平是否为高电平;
若是,则识别所述ID引脚是否为高电平;在所述ID引脚为高电平时,切换所述接口的模式为所述UART接口;在所述ID引脚为低电平时,切换所述接口的模式为所述USB接口;
若否,则进入等待状态。
优选地,所述USB key无电池供电模块时,根据所述ID引脚电平,切换所述接口的模式包括:
所述USB key无电池供电模块时,识别所述ID引脚是否为高电平;
在所述ID引脚为高电平时,切换所述接口的模式为所述UART接口;
在所述ID引脚为低电平时,切换所述接口的模式为所述USB接口。
优选地,所述USB key接口为迷你型Mini USB接口或微小的MicroUSB接口。
本发明还公开一种USB key,包括所述的USB key电路。
所述USB key电路包括USB key接口,所述USB key接口包括D-/TX、D+/RX、ID、VCC和GND引脚,所述USB key接口的ID引脚通过电阻R1与所述USB key接口的GND引脚相连接。
优选地,所述USB key电路还包括切换模块、判断模块和处理模块;
所述判断模块分别与所述切换模块和所述处理模块通信连接,还与所述USB key接口的ID引脚连接,用于根据所述USB key接口的ID引脚的电平状态判断与之连接的终端接口电路的类别;
所述切换模块的D-引脚和TX引脚分别与所述USB key接口的D-/TX引脚连接,D+引脚和RX引脚分别与所述D+/RX引脚连接,用于根据所述判断模块的判断结果控制所述切换模块的D-引脚和D+引脚与所述USB key接口导通连接或TX引脚和RX引脚与所述USB key接口导通连接;
所述处理模块用于对外界终端通过所述USB key接口输入的数据进行处理,并将处理结果通过所述USB key接口输出给所述外界终端。
优选地,所述USB key电路还包括电池供电模块、二极管D1和电阻R2,所述USB key接口的VCC引脚与所述二极管D1的正极连接,所述电池供电模块与所述二极管D1的负极连接;所述电阻R2的一端连接所述USB key接口的VCC引脚,另一端接地;所述判断模块还分别与所述电池供电模块和所述USB key接口的VCC引脚连接,用于判断所述USB key接口的VCC引脚的电平状态,根据判断结果进入等待状态或进一步判断所述USB key接口的ID引脚的电平状态。
本发明还公开一种UART终端,包括所述的UART接口电路。
所述UART接口电路包括TX、RX、ID、VCC和GND引脚;所述UART接口电路的ID引脚与所述UART接口电路的VCC引脚连接。
本发明用于USB key的接口***,包括USB key电路和可与之连接的终端接口电路,所述USB key电路包括USB key接口,所述USB key接口包括D-/TX、D+/RX、ID、VCC和GND引脚,所述终端接口电路为USB接口电路或UART接口电路,所述USB接口电路包括D-、D+、ID、VCC和GND引脚,所述UART接口电路包括TX、RX、ID、VCC和GND引脚;所述USB key接口的ID引脚通过电阻R1与所述USB key接口的GND引脚相连接,所述UART接口电路的ID引脚与所述UART接口电路的VCC引脚连接;具有通过对USB key接口独立ID引脚的判断,快速切换USB key接口模式的有益效果,且对于内置电池供电模块的USB key,在不关机的状态下,能够根据连接的终端设备的不同,自动切换接口模式,提高了USB key的性能。
附图说明
图1是本发明USB key的接口结构示意图;
图2是本发明用于USB key的接口***一实施例结构示意图;
图3是本发明用于USB key的接口***中USB key电路一实施例结构示意图;
图4是本发明USB key接口模式的切换方法一实施例流程示意图;
图5是本发明USB key接口模式的切换方法又一实施例流程示意图;
图6是本发明USB key一实施例结构示意图;
图7是本发明UART终端一实施例结构示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。
具体实施方式
以下结合说明书附图及具体实施例进一步说明本发明的技术方案。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
参照图1,图1是本发明USB key的接口结构示意图;如图1所示,Mini USB和Micro USB的接口定义为:引脚1为电源VCC引脚,引脚2为信号D-引脚,引脚3为信号D+引脚,引脚4为信号ID引脚,引脚5为地GND引脚。其中ID引脚在OTG功能才能使用;图1所示的Mini USB和MicroUSB接口封装类型分Mini-A、B和AB接口;若USB key仅仅用作从设备,则使用B接口模式,终端控制器通过ID引脚的电平来判断接入接口模式;若ID引脚为高电平,则是B接头***,此时终端的接口为主模式。常用的USB key主要为USB从设备,因此,通常将USB key的ID引脚悬空或置为高电平。
