CN106066840A - 一种切换电子设备主从状态的方法及一种电子设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种切换电子设备主从状态的方法及一种电子设备，该方法包括：在微控制器与Micro USB接口之间连接高速信号切换开关，将Micro USB接口的ID引脚同时接高速信号切换开关和微控制器。当ID引脚为高电平时，将微控制器的主传输通道接通，使该电子设备作为从设备与主机设备通讯；当ID引脚为低电平时，将微控制器的从传输通道接通，使该电子设备作为主设备与外部扩展设备通讯。通过在微控制器和Micro USB接口之间接入高速信号切换开关，根据ID引脚的电平高低，对应接通微控制器的主传输通道或从传输通道，实现了电子设备同时兼容与主机设备和外部扩展设备通讯，微控制器可以采用不支持OTG的低成本芯片，节省了成本。
Description
技术领域
本发明涉及计算机硬件技术领域，特别涉及一种切换电子设备主从状态的方法及一种电子设备。
背景技术
目前，很多电子设备既需要作为从设备与主机设备进行通讯，同时为了扩展自身的功能，又要作为主设备连接某些外部扩展设备，需要电子设备在主设备与从设备之间进行状态切换。例如随着虚拟现实技术的发展，对手柄功能的需求越来越大。一方面手柄作为虚拟现实设备的主要配件，需要主机对其进行供电并与主机进行通讯；另一方面手柄还需要连接某些外部扩展设备，如枪托、方向盘或弓箭等，做功能上的扩展。目前的做法是选用支持USBOTG(On-The-Go)的微控制器(MCU控制芯片)，判断USB接口接入的是主设备还是从设备，但是支持OTG的MCU成本都比较高，且手柄设备不需要过多运算，只为了OTG功能而选用高档MCU会造成资源浪费和成本上升。
发明内容
为了使电子设备在采用不支持OTG功能的低成本微控制器的情况下，同时兼容与主机设备和外部扩展设备通讯，实现自身主从状态的切换，从而节省资源，降低成本，本发明提供了一种切换电子设备主从状态的方法及一种电子设备。
依据本发明的一个方面，本发明提供了一种切换电子设备主从状态的方法，所述电子设备包括微控制器和Micro USB接口，所述方法包括：
在所述电子设备的微控制器与Micro USB接口之间连接一个高速信号切换开关；将所述高速信号切换开关的第一数据端接所述Micro USB接口的数据引脚，第二数据端接所述微控制器的主传输通道，第三数据端接所述微控制器的从传输通道，以及所述MicroUSB接口的ID引脚同时接所述高速信号切换开关的控制端和所述微控制器的第一输入输出接口；
当所述Micro USB接口的ID引脚为高电平时，将所述微控制器的主传输通道接通所述Micro USB接口的数据引脚，使所述电子设备作为从设备与连接到所述Micro USB接口的主机设备进行通讯；
当所述Micro USB接口的ID引脚为低电平时，将所述微控制器的从传输通道接通所述Micro USB接口的数据引脚，使所述电子设备作为主设备与连接到所述Micro USB接口的外部扩展设备进行通讯。
其中，所述电子设备还包括内置电池和充电芯片，所述充电芯片与所述内置电池的充放电端口连接，并通过IIC总线与所述微控制器连接；所述方法还包括：
在所述电子设备内设置开关电路，所述开关电路的输入端连接到所述Micro USB接口的电源引脚，输出端连接所述充电芯片，控制端连接到所述微控制器的第二输入输出接口；
在所述电子设备内设置升压芯片，所述升压芯片的输入端连接所述充电芯片，输出端通过一个二极管连接到所述Micro USB接口的电源引脚，控制端连接到所述微控制器的第三输入输出接口；
当所述Micro USB接口的ID引脚为高电平时，所述微控制器通过所述第二输入输出接口控制所述开关电路打开，通过所述第三输入输出接口控制所述升压芯片关闭，连接到所述Micro USB接口的主机设备通过所述充电芯片为电子设备的内置电池充电；
当所述Micro USB接口的ID引脚为低电平时，所述微控制器通过所述第二输入输出接口控制所述开关电路关闭，通过所述第三输入输出接口控制所述升压芯片打开，电子设备的内置电池通过所述充电芯片向连接到所述Micro USB接口的外部扩展设备供电。
其中，所述方法还包括：在所述电子设备内设置上拉电路，将所述升压芯片的输入端通过所述上拉电路连接所述Micro USB接口的ID引脚。
其中，所述微控制器为M0芯片，所述Micro USB接口为5引脚的Micro USB接口。
