USB接口、电子设备、基于USB接口的烧录系统及其方法与流程

本发明属于电子信息领域，更具体地说，本发明涉及usb接口、电子设备、基于usb接口的烧录系统及其方法。

背景技术：

目前电子设备朝集成化设计方向发展，同时要求对外接口精简化，但usb作为充电接口都会保留，因此对于普通消费者而言只需要usb接口用到充电功能，生产企业还希望usb的部分通信功能，便于售后升级程序或者调试log，现有技术公开的对比文献cn206270936u中，usb接口中的dat+/-引脚和id引脚分别通过开关电路连接于mcu的swim端口和nrest端口，从而切换信号输入、输出，usb接口在充电功能中仅采用了vbus、gnd两个信号脚，vbus信号脚与电源的供电端，而gnd引脚接地；由于该技术方案中需要用到开关电路，因此不利于电子设备的集成化，极大影响设备的开发和使用，其他技术方案大多采用dat+、dat-短接或分压电阻，但是如果dat+，dat-直接和mcu的下载脚短接，那么使用过程中会导致中央处理器异常而无法正常工作。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种usb接口、电子设备、基于usb接口的烧录系统及其方法。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种usb接口，包括差分信号引脚、id引脚、vbus引脚和gnd引脚，所述id引脚被配置为数据输入功能引脚或者数据输出功能引脚。

本发明公开的一种电子设备，包括上述的usb接口。

本发明公开的电子设备，还包括中央处理器，usb电连接于中央处理器，中央处理器设置有第一通信端和第二通信端，所述中央处理器的第一通信端被配置成连接于所述usb接口中的差分信号引脚，中央处理器的第二通信端被配置成连接于usb接口中的id引脚，中央处理器通过id引脚和差分信号引脚建立通信连接。

本发明公开的电子设备，所述差分信号引脚包括数据正信号引脚和数据负信号引脚，所述中央处理器的第一通信端被配置成连接于数据正信号引脚或数据负信号引脚。

本发明公开的电子设备，所述usb接口断开数据正信号引脚并且将数据负信号引脚接入中央处理器的第一通信端；

或者，usb接口断开数据负信号引脚，且将数据正信号引脚接入中央处理器的第一通信端。

本发明公开的一种下载线，所述下载线的两端端口均为包括差分信号引脚、id引脚、vbus引脚和gnd引脚的端口。

本发明公开的烧录系统，其中一个电子设备通过usb接口对另一个电子设备进行烧录。

本发明公开的基于usb接口的烧录系统，还包括下载线，所述一电子设备的usb接口与外接的另一电子设备之间通过下载线相连，该下载线与usb相对接的接口处设置有输入下载端和输出下载端，所述输出下载端被配置成连接于所述usb接口中的id引脚或者差分信号引脚之一，输入下载端连接于usb接口中的差分信号引脚之一或id引脚。

本发明公开的一种基于usb接口的烧录方法，所述电子设备通过usb接口中的差分信号引脚或者id引脚输出或接收下载信号于另一电子设备；

且，数据通过所述差分信号引脚之一下载，通过所述id引脚上传；

或，数据通过所述差分信号引脚之一上传，通过所述id引脚下载；

或者，

所述一电子设备通过所述下载线与另一电子设备连接，数据通过所述差分信号引脚之一下载，通过所述id引脚上传；

或，数据通过所述差分信号引脚之一上传，通过所述id引脚下载。

本发明公开的一种基于usb接口的烧录方法，当所述差分信号引脚与所述id引脚在进行数据传输时，另一差分信号引脚工作可与所述id引脚相同或备用；

另一差分信号引脚的工作可通过设备启停信号进行启用和停止。

采用本技术方案，将usb接口中的差分信号引脚(即数据正信号引脚和数据负信号引脚)作为中央处理器(mcu)的输出引脚，而闲置的id引脚作为中央处理器的输入引脚使用，通过这种连接方式，不仅可以实现开发者对其进行信息下载，并且由于并未影响vbus引脚和gnd引脚与电压源相连，保留了使用者的对usb接口的充电功能使用，避免中央处理器由于usb差分信号引脚的短接产生的不利影响，即使usb接口中采用了分压电阻，由于利用差分信号引脚作为输入或输出的引脚之一，配合id引脚的使用，可以避免对中央处理器的工作异常，因此本案所采用的通信方法更加利于电子设备的集成化，生产企业的售后维护更加便捷，省略了公开对比文献中描述的usb接口处开关电路，使得usb接口有更多的设计空间，提高设备研发效率。

