CN108664365A - 一种电子设备外置附属配件的检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电子设备外置附属配件检测方法，尤其是一种低功耗物联网设备外置附属配件的检测方法。通过复用I2C接口与GPIO接口来减少所需连接线数量。该电子设备主机至少有一个主芯片以及与主芯片相连的两个弱下拉电阻;该主芯片内至少含有一个控制器和一个可以工作在I2C模式和GPIO模式相互切换的接口，其中控制器用于检测接口的接入状态，并根据***需求设置接口的具体工作模式。在控制器完成接入判别后，可进一步通过I2C模式读取外置附属配件内的信息。本发明阐述的检测方法通过接口复用减少连接线数量，在不影响原有功能的前提下，进一步支持设备主机对接入附属配件类型的自动判断以及对附属配件的信息采集和控制。

Description

一种电子设备外置附属配件的检测方法
技术领域
本发明属于电子设备的检测电路领域，特别涉及低功耗物联网电子设备外置附属配件的检测方法。
背景技术
在随着电子技术的迅速发展，主芯片集成度越来越高，电子设备的功能越来越复杂。但是往往不同的电子设备主体硬件设计完全相同，而电子设备外置附属配件内的传感器件、执行机构有所差异。为了使得电子设备能够主动侦测到外置附属配件的可靠***和移除、并且读取到外置附属配件是何种配件，并随后进行相应的数据读取及控制显得尤为重要。这时候电子设备主体和外置附属配件之间会存在大量的信号线用于***检测、附件识别和信号控制，如何在满足功能需求的前提下，又尽量减少电子产品主体和附属配件之间的连接线成为一个重要的课题。
在现有技术中，有一种对于外设的识别方法是通过产品主机软件定时周期性(例如100毫秒)的通过I2C总线进行查询，如果有附属配件***，则可以读取到附属配件内的设备信息，如果附属配件移除则I2C读取错误，表示设备已经移除。这种模式最大的缺点就是主机的控制器一直处于周期性的工作模式，能耗大大增加，对于LoRa，NB-IoT等电池供电的低功耗物联网电子设备来说是不可接受的。
在现有技术中，有一种对于外设的识别方法是通过一个或者多个GPIO接口，利用附属配件上对应的GPIO上拉或者下拉电阻的模式进行识别。该模式具有结构简单，成本低廉的特点。在附属配件只是简单配件，种类较少的前提下，比如一个LED指示灯、蜂鸣器等模式下是有效的。当附属配件是各类复杂传感器，需要附属配件提供传感器类型、序列号、校准参数等复杂环境下，GPIO上下拉电阻的模式不能提供足够的信息，并且单纯的GPIO模式容易受到触点污染、人体触碰等因数的干扰导致电子设备主机的错误判断。
在现有的技术中，有一种对于外设的识别方法是简单通过I2C总线和GPIO上下拉电阻的复合模式进行附属配件的检测。这种方法有效避免了上述两种方法的弊端，但简单的叠加使得电子产品主体和附属配件之间的连接线数量大大增加，不仅增加了产品的复杂度、成本，对于外接设备的外观也有所影响。同时消耗的主芯片本身就比较宝贵的引脚资源。
发明内容
本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中电子产品设备和附属配件检测和识 别中的各种问题，充分利用新型主芯片外部引脚可以灵活配置在各种工作模式的特点，复用GPIO和I2C总线的引脚，仅增加2颗弱下拉电阻即可完成附属配件***、移除的可靠检测，并进一步支持主电子产品主体对附属配件种类的自动判断以及对接入附属配件的数据读取或者控制。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种检测电路示意图。
图2为本发明实施例提供的,当主芯片本身不支持GPIO/I2C模式复用时,一种更优的检测电路示意图。
具体实施方式
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的,下文中所有说明以图1为例进行详细描述。