基于图1所述的USB key接口,请参照图2,图2是本发明用于USB key的接口***一实施例结构示意图;USB Key可以通过Mini USB或Micro USB接口与USB终端设备或UART终端设备连接。
如图2所示,本发明用于USB key的接口***中,包括USB key电路01和可与之连接的终端接口电路02,所述USB key电路01包括USB key接口011,所述USB key接口011包括D-/TX、D+/RX、ID、VCC和GND引脚,所述终端接口电路02为USB接口电路021或UART接口电路022,所述USB接口电路021包括D-、D+、ID、VCC和GND引脚,所述UART接口电路022包括TX、RX、ID、VCC和GND引脚;所述USB key接口011的ID引脚通过电阻R1与所述USB key接口011的GND引脚相连接,所述UART接口电路022的ID引脚与所述UART接口电路的VCC引脚连接。
具体地,所述USB key电路01还包括切换模块012、判断模块013和处理模块014。
所述判断模块013分别与所述切换模块012和所述处理模块014通信连接,还与所述USB key接口011的ID引脚连接,用于根据所述USB key接口011的ID引脚的电平状态判断与之连接的终端接口电路的类别;在所述ID引脚为高电平时,切换所述接口的模式为UART接口;在所述ID引脚为低电平时,切换所述接口的模式为USB接口。
所述切换模块012的D-引脚和TX引脚分别与所述USB key接口011的D-/TX引脚连接,D+引脚和RX引脚分别与所述D+/RX引脚连接,用于根据所述判断模块013的判断结果控制所述切换模块012的D-引脚和D+引脚与所述USB key接口011导通连接或TX引脚和RX引脚与所述USB key接口011导通连接;具体地,在判断模块013的判断结果为USB接口时,切换模块012控制D-引脚和D+引脚与所述USB key接口011导通连接;在判断模块013的判断结果为UART接口时,切换模块012控制TX引脚和RX引脚与所述USB key接口011导通连接。
所述处理模块014用于对外界终端通过终端接口电路02对所述USB key接口011输入的数据进行处理,并将处理结果通过所述USB key接口011输出至所述外界终端的终端接口电路02。
由于该USB key是由接入的USB终端设备或UART终端设备供电;因此,当与USB终端设备连接时,无论USB终端设备是主机或是OTG设备,USBkey的ID引脚电平都为低电平,USB Key在获得供电后,检测到ID引脚为低电平,则将接口切换到USB模式;无论USB终端设备是否准备好,均可保持在USB模式;如果接入UART终端设备,UART终端设备把ID引脚与电源VCC引脚连接;USB Key在获得供电后,识别ID引脚电平为高电平,则将自身的接口切换到UARTUART接口通讯模式。
本实施例用于USB key的接口***通过对USB key接口独立引脚即ID引脚电平状态的判断,具有可快速切换USB key接口模式的有益效果。
参照图3,图3是本发明用于USB key的接口***中USB key电路一实施例结构示意图;如图3所示,所述USB key电路01还包括电池供电模块015、二极管D1和电阻R2。
所述USB key接口011的VCC引脚与所述二极管D1的正极连接,所述电池供电模块015与所述二极管D1的负极连接;所述电阻R2的一端连接所述USB key接口011的VCC引脚,另一端接地;所述判断模块013还分别与所述电池供电模块015和所述USB key接口011的VCC引脚连接,用于判断所述USB key接口011的VCC引脚的电平状态,根据判断结果进入等待状态或进一步判断所述USB key接口011的ID引脚的电平状态。
具体地,判断模块013判断所述USB key接口011的VCC引脚的电平为高电平时,进一步判断所述USB key接口011的ID引脚的电平状态,在在所述ID引脚为高电平时,切换所述接口的模式为所述UART接口;在所述ID引脚为低电平时,切换所述接口的模式为所述USB接口;在判断模块013判断所述USB key接口011的VCC引脚的电平为低电平时,判断模块013进入等待状态。
对于采用内置电池供电的USB Key,增加了一个二极管D1;在USB key开机后,USB key判断USBVCC的电平是否为高电平;由于增加了二极管D1,如果没有终端设备接入,则USBVCC处的电平将被电阻器R2拉到与GND引脚处的电平一致,均为低电平,USB key不打开通讯功能;如果有终端设备接入,则USBVCC为高电平,USB key继续判断ID引脚的电平状态,如果为低电平,则USB key将接口切换为USB通讯接口模式;如果ID引脚为高电平,USB key将接口切换为UART通讯接口模式。
本实施例用于USB key的接口***,对于内置电源供电的USB key,在不关机的状态下,能够根据连接的终端设备的不同,自动切换接口模式,提高了USB key的性能。
