USB接口转接电路及一体机的制作方法

本实用新型涉及电子技术领域，特别是涉及一种USB接口转接电路及一体机。

背景技术：

在一体机(All in one computer)中，USB(Universal Serial Bus，通用串行总线)主设备可与多个从设备进行通讯。然而，由于一体机已经整合在一个壳体内，因此，无法将该一体机内的多个从设备连接至该一体机外的其他电脑设备。

技术实现要素：

基于此，有必要提供一种USB接口转接电路及一体机，可实现外接USB主设备与一体机的USB从设备之间的连接。

根据本实用新型的第一方面，提供一种USB接口转接电路，所述USB接口转接电路包括：第一USB接口、第二USB接口、非门电路、信号切换芯片、及USB集线器；

所述第一USB接口用于连接一体机的USB主设备；所述第一USB接口的第一数据引脚连接至所述信号切换芯片的第一切换输入端，第二数据引脚连接至所述信号切换芯片的第二切换输入端；所述第二USB接口的第一数据引脚连接至所述信号切换芯片的第三切换输入端，第二数据引脚连接至所述信号切换芯片的第四切换输入端，电压引脚连接至所述非门电路的输入端；所述非门电路的输出端连接至所述信号切换芯片的切换控制端；所述信号切换芯片的输出端第一数据引脚连接至所述USB集线器的第一上游数据引脚，输出端第二数据引脚连接至所述USB集线器的第二上游数据引脚；

若所述信号切换芯片的切换控制端为高电平，则所述第一切换输入端与所述输出端第一数据引脚实现电连接，所述第二切换输入端与所述输出端第二数据引脚实现电连接；若所述信号切换芯片的切换控制端为低电平，则所述第三切换输入端与所述输出端第一数据引脚实现电连接，所述第四切换输入端与所述输出端第二数据引脚实现电连接。

在一种可选的实施方式中，所述非门电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻和三极管；所述第一电阻的一端分别连接所述第二电阻的一端和所述第三电阻的一端，另一端接地；所述第二电阻的另一端连接至所述第二USB接口的电压引脚；所述第三电阻的另一端连接至所述三极管的基极；所述三极管的集电极连接至所述信号切换芯片的切换控制端，发射极接地。

在一种可选的实施方式中，所述第一电阻的阻值为1KΩ，所述第二电阻的阻值为5.1KΩ，所述第三电阻的阻值为1KΩ。

在一种可选的实施方式中，所述USB接口转接电路还包括第四电阻；所述信号切换芯片的切换控制端还通过所述第四电阻连接至电源。

在一种可选的实施方式中，所述信号切换芯片为USB信号切换芯片。

在一种可选的实施方式中，所述信号切换芯片的型号为CLCUSB30。

在一种可选的实施方式中，所述信号切换芯片的型号为SGM7222。

在一种可选的实施方式中，所述USB接口转接电路还包括USB音频数模转换器；所述USB音频数模转换器的第一上游数据引脚连接至所述USB集线器的第一下游数据引脚，第二上游数据引脚连接至所述USB集线器的第二下游数据引脚。

在一种可选的实施方式中，所述USB音频数模转换器的型号为PCM2704。

根据本实用新型的第二方面，提供一种一体机，所述一体机包括如上述任一实施例所述的USB接口转接电路，及USB主设备；

所述USB主设备连接所述USB接口转接电路的第一USB接口。

相比于现有技术，本实用新型具有如下突出的有益效果：

本实用新型提供的USB接口转接电路及一体机，通过所述信号切换芯片实现对两路USB信号的切换，当第二USB接口接入外接USB主设备时，第二USB接口的电压引脚接入高电平，经过非门电路后得到低电平，则切换控制端切换为低电平，第三切换输入端与输出端第一数据引脚实现电连接，第四切换输入端与输出端第二数据引脚实现电连接，从而实现将USB集线器的输入从第一USB接口切换为第二USB接口，无需拆开一体机，便可将与该多个从设备连接的一体机USB主设备切换为外接USB设备，具有实用性强、灵活性高等特点。