其中，所述主传输通道为USB通道，所述从传输通道为UART、IIC或SPI通道。
依据本发明的另一个方面，本发明提供了一种电子设备，包括微控制器、MicroUSB接口和高速信号切换开关；
所述高速信号切换开关的第一数据端接所述Micro USB接口的数据引脚，第二数据端接所述微控制器的主传输通道，第三数据端接所述微控制器的从传输通道，以及所述Micro USB接口的ID引脚同时接所述高速信号切换开关的控制端和所述微控制器的第一输入输出接口；
所述高速信号切换开关，用于当所述Micro USB接口的ID引脚为高电平时，将所述微控制器的主传输通道接通所述Micro USB接口的数据引脚，使所述电子设备作为从设备与连接到所述Micro USB接口的主机设备进行通讯；当所述Micro USB接口的ID引脚为低电平时，将所述微控制器的从传输通道接通所述Micro USB接口的数据引脚，使所述电子设备作为主设备与连接到所述Micro USB接口的外部扩展设备进行通讯。
其中，所述电子设备还包括开关电路、升压芯片、内置电池和充电芯片；
所述充电芯片与所述内置电池的充放电端口连接，并通过IIC总线与所述微控制器连接；
所述开关电路的输入端连接到所述Micro USB接口的电源引脚，输出端连接所述充电芯片，控制端连接到所述微控制器的第二输入输出接口；
所述升压芯片的输入端连接所述充电芯片，输出端通过一个二极管连接到所述Micro USB接口的电源引脚，控制端连接到所述微控制器的第三输入输出接口；
当所述Micro USB接口的ID引脚为高电平时，所述微控制器通过所述第二输入输出接口控制所述开关电路打开，通过所述第三输入输出接口控制所述升压芯片关闭，连接到所述Micro USB接口的主机设备通过所述充电芯片为电子设备的内置电池充电；
当所述Micro USB接口的ID引脚为低电平时，所述微控制器通过所述第二输入输出接口控制所述开关电路关闭，通过所述第三输入输出接口控制所述升压芯片打开，电子设备的内置电池通过所述充电芯片向连接到所述Micro USB接口的外部扩展设备供电。
其中，所述电子设备还包括上拉电路，所述升压芯片的输入端通过所述上拉电路连接所述Micro USB接口的ID引脚。
其中，所述微控制器为M0芯片，所述Micro USB接口为5引脚的Micro USB接口。
其中，所述主传输通道为USB通道，所述从传输通道为UART、IIC或SPI通道。
本发明实施例的有益效果是：在微控制器和Micro USB接口之间接入一个高速信号切换开关，通过检测Micro USB接口ID引脚的电平高低，对应接通微控制器的主传输通道或从传输通道，自动切换电子设备的主从状态，使之作为从设备与主机设备进行通讯，或作为主设备与外部扩展设备进行通讯，由于本发明的微控制器可以采用不支持USB OTG微控制器芯片，因此降低了成本；在进一步的优选实施例中，根据Micro USB接口ID引脚的高低电平，控制充电芯片的工作状态，当主机设备接入Micro USB接口时，使用主机设备的电源为电子设备供电并为电子设备的内置电池充电；当外部扩展设备接入Micro USB接口时，使用电子设备的内置电池为自身与外部扩展设备供电，实现了智能的电源控制。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种切换电子设备主从状态的方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
本发明的设计构思是：在微控制器和Micro USB接口之间接入一个高速信号切换开关，通过检测Micro USB接口ID引脚的高低电平，对应接通微控制器的主传输通道或从传输通道，将电子设备作为主设备和从设备实现同时兼容与主机设备和外部扩展设备进行通讯，不必使用支持USB OTG功能的高价格微控制器，可以节省成本，且实现较为方便。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
图1为本发明实施例提供的一种切换电子设备主从状态的方法的流程图。如图1所示，本发明实施例提供的切换电子设备主从状态的方法包括：
步骤S110：在微控制器与Micro USB接口之间连接高速信号切换开关；将高速信号切换开关的第一数据端接Micro USB接口的数据引脚，第二数据端接微控制器的主传输通道，第三数据端接微控制器的从传输通道，Micro USB接口的ID引脚同时接高速信号切换开关的控制端和微控制器的第一输入输出接口。