基于图1和图2所述的实施例,请参照图4,图4是本发明USB key接口模式的切换方法一实施例流程示意图;如图4所示,本发明USB key接口模式的切换方法包括以下步骤:
步骤S01、USB key通过所述USB key接口与终端设备连接,识别所述USB key的ID引脚是否为高电平;若是,则执行步骤S02;若否,则执行步骤S03;
步骤S02、切换所述接口的模式为UART接口;
步骤S03、切换所述接口的模式为USB接口。
在USB key通过所述USB key接口与终端设备连接后, USB key识别ID引脚的电平是否为高电平;如果识别ID引脚的电平为高电平,则表示接入的是UART终端设备,则USB key控制自身接口模式为UART接口,与UART终端进行UART接口通讯;若识别ID引脚的电平为低电平,则表示接入的是USB终端设备,则USB key控制自身的接口模式为USB接口,与USB终端设备进行USB通讯。
本实施例适用于无内置电池的USB key,通过识别所述USB key的ID引脚是否为高电平,在ID引脚为高电平时,切换接口为UART接口;在ID引脚为低电平时,切换接口为USB接口的方法,具有在不关机的状态下,能够根据连接的终端设备的不同,自动切换接口模式的有益效果,提高了USB key的性能。
基于图1、图2和图3所述的实施例,请参照图5,图5是本发明USB key接口模式的切换方法又一实施例流程示意图;如图5所示,本发明USB key接口模式的切换方法包括以下步骤:
步骤S11、通过所述USB key接口与终端设备连接,识别所述USB key内是否有电池供电模块;若是,则执行步骤S12;若否,则执行步骤S13;
在USB key通过USB key的接口与终端设备连接后,识别自身是否有电池供电模块,即识别自身是否通过内置的电池进行供电;根据自身是否有电池供电模块而采取不同的接口切换过程。
步骤S12、根据所述USB key的VCC引脚电平和ID引脚电平,切换所述接口的模式;
若USB key是自身内置电源进行供电即该USB key有电池供电模块,则USB key判断自身的电源引脚USB VCC引脚电平;若USBVCC引脚电平为高电平,则通过判断ID引脚的电平来判断ID引脚的电平;若USBVCC引脚电平为低电平,则USB key进入等待状态,比如若接入的终端是UART终端,则USB key等待该UART终端的初始化;如果判断ID引脚的电平为高电平,则表示接入的是UART终端设备,则USB key控制自身接口模式为UART接口,与UART终端进行UART接口通讯;若判断ID引脚的电平为低电平,则表示接入的是USB终端设备,则USB key控制自身的接口模式为USB接口,与USB终端设备进行USB通讯。
在所述USB key有电池供电模块时的USB key接口连接电路,及该USB key接口连接电路的具体工作原理请参照图3所述实施例的具体描述,在此不再赘述。
步骤S13、根据所述ID引脚电平,切换所述接口的模式。
若USB key不是自身内置电源进行供电,则USB key识别ID引脚的电平是否为高电平;如果识别ID引脚的电平为高电平,则表示接入的是UART终端设备,则USB key控制自身接口模式为UART接口,与UART终端进行UART接口通讯;若识别ID引脚的电平为低电平,则表示接入的是USB终端设备,则USB key控制自身的接口模式为USB接口,与USB终端设备进行USB通讯。
在所述USB key有电池供电模块时的USB key接口连接电路,及该USB key接口连接电路的具体工作原理请参照图2所述实施例的具体描述,在此不再赘述。
本实施例通过USB key接口与终端设备连接,识别USB key内是否有电池供电模块;若是,则根据VCC引脚电平和ID引脚电平,切换接口的模式;若否,则根据ID引脚电平切换接口模式的方法,具有通过对USB key接口独立引脚的判断,快速切换接口模式的有益效果,且对于内置电源供电的USB key,在不关机的状态下,能够根据连接的终端设备的不同,自动切换接口模式,提高了USB key的性能。
参照图6,图6是本发明USB key一实施例结构示意图。如图6所示,本发明USB key包括所述的USB key电路100。
有关USB key电路100的具体描述请参照上述相关实施例的具体描述,在此不再赘述。
本实施例USB key,包括所述的USB key电路,所述USB key电路包括USB key接口,所述USB key接口包括D-/TX、D+/RX、ID、VCC和GND引脚,所述USB key接口的ID引脚通过电阻R1与所述USB key接口的GND引脚相连接;具有通过对USB key接口独立ID引脚的判断,快速切换USB key接口模式的有益效果,且对于内置电池供电模块的USBkey,在不关机的状态下,能够根据连接的终端设备的不同,自动切换接口模式,提高了USB key的性能。
参照图7,图7是本发明UART终端一实施例结构示意图;如图7所示,本发明UART终端包括图2实施例所述的UART接口电路022。