以下将结合附图和实施例，对本发明进行较为详细的说明。

附图说明

下面对本说明书各幅附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1为本发明一种usb接口的示意图；

图2为本发明系统中下载线的示意图。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。

实施例一

图1为本发明一种usb接口的示意图，如图1所示的一种usb接口，一种usb接口，包括差分信号引脚、id引脚、vbus引脚和gnd引脚，所述id引脚被配置为数据输入功能引脚或者数据输出功能引脚，包括该usb接口的电子设备中还包括中央处理器，usb电连接于中央处理器，中央处理器设置有第一通信端和第二通信端，所述中央处理器的第一通信端被配置成连接于所述usb接口中的差分信号引脚，中央处理器的第二通信端被配置成连接于usb接口中的id引脚，中央处理器通过id引脚和差分信号引脚建立通信连接，引脚中包括用于输入差分信号的差分信号引脚，以及闲置的id引脚，usb电连接于中央处理器，中央处理器设置有第一通信端和第二通信端，所述中央处理器的输出信号端被配置成连接于所述usb接口中差分信号引脚，以输出中央处理器中的下载信息，中央处理器的输入信号端被配置成连接于usb接口中的id引脚，中央处理器通过id引脚接受上传信息，差分信号引脚包括数据正信号引脚和数据负信号引脚，所述中央处理器的输出端被配置成连接于数据正信号引脚或数据负信号引脚。

usb接口断开数据正信号引脚并且将数据负信号引脚接入中央处理器的第一通信端；

或者，usb接口断开数据负信号引脚，且将数据正信号引脚接入中央处理器的第一通信端，中央处理器用于下载的第二通信端连接于usb接口的数据正信号或数据负信号引脚(即dat+引脚和dat-引脚)，并且将中央处理器的上传输入端连接于id引脚，就可以实现了开发者用定制的下载线可以下载，而普通消费者不管是用dat+和dat-短接的线还是有分压的线都不会对mcu产生影响。如果是短接的，由于只用到了dat+、dat-中其一，短接不会有影响。

usb中的引脚是指从集成电路(芯片)内部电路引出与外围电路的接线，引脚构成了这块芯片的接口，大多数情况中引脚的接入方法为vbus接入电源的正极，gnd引脚接入电源的负极，差分信号引脚用于传输数据接入中央处理器的通信端口，差分信号引脚的高电平和低电平可以相互切换接入中央处理器的输入端和输出端，而usb接口中大多配置id引脚，id引脚的作用为检测外接设备接入状态的电平高低，节省功耗，拓展范围，检测id脚状态高低，从而判断为主设备或从设备.otg检测的原理是：usbotg标准在完全兼容usb2.0标准的基础上，增添了电源管理功能，它允许设备既可作为主机，也可作为外设操作；因此usbotg技术可实现没有主机时设备与设备之间的数据传输。例如：数码相机可以直接与打印机连接并打印照片，手机与手机之间可以直接传送数据等，从而拓展了usb技术的应用范围，在otg中，初始主机设备称为a设备，外设称为b设备。

实施例二

图2为本发明系统中下载线的示意图，本案中的电子系统的烧录过程为一个电子设备通过本案中描述的usb接口对另一个包括该usb接口的电子设备进行烧录，系统中的usb接口与外接的下载设备之间通过下载线相连，该下载线与usb相对接的接口处设置有输入下载端和输出下载端，所述输出下载端被配置成连接于所述usb接口中的id引脚，输入下载端连接于usb接口中的差分信号引脚(即数据正信号引脚或数据负信号引脚)，下载线的与包括该系统的设备的usb接口为相应设置的对接usb接口，下载线的另一端接口为包括id引脚、差分信号引脚、gnd引脚和vbus引脚的通信串口，该通信端口为外接设备端口，配合该下载线，使用本案所述系统的设备可以与外接的其他设备通信连接。

本案公开的一种基于usb接口的烧录方法，usb接口的本质是串口通信协议，串口通信是按串位发送和接收字节，典型地，串口用于ascii码进行传输，由于串口通信是异步的，端口能够在一根线上发送数据同时在另一根线上接收数据，因此usb分为差分信号引脚，通常用于数据传输，而本案中包括所述系统的设备通过usb接口中的差分信号引脚输出下载信号于外接的设备。

电子设备通过usb接口中的差分信号引脚或者id引脚输出或接收下载信号于另一电子设备；

且，数据通过所述差分信号引脚之一下载，通过所述id引脚上传；

或，数据通过所述差分信号引脚之一上传，通过所述id引脚下载；

或者，

所述一电子设备通过所述下载线与另一电子设备连接，数据通过所述差分信号引脚之一下载，通过所述id引脚上传；

或，数据通过所述差分信号引脚之一上传，通过所述id引脚下载。

系统通过本案提供的下载线通信连接于其他设备，可以实现设备信息之间的上传和下载，并且保留了上述的开发者对其进行信息修改的功能，如果采用其他的下载线于该系统的设备，则仅保留充电功能，阻断信息互通，使得设备内的运行系统和程序仅为管理者可改动，使用者仅使用设置成的程序和功能，以便于对系统进行维护。