一种电子设备外置附属配件的检测方法，其特征在于，包括：电子设备主机(1)经由外部连接器(弹簧顶针等)(3)连接至外置附属配件(2)，电子设备主机(1)内的I2C及GPIO经匹配电路复合后输出至外部连接器(3)，减少了外部连接器(3)所需顶针数量；电子设备主机(1)可自动判断外置附属配件(2)是否连接上***，连接后可进一步读取外置附属配件(2)内的设备信息，电子设备主机(1)在与外置附属配件(2)连接后在I2C通信闲隙可通过GPIO端口保持监测外置附属配件是否保持连接。
所述检测方法，有效利用了主芯片接口(6)可以根据需要配置在不同工作模式，结合利用I2C总线本身工作所需要的上拉电阻R3(13),R4(14)作为检测手段，采用I2C总线本身的信号线SDA(7)与SCL(8)，在不增加额外检测连接线，不影响I2C总线自身可靠通讯，通过只增加2颗弱下拉电阻R1(11),R2(12)完成外部附属装置(2)的可靠检测。
所述检测方法，在外置附属配件(2)没有连接到电子装置主机(1)的时候，CPU控制器(5)缺省把接口电路(6)配置在GPIO高阻抗输入的工作模式，信号线SDA(7)和SCL(8)经由弱下拉电阻R1(11)和R2(12)接到电源地上，此时SDA(7)和SCL(8)均是低电平，CPU控制器(5)判断为没有附件连接到电子装置主机(1)，整机处于休眠状态。
所述检测方法，在外置附属配件(2)连接到电子装置主机(1)的时候，信号线SDA(7)和SCL(8)经由强上拉电阻R3(13)和R4(14)接到电源VCC上。此时CPU控制器(5)检测到接口电路(6)传来的上升沿信号进入到电平检测状态，当读取到SDA(7)与SCL(8)同为高电平时，则判断有外置附属配件(2)接入。然后CPU控制器(5)将接口电路(6)配置成I2C的工作模式，并通过I2C协议读取外置附属配件(2)中EEPROM(9)的具体设备信息 并可根据需要执行其它相关操作。所有I2C操作完毕后，CPU控制器(5)将接口电路(6)重新配置回GPIO的工作模式，此时SDA(7)和SCL(8)保持高电平。
所述检测方法，在外置附属配件(2)正确连接到电子装置主机(1)的时候，SDA(7)和SCL(8)一直保持高电平状态，当外力移除外置附属配件(2)的时候，信号线SDA(7)和SCL(8)失去外接的强上拉电阻R3(13)和R4(14)，被电子装置主机(1)内的弱下拉电阻R1(11)和R2(12)重新拉到低电平。CPU控制器(5)收到接口电路(6)传来的下降沿信号进入到电平检测状态，当读取到SDA(7)和SCL(8)均为低电平时，则判断外置附属配件(2)已经移除。
所述检测方法，信号线SDA(7)和SCL(8)在主机内同时接有弱下拉电阻R1(11)和R2(12)，在附属配件内接有强上拉电阻R3(13)和R4(14)。在进行***和移除判断的时候，CPU控制器(5)同时读取SDA(7)和SCL(8)的状态进行判断，大大降低了外界干扰和人体触摸的误触发。
所述检测方法，当外部附属配件(2)没有接入的时候，弱下拉电阻R1(11)和R2(12)阻值选取非常大(例如20M欧姆)，同时接口电路(6)配置在GPIO高阻抗输入的工作模式，有效降低***的漏电，延长电子设备未***附件时候的电池工作时间。
更优的，所述连接方法，在该I2C总线完成附件检测后继续利用I2C总线对附属配件内的传感器/其它外设(10)进行数据读取或者控制。
更优的，当某些主芯片无法简单的切换I2C工作模式和GPIO工作模式的时候，可以把两个GPIO引脚直接接在I2C的引脚上，连接方法图见2，可以起到本发明相同的效果。
本发明所述的电子设备外置附属配件的检测方法较为简易，最少在电子设备主机和外置附属配件只要4个引脚即可完成设备的可靠***、移除检测；附属配件类型具体信息识别以及附属配件的数据读取或者控制。满足了同一电子设备主机不同附属配件的功能需求，大大简化了外部接口。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是有所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对以上实施方式做出变更或者修改，但这些变更和修改均落于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种电子设备外置附属配件的检测方法，包括电子设备主机（1）经由外部连接器（弹簧顶针等）（3）连接至外置附属配件（2），电子设备主机（1）内的I2C及GPIO经匹配电路复合后输出至外部连接器（3），减少了外部连接器（3）所需顶针数量；电子设备主机（1）可自动判断外置附属配件（2）是否连接上***，连接后可进一步读取外置附属配件（2）内的设备信息，电子设备主机（1）在与外置附属配件（2）连接后在I2C通信闲隙可通过GPIO端口保持监测外置附属配件是否保持连接。