附图说明

图1是本实用新型一实施方式提供的USB接口转接电路的结构示意图；

图2是本实用新型一实施方式提供的一体机的结构示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本实用新型相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本实用新型的一些方面相一致的装置和方法的例子。

请参阅图1，本实用新型一实施方式提供的USB接口转接电路1，其包括：第一USB接口10、第二USB接口20、非门电路30、信号切换芯片40、及USB集线器50。

第一USB接口10用于连接一体机的USB主设备。

信号切换芯片40包括第一切换输入端HSD1-、第二切换输入端HSD1+、第三切换输入端HSD2-、第四切换输入端HSD2+、输出端第一数据引脚COM_D-、输出端第二数据引脚COM_D+、切换控制端S、电源输入端VDD、芯片使能端OE/及公共端VSS。第一USB接口10包括第一数据引脚USB1_D-和第二数据引脚USB1_D+。第二USB接口20包括第一数据引脚USB2_D-、第二数据引脚USB2_D+和电压引脚USB2_VDD。USB集线器包括第一上游数据引脚HUB_UP_D-、及第二上游数据引脚HUB_UP_D+。非门电路30包括输入端N_IN和输出端N_OUT。

信号切换芯片40的电源输入端VIN连接至电源VDD，并通过第一电容C1连接至地。信号切换芯片40的芯片使能端OE/接地，公共端VSS接地。

第一USB接口10的第一数据引脚USB1_D-连接至信号切换芯片40的第一切换输入端HSD1-，第二数据引脚USB1_D+连接至信号切换芯片40的第二切换输入端HSD1+。

第二USB接口20的第一数据引脚USB2_D-连接至信号切换芯片40的第三切换输入端HSD2-，第二数据引脚USB2_D+连接至信号切换芯片40的第四切换输入端HSD2+，电压引脚USB2_VDD连接至非门电路30的输入端N_IN。

非门电路30的输出端N_OUT连接至信号切换芯片40的切换控制端S。

信号切换芯片40的输出端第一数据引脚COM_D-连接至USB集线器50的第一上游数据引脚HUB_UP_D-，输出端第二数据引脚COM_D+连接至USB集线器50的第二上游数据引脚HUB_UP_D+；

若信号切换芯片40的切换控制端S为高电平，则第一切换输入端HSD1-与输出端第一数据引脚COM_D-实现电连接，第二切换输入端USB1_D+与输出端第二数据引脚COM_D+实现电连接；若信号切换芯片40的切换控制端S为低电平，则第三切换输入端HSD2-与输出端第一数据引脚COM_D-实现电连接，第四切换输入端HSD2+与输出端第二数据引脚COM_D+实现电连接。

在应用于一体机时，USB主设备与USB接口转接电路1的第一USB接口10连接，则通过第一USB接口10与USB集线器50，主设备可实现与多个从设备的连接。

通过信号切换芯片40实现对两路USB信号的切换。当第二USB接口20接入外接USB主设备时，第二USB接口20的电压引脚USB2_VDD接入高电平，经过非门电路30后得到低电平，则切换控制端S切换为低电平，第三切换输入端HSD2-与输出端第一数据引脚COM_D-实现电连接，第四切换输入端HSD2+与输出端第二数据引脚COM_D+实现电连接，从而实现将USB集线器50的输入从第一USB接口10切换为第二USB接口20，进而实现外接USB主设备与一体机的USB从设备之间的连接，无需拆开一体机，便可将与该多个USB从设备连接的一体机USB主设备切换为外接USB设备。

非门电路30包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和三极管Q1。第一电阻R1的一端分别连接第二电阻R2的一端和第三电阻R3的一端，另一端接地；第二电阻R2的另一端连接至第二USB接口20的电压引脚USB2_VDD。第三电阻R3的另一端连接至三极管Q1的基极b。三极管Q1的集电极c连接至信号切换芯片40的切换控制端S，发射极e接地GND。在其他实施方式中，可采用场效应管替代三极管Q1，相应的，场效应管周围的元件及连接关系可根据具体的场效应管进行调整。