步骤S120：判断Micro USB接口的ID引脚为高电平还是低电平，当Micro USB接口的ID引脚为高电平时，执行步骤S130；当Micro USB接口的ID引脚为低电平时，执行步骤S140。
步骤S130：将微控制器的主传输通道接通Micro USB接口的数据引脚，使电子设备作为从设备与连接到Micro USB接口的主机设备进行通讯。
步骤S140：将微控制器的从传输通道接通Micro USB接口的数据引脚，使电子设备作为主设备与连接到Micro USB接口的外部扩展设备进行通讯。
Micro USB接口为5引脚的Micro USB接口，包括一对数据引脚、一个电源引脚、一个接地引脚和一个ID引脚，ID引脚用于识别不同的电缆端点，从设备的USB接口的ID引脚接地，主设备的USB接口的ID引脚悬空。当当主机设备连接到Micro USB接口时，Micro USB接口的ID引脚为高电平，通过步骤S130，使电子设备作为从设备与连接到Micro USB接口的主机设备进行通讯；当外部扩展设备连接到Micro USB接口时，Micro USB接口的ID引脚接地为低电平，通过步骤S140使电子设备作为主设备与连接到Micro USB接口的外部扩展设备进行通讯，实现了该电子设备同时兼容与主机设备和外部扩展设备进行通讯。
上述电子设备还包括内置电池和充电芯片，充电芯片与内置电池的充放电端口连接，并通过IIC总线与微控制器连接，在优选实施例中，本发明提供的切换电子设备主从状态的方法还包括：在电子设备内设置开关电路，将开关电路的输入端连接到Micro USB接口的电源引脚，输出端连接充电芯片，控制端连接到微控制器的第二输入输出接口。并且在电子设备内设置升压芯片，将升压芯片的输入端连接充电芯片，输出端通过一个二极管连接到Micro USB接口的电源引脚，控制端连接到微控制器的第三输入输出接口。
当Micro USB接口的ID引脚为高电平时，此时连接到Micro USB接口的设备为主机设备，微控制器通过第二输入输出接口控制开关电路打开，通过第三输入输出接口控制升压芯片关闭，连接到Micro USB接口的主机设备通过充电芯片为电子设备的内置电池充电。进一步优选的，本发明实施例提供的切换电子设备主从状态的方法还包括：在电子设备内设置上拉电路，将升压芯片的输入端通过上拉电路连接到Micro USB接口的ID引脚，使得当主机设备连接到Micro USB接口时，上拉电路将Micro USB接口的ID引脚的电压拉高，保证微控制器和高速信号切换开关可以检测到Micro USB接口的ID引脚为高电平。
当Micro USB接口的ID引脚为低电平时，此时连接到Micro USB接口的设备为外部扩展设备，微控制器通过第二输入输出接口控制开关电路关闭，通过第三输入输出接口控制升压芯片打开，电子设备的内置电池通过充电芯片向连接到Micro USB接口的外部扩展设备供电。
上述主传输通道为USB通道，从传输通道为UART通道。从传输通道可以是IIC或SPI等类型的通道。
由于没有使用USB OTG功能，所以可以采用不支持USB OTG功能的普通M0芯片，降低了设备的成本。
图2为本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。如图2所示，本发明实施例提供的电子设备包括：微控制器210、Micro USB接口220和高速信号切换开关230。MicroUSB接口为5引脚的Micro USB接口，包括一对数据引脚、一个电源引脚、一个接地引脚和一个ID引脚，ID引脚用于识别不同的电缆端点，从设备的USB接口的ID引脚接地，主设备的USB接口的ID引脚悬空。
高速信号切换开关230的数据端1接Micro USB接口220的数据引脚1，高速信号切换开关230的数据端2接微控制器210的主传输通道，高速信号切换开关230的数据端3接微控制器210的从传输通道，Micro USB接口的ID引脚2同时接高速信号切换开关230的控制端4和微控制器210的输入输出接口1。主传输通道为USB通道；从传输通道为UART、IIC或SPI通道，一下仅以UART为例进行说明。
在优选实施例中，本发明实施例提供的电子设备还包括开关电路240、升压芯片250、内置电池260和充电芯片270。