有关UART接口电路022的具体描述请参照上述相关实施例的具体描述,在此不再赘述。
本发明UART终端包括UART接口电路,所述UART接口电路包括TX、RX、ID、VCC和GND引脚,所述UART接口电路的ID引脚与所述UART接口电路的VCC引脚连接;所述UART终端与所述USB设备连接时,所述ID引脚为高电平,具有便于与该UART终端连接的USB设备判断接入的终端接口类型的有益效果。
以上所述仅为本发明的优选实施例,并非因此限制其专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (11)
1.一种用于USB key的接口***,包括USB key电路和可与之连接的终端接口电路,所述USB key电路包括USB key接口,所述USB key接口包括D-/TX、D+/RX、ID、VCC和GND引脚,所述终端接口电路为USB接口电路或UART接口电路,所述USB接口电路包括D-、D+、ID、VCC和GND引脚,所述UART接口电路包括TX、RX、ID、VCC和GND引脚;
其特征在于,所述USB key接口的ID引脚通过电阻R1与所述USB key接口的GND引脚相连接,所述UART接口电路的ID引脚与所述UART接口电路的VCC引脚连接。
2.如权利要求1所述的用于USB key的接口***,其特征在于,所述USBkey电路还包括切换模块、判断模块和处理模块;
所述判断模块分别与所述切换模块和所述处理模块通信连接,还与所述USB key接口的ID引脚连接,用于根据所述USB key接口的ID引脚的电平状态判断与之连接的终端接口电路的类别;
所述切换模块的D-引脚和TX引脚分别与所述USB key接口的D-/TX引脚连接,D+引脚和RX引脚分别与所述D+/RX引脚连接,用于根据所述判断模块的判断结果控制所述切换模块的D-引脚和D+引脚与所述USB key接口导通连接或TX引脚和RX引脚与所述USB key接口导通连接;
所述处理模块用于对外界终端通过所述USB key接口输入的数据进行处理,并将处理结果通过所述USB key接口输出给所述外界终端。
3.如权利要求2所述的用于USB key的接口***,其特征在于,所述USBkey电路还包括电池供电模块、二极管D1和电阻R2,所述USB key接口的VCC引脚与所述二极管D1的正极连接,所述电池供电模块与所述二极管D1的负极连接;所述电阻R2的一端连接所述USB key接口的VCC引脚,另一端接地;所述判断模块还分别与所述电池供电模块和所述USB key接口的VCC引脚连接,用于判断所述USB key接口的VCC引脚的电平状态,根据判断结果进入等待状态或进一步判断所述USB key接口的ID引脚的电平状态。
4.一种USB key接口模式的切换方法,基于权利要求1至2任一项所述的用于USB key的接口***,其特征在于,包括以下步骤:
USB key通过所述USB key接口与终端设备连接;
识别所述USB key的ID引脚是否为高电平;
在所述ID引脚为高电平时,切换所述接口的模式为UART接口;
在所述ID引脚为低电平时,切换所述接口的模式为通用串行总线USB接口。
5.一种USB key接口模式的切换方法,基于权利要求1至3任一项所述的用于USB key的接口***,其特征在于,包括以下步骤:
通过USB key接口与终端设备连接,识别USB key内是否有电池供电模块;
若是,则根据所述USB key的VCC引脚电平和ID引脚电平,切换所述接口的模式;
若否,则根据所述ID引脚电平,切换所述接口的模式。
6.如权利要求5所述的方法,其特征在于,所述接口的模式包括USB接口和UART接口。
7.如权利要求5所述的方法,其特征在于,所述USB key有电池供电模块时,根据所述USB key的VCC引脚电平和ID引脚电平,切换所述接口的模式包括:
所述USB key有电池供电模块时,判断所述VCC引脚电平是否为高电平;
若是,则识别所述ID引脚是否为高电平;在所述ID引脚为高电平时,切换所述接口的模式为所述UART接口;在所述ID引脚为低电平时,切换所述接口的模式为所述USB接口;
若否,则进入等待状态。
8.如权利要求5所述的方法,其特征在于,所述USB key无电池供电模块时,根据所述ID引脚电平,切换所述接口的模式包括:
所述USB key无电池供电模块时,识别所述ID引脚是否为高电平;
在所述ID引脚为高电平时,切换所述接口的模式为所述UART接口;
在所述ID引脚为低电平时,切换所述接口的模式为所述USB接口。
9.如权利要求5至8任一项所述的方法,其特征在于,所述USB key接口为迷你型Mini USB接口或微小的Micro USB接口。
10.一种USB key,其特征在于,包括权利要求1至3任一项所述的USB key电路。
11.一种UART终端,其特征在于,包括如权利要求1所述的UART接口电路。
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