2.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，有效利用了主芯片接口（6）可以根据需要配置在不同工作模式，结合利用I2C总线本身工作所需要的强上拉电阻R3,R4作为检测手段，采用I2C总线本身的信号线SDA（6）与SCL（7），在不增加额外检测连接线，不影响I2C总线自身可靠通讯，通过只增加2颗弱下拉电阻R1,R2完成外部附属装置（2）的可靠检测。
3.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，在外置附属配件（2）没有连接到电子装置主机（1）的时候，CPU控制器（5）缺省把接口电路(6)配置在GPIO高阻抗输入的工作模式，信号线SDA（6）和SCL(7)经由弱下拉电阻R1和R2接到电源地上，此时SDA(6)和SCL(7)均是低电平，CPU控制器判断为没有附件连接到电子装置主机（1），整机处于休眠状态。
4.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，在外置附属配件（2）连接到电子装置主机（1）的时候，信号线SDA（6）和SCL(7)经由强上拉电阻R3和R4接到电源VCC上；此时CPU控制器（5）检测到接口电路(6)传来的上升沿信号进入到电平检测状态，当读取到SDA（6）与SCL(7)中同为高电平时，则判断有外置附属配件（2）接入；然后CPU控制器（5）将接口电路(6)配置成I2C的工作模式，并通过I2C协议读取外置附属配件（2）中EEPROM（9）的具体设备信息并可根据需要执行其它相关操作；所有I2C操作完毕后，CPU控制器（5）将接口电路(6)重新配置回GPIO的工作模式，此时SDA（6）和SCL(7)保持高电平。
5.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，在外置附属配件（2）正确连接到电子装置主机（1）的时候，SDA（6）和SCL(7)一直保持高电平状态，当外力移除外置附属配件（2）的时候，信号线SDA（6）和SCL(7)失去外接的强上拉电阻R3和R4，被电子装置主机（1）内的弱下拉电阻R1和R2重新拉到低电平；CPU控制器（5）收到接口电路(6)传来的下降沿信号进入到电平检测状态，当读取到SDA（6）和SCL(7)均为低电平时，则判断外置附属配件（2）已经移除。
6.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，信号线SDA（6）和SCL(7)在主机内同时接有弱下拉电阻R1和R2，在附属配件内接有强上拉电阻R3和R4；在进行***和移除判断的时候，CPU控制器（5）同时读取SDA（6）和SCL(7)的状态进行判断，大大降低了外界干扰和人体触摸的误触发。
7.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，当外部附属配件（2）没有接入的时候，弱下拉电阻R1和R2阻值选取非常大（例如20M欧姆），同时接口电路(6)配置在GPIO高阻抗输入的工作模式，有效降低***的漏电，延长电子设备未***附件时候的电池工作时间。
8.更优的，根据权利要求1所述的检测方法，在该I2C总线完成附件检测后继续利用I2C总线对附属配件内的传感器/其它电子器件（10）进行数据读取。
9.更优的，根据权利要求1所述的检测方法，当某些主芯片无法简单的切换I2C工作模式和GPIO工作模式的时候，可以把两个GPIO引脚直接接在I2C的引脚上，连接方法图2，可以起到本发明相同的效果。
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