在其他实施方式中，非门电路30为非门芯片，例如具有6组反相器的非门芯片74HC04，其中一组反相器的输入端连接至第二USB接口20的电压引脚USB2_VDD，输出端连接至切换芯片40的切换控制端S。

第一电阻R1的阻值为1KΩ，第二电阻R2的阻值为5.1KΩ，第三电阻R3的阻值为1KΩ。三极管Q1的型号为8050。当然，在其他实施方式中，三极管Q1的型号也可以是其他型号，例如9013。相应的，第一电阻、第二电阻和第三电阻的阻值可根据具体的三极管型号进行调整。

信号切换芯片40为USB信号切换芯片。相对于普通的数据选择器来说，采用专用的USB信号切换芯片，更利于高速信号的传输。信号切换芯片40的型号为CLCUSB30。在其他实施方式中，信号切换芯片40的型号可以是其他型号，例如SGM7222。

USB接口转接电路1还包括第四电阻R4；信号切换芯片40的切换控制端S还通过第四电阻R4连接至电源VDD。第四电阻R4的阻值为10KΩ。在其他实施方式中，第四电阻R4的阻值可根据具体的信号切换芯片进行调整。相对于采用切换控制端S为默认内部上拉的芯片来说，芯片的可选范围更广，更利于芯片选型。

USB集线器的型号可以是GL850G，可以是MA8601，也可以是其他型号。USB集线器还包括多组下游数据引脚对。所述多组下游数据引脚对的第一组为第一下游数据引脚HUB_DOWN_D1-和第二下游数据引脚HUB_DOWN_D1+。

USB接口转接电路1还包括USB音频数模转换器60；USB音频数模转换器60包括第一上游数据引脚DAC_UP_D-、第二上游数据引脚DAC_UP_D1+、右声道输出引脚ROUT及左声道输出引脚LOUT。USB音频数模转换器60的第一上游数据引脚DAC_UP_D-连接至USB集线器的第一下游数据引脚HUB_DOWN_D1-，第二上游数据引脚DAC_UP_D1+连接至所述USB集线器的第二下游数据引脚HUB_DOWN_D1+。右声道输出引脚ROUT及左声道输出引脚LOUT用于连接音频设备，例如，有源音箱。

通过USB音频数模转换器60可将USB集线器的一个USB扩展接口转换为模拟音频接口，外接USB主设备在接入第二USB接口20后，可与一体机内的从设备之间进行音频传输，无需另外采用音频接口线，减少使用的线缆，防止线缆缠绕现象，同时亦节省硬件成本。

USB音频数模转换器的型号为PCM2704。在其他实施方式中，USB音频数模转换器的型号可以是其他型号，例如PDM2702。

所述多组下游数据引脚对的第二组为第三下游数据引脚HUB_DOWN_D2-及第四下游数据引脚HUB_DOWN_D2+。第三下游数据引脚HUB_DOWN_D2-及第四下游数据引脚HUB_DOWN_D2+可以与用于供从设备接入的USB母座连接，从而将与其两个上游数据引脚连接的USB接口扩展为多个USB接口。需要说明的是，USB集线器的下游数据引脚对的数量不限于两组，其可以是多于两组；且“第一组”与“第二组”仅用于区分不同下游数据引脚对，不限定其在USB集线器中的芯片引脚顺序。

请参阅图2，本实用新型一实施方式提供的一体机2，所述一体机包括如上述任一实施例所述的USB接口转接电路1，及USB主设备90；

USB主设备90连接所述USB接口转接电路1的第一USB接口10。

USB主设备90可以是电脑、移动终端等主机设备。

USB主设备与USB接口转接电路1的第一USB接口10连接，则通过USB接口转接电路1的USB集线器扩展USB接口，主设备可实现与多个从设备的连接。该一体机通过USB接口转接电路1的信号切换芯片可实现对两路USB信号的切换，无需拆开一体机，便可将与该多个从设备连接的一体机USB主设备切换为外接USB设备，具有实用性强、灵活性高等特点。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。