充电芯片270与内置电池260的充放电端口连接，并通过IIC总线与微控制器210连接。开关电路240的输入端1连接到Micro USB接口220的电源引脚3，输出端2连接充电芯片270，控制端3连接到微控制器210的输入输出接口2。升压芯片250的输入端1连接充电芯片270，输出端2通过二极管280连接到Micro USB接口220的电源引脚3，控制端3连接到微控制器210的输入输出接口3。
进一步优选的，本发明实施例提供的电子设备还包括上拉电路290，升压芯片250的输入端1通过上拉电路290连接Micro USB接口220的ID引脚2。
当主机设备连接到Micro USB接口220时，由于主机设备的USB接口的ID引脚悬空，上拉电路290将Micro USB接口220的ID引脚2上拉为高电平，高速信号切换开关230的控制引脚4检测到Micro USB接口220的ID引脚2为高电平后，高速信号切换开关230将微控制器210的主传输通道接通Micro USB接口220的数据引脚1，使电子设备作为从设备与连接到Micro USB接口220的主机设备进行通讯。同时，微控制器210的输入输出接口1也会检测到Micro USB接口220的ID引脚2为高电平，微控制器210通过输入输出接口2控制开关电路240打开，通过输入输出接口3控制升压芯片250关闭，连接到Micro USB接口220的主机设备通过充电芯片270为电子设备的内置电池260充电。
当外部扩展设备连接到Micro USB接口220时，由于外部扩展设备的USB接口的ID引脚接地，使Micro USB接口220的ID引脚2接地，高速信号切换开关230的控制引脚4会检测到Micro USB接口220的ID引脚2为低电平，高速信号切换开关230将微控制器210的从传输通道接通Micro USB接口220的数据引脚1，使电子设备作为主设备与连接到Micro USB接口220的外部扩展设备进行通讯。同时，微控制器210的输入输出接口1也会检测到Micro USB接口220的ID引脚2为低电平，微控制器210通过输入输出接口2控制开关电路240关闭，通过输入输出接口3控制升压芯片250打开，，电子设备的内置电池260通过充电芯片270向连接到Micro USB接口220的外部扩展设备供电。
本发明实施例提供的电子设备没有使用USB OTG功能，所以可以采用不支持USBOTG功能的普通M0芯片，降低了成本。
综上所述，本发明提供的一种切换电子设备主从状态的方法及一种电子设备，与现有技术相比，具有以下有益效果：
1、在微控制器和Micro USB接口之间接入一个高速信号切换开关，通过检测MicroUSB接口ID引脚的电平高低，对应接通微控制器的主传输通道或从传输通道，将自动切换电子设备的主从状态，使之作为从设备与主机设备进行通讯，或作为主设备与外部扩展设备进行通讯，由于本发明的微控制器可以采用不支持USB OTG微控制器芯片实现USB OTG功能，因此降低了成本。
2、根据Micro USB接口ID引脚的高低电平，控制充电芯片的工作状态，当主机设备接入Micro USB接口时，使用主机设备的电源为电子设备供电并为电子设备的内置电池充电；当外部扩展设备接入Micro USB接口时，使用电子设备的内置电池为自身与外部扩展设备供电，实现了智能的电源控制。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种切换电子设备主从状态的方法，所述电子设备包括微控制器和Micro USB接口，其特征在于，所述方法包括：
在所述电子设备的微控制器与Micro USB接口之间连接一个高速信号切换开关；将所述高速信号切换开关的第一数据端接所述Micro USB接口的数据引脚，第二数据端接所述微控制器的主传输通道，第三数据端接所述微控制器的从传输通道，以及所述Micro USB接口的ID引脚同时接所述高速信号切换开关的控制端和所述微控制器的第一输入输出接口；
当所述Micro USB接口的ID引脚为高电平时，将所述微控制器的主传输通道接通所述Micro USB接口的数据引脚，使所述电子设备作为从设备与连接到所述Micro USB接口的主机设备进行通讯；
当所述Micro USB接口的ID引脚为低电平时，将所述微控制器的从传输通道接通所述Micro USB接口的数据引脚，使所述电子设备作为主设备与连接到所述Micro USB接口的外部扩展设备进行通讯。
2.如权利要求1所述的切换电子设备的主从状态的方法，其特征在于，所述电子设备还包括内置电池和充电芯片，所述充电芯片与所述内置电池的充放电端口连接，并通过IIC总线与所述微控制器连接；所述方法还包括：