实施例三

包括本案系统的设备处于充电状态下，包括所述系统的设备处于充电状态下，系统中的usb接口中的vbus引脚和gnd引脚与电压源通过普通下载线相连，对该设备进行充电；

或者，当外接的设备通过所述的系统设备对其进行充电的状态下，该系统中的usb接口的差分信号引脚通过所述下载线输出电能于外接设备。

usb作为接口的充电过程其实都是由一个稳定电源(主要是稳压电源、提供稳定工作电压和足够的电流)加上必要的恒流、限压、限时等控制电路构成。原装充电器(指线充)上所标注的输出参数:比如输出4.4v/1a、输出5.9v/400ma……就是指内部稳压电源的相关参数，因此手机充电器很容易改成一个质量优良的稳压电源，比如输出4.4v可以给4.5v的设备用，以及5.9v的可以给6v的设备用。

手机常用锂离子电池的充电器采用的是恒流限压充电制，充电电流一般采用c2左右—即采用两小时充电率，比如500mah电池采用250ma充电大约两小时达到4.2v后再恒压充电。

由于设备的使用过程大多仅为充电功能，因此大多数情况不需要考虑设备对外的放电过程，仅采用普通下载线即可对本设备进行充电，如果特殊情况需要通过设备对外接设备充电时，那么就必须采用本案提供的下载线即可对外进行充电，那么这个功能仅保留给使用该下载的线的开发者或者管理者，那么依然可以避免设备使用过程不当，而引起的中央处理器异常状态，便于设备的使用和管理。

实施例四

本案中的电子设备通过上述的连接方式，usb接口中的差分信号引脚的其中一个引脚没有参与通信的输入和输出的连接中，电子设备中的差分信号引脚与所述id引脚在进行数据传输时，另一差分信号引脚工作可与所述id引脚相同或备用；另一差分信号引脚的工作可通过设备启停信号进行启用和停止。没有被使用的引脚可以作为检测引脚，因为本案中的系统用于研发过程时，中央处理器和usb接口之间以及形成了配置关系，因此无论是差分引脚中的d+或d-接入mcu的通信端，都会有一个引脚是没有用于通信的，因此将该引脚连接于mcu中的复位引脚，通过这个usb即可对mcu进行复位操作，系统中可以通过外接设备启动这个复位信号，也可以通过三极管加电容设置成开关电路对其进行复位控制。

本例中的usb接口与上述的连接方式在通信采用的连接方法，为差分引脚选高电平或低电平连接mcu的通信端，以及usb中的id引脚被配置成连接于mcu另一通信端，形成下载和上传的两条通信线，另一个未被引入中央处理器的引脚为差分信号的高电平引脚或低电平引脚(即d+和d-)。

若未被引入中央处理器的引脚为高电平引脚，则可以将该引脚连接于中央处理器中高电平触发的信号脚，例如控制引脚(psen)这一类的，这样连接不仅保障了上述内容的通信功能，并且通过usb接口触发mcu中的相应引脚对应触发的特定功能。

若未被引入中央处理器的引脚为低电平引脚，则可以将该引脚连接于中央处理器中低电平触发的信号脚，例如复位引脚(rst)这类，复位引脚(rst)可以通过单向导通的二极管或者接入rc电路的三极管，由于rc电路的滤波效果，可以将三极管的集电极接入电阻r(r的阻值在2千欧到3千欧)，三极管的基集接入电容c(小于0.1μf)，三极管的发射极接地即可，这样可以利用二极管或三级管的单向导通性，将低电平信号作为瞬间触发信号通过usb的接口接入复位引脚(rst)中，使得该usb接口带有复位功能，使得电子产品接口更加简约，提高研发效率。

采用本技术方案，将usb接口中的差分信号引脚(即数据正信号引脚和数据负信号引脚)作为中央处理器(mcu)的输出引脚，而闲置的id引脚作为中央处理器的输入引脚使用，通过这种连接方式，不仅可以实现开发者对其进行信息下载，并且由于并未影响vbus引脚和gnd引脚与电压源相连，保留了使用者的对usb接口的充电功能使用，避免中央处理器由于usb差分信号引脚的短接产生的不利影响，即使usb接口中采用了分压电阻，由于利用差分信号引脚作为输入或输出的引脚之一，配合id引脚的使用，可以避免对中央处理器的工作异常，因此本案所采用的通信方法更加利于电子设备的集成化，生产企业的售后维护更加便捷，省略了公开对比文献中描述的usb接口处开关电路，使得usb接口有更多的设计空间，提高设备研发效率。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。