在所述电子设备内设置开关电路，所述开关电路的输入端连接到所述Micro USB接口的电源引脚，输出端连接所述充电芯片，控制端连接到所述微控制器的第二输入输出接口；
在所述电子设备内设置升压芯片，所述升压芯片的输入端连接所述充电芯片，输出端通过一个二极管连接到所述Micro USB接口的电源引脚，控制端连接到所述微控制器的第三输入输出接口；
当所述Micro USB接口的ID引脚为高电平时，所述微控制器通过所述第二输入输出接口控制所述开关电路打开，通过所述第三输入输出接口控制所述升压芯片关闭，连接到所述Micro USB接口的主机设备通过所述充电芯片为电子设备的内置电池充电；
当所述Micro USB接口的ID引脚为低电平时，所述微控制器通过所述第二输入输出接口控制所述开关电路关闭，通过所述第三输入输出接口控制所述升压芯片打开，电子设备的内置电池通过所述充电芯片向连接到所述Micro USB接口的外部扩展设备供电。
3.如权利要求2所述的切换电子设备的主从状态的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在所述电子设备内设置上拉电路，将所述升压芯片的输入端通过所述上拉电路连接所述Micro USB接口的ID引脚。
4.如权利要求1所述的切换电子设备的主从状态的方法，其特征在于，所述微控制器为M0芯片，所述Micro USB接口为5引脚的Micro USB接口。
5.如权利要求1-4所述的切换电子设备的主从状态的方法，其特征在于，所述主传输通道为USB通道，所述从传输通道为UART、IIC或SPI通道。
6.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括微控制器、Micro USB接口和高速信号切换开关；
所述高速信号切换开关的第一数据端接所述Micro USB接口的数据引脚，第二数据端接所述微控制器的主传输通道，第三数据端接所述微控制器的从传输通道，以及所述MicroUSB接口的ID引脚同时接所述高速信号切换开关的控制端和所述微控制器的第一输入输出接口；
所述高速信号切换开关，用于当所述Micro USB接口的ID引脚为高电平时，将所述微控制器的主传输通道接通所述Micro USB接口的数据引脚，使所述电子设备作为从设备与连接到所述Micro USB接口的主机设备进行通讯；当所述Micro USB接口的ID引脚为低电平时，将所述微控制器的从传输通道接通所述Micro USB接口的数据引脚，使所述电子设备作为主设备与连接到所述Micro USB接口的外部扩展设备进行通讯。
7.如权利要求6所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备还包括开关电路、升压芯片、内置电池和充电芯片；
所述充电芯片与所述内置电池的充放电端口连接，并通过IIC总线与所述微控制器连接；
所述开关电路的输入端连接到所述Micro USB接口的电源引脚，输出端连接所述充电芯片，控制端连接到所述微控制器的第二输入输出接口；
所述升压芯片的输入端连接所述充电芯片，输出端通过一个二极管连接到所述MicroUSB接口的电源引脚，控制端连接到所述微控制器的第三输入输出接口；
当所述Micro USB接口的ID引脚为高电平时，所述微控制器通过所述第二输入输出接口控制所述开关电路打开，通过所述第三输入输出接口控制所述升压芯片关闭，连接到所述Micro USB接口的主机设备通过所述充电芯片为电子设备的内置电池充电；
当所述Micro USB接口的ID引脚为低电平时，所述微控制器通过所述第二输入输出接口控制所述开关电路关闭，通过所述第三输入输出接口控制所述升压芯片打开，电子设备的内置电池通过所述充电芯片向连接到所述Micro USB接口的外部扩展设备供电。
8.如权利要求8所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备还包括上拉电路，所述升压芯片的输入端通过所述上拉电路连接所述Micro USB接口的ID引脚。
9.如权利要求6所述的电子设备，其特征在于，所述微控制器为M0芯片，所述Micro USB接口为5引脚的Micro USB接口。
10.如权利要求6-9所述的电子设备，其特征在于，所述主传输通道为USB通道，所述从传输通道为UART、IIC或SPI通道。
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