外设识别系统、方法及电子设备与流程

本发明涉及电子设备技术领域，尤其涉及一种外设识别系统、方法及电子设备。

背景技术：

目前，电子设备，例如电视机等越来越朝着智能化方向快速发展，为了实现电视的多功能，与电视机连接的外部设备越来越多，这些外部设备多种多样，如DVD、机顶盒、U盘、游戏机等等，当然还有具有很多特殊功能的自定义功能的外部设备，这里将与电视机连接的外部设备统称为外设，电视机通常通过逻辑识别、总线识别、电压识别以及同步信号识别等方式来对这些外设进行识别。

但是，随着外设种类越来越多，现有的识别方式无法满足成本及兼容设计的要求，比如电视机的一个接脚既需要对外设进行识别同时又需要实现其他功能时，无法实现兼容。

技术实现要素：

本发明的主要目的是提出一种外设识别系统、方法及电子设备，旨在实现电子设备的外设连接器对外设进行识别同时还实现其他功能，提高电子设备的兼容性。

为实现上述目的，本发明提出一种外设识别系统，应用于电子设备中，并连接至所述电子设备的外设连接器，该外设识别系统包括：

方波信号发生电路，用于依次输出多个预设周期的方波信号；

分压及耦合电路，用于将所述方波信号进行分压后耦合至外设，以供所述外设的谐振信号触发；

开关电路，用于在接收到所述外设被触发的谐振信号时，输出对应频率的开关信号；

频率识别电路，用于根据所述开关信号的频率确定所述外设的谐振频率，以识别出所述外设的规格。

优选地，所述分压及耦合电路包括：

分压单元，用于在接收到所述方波信号时，将所述方波信号转换为锯齿波信号；

耦合单元，所述耦合单元用于将所述锯齿波信号耦合至所述外设。

优选地，所述分压单元包括第一电阻及第一电容，所述第一电阻的第一端与所述方波信号发生电路连接，所述第一电阻的第二端与所述第一电容的第一端及所述耦合单元的输入端互连；所述第一电容的第二端接地。

优选地，所述耦合单元为电容器，所述电容器的输入端与所述分压单元连接，所述电容器的输出端与所述外设连接器及所述开关电路的受控端互连。

优选地，所述开关电路包括第二电阻、第三电阻、第四电阻及开关管，所述开关管的受控端为所述开关电路的受控端，并与所述第二电阻的第一端及所述第三电阻的第一端互连，所述开关管的第一端与所述第四电阻的第一端及所述频率识别电路的接收端互连；所述开关管的第二端接地；所述第二电阻的第二端与所述第四电阻的第二端及供电电源互连；所述第三电阻的第二端接地。

本发明还提出一种外设识别方法，应用于电子设备中，所述外设识别方法包括以下步骤：

依次输出多个预设周期的方波信号；

将所述方波信号进行分压后耦合至所述外设，以供所述外设的谐振信号触发；

在接收到所述外设被触发的谐振信号时，输出对应频率的开关信号；

根据所述开关信号的频率确定所述外设的谐振频率，以识别出所述外设的规格。

本发明还提出一种电子设备，该电子设备包括如上所述的外设识别系统；所述外设识别系统包括：方波信号发生电路，用于依次输出多个预设周期的方波信号；分压及耦合电路，用于将所述方波信号进行分压后耦合至所述外设，以供所述外设的谐振信号触发；开关电路，用于在接收到所述外设被触发的谐振信号时，根据所述外设被触发的谐振信号进行开/关，以输出对应频率的开关信号；频率识别电路，用于根据所述开关信号的频率确定所述外设的谐振频率，以识别出所述外设的规格。

优选地，所述电子设备为电视机。

优选地，所述电视机包括SOC(System on Chip)控制芯片，所述方波发生电路和频率识别电路集成在所述SOC控制芯片内。

本发明外设识别系统通过采用方波信号发生电路输出不同周期的方波信号至分压及耦合电路，分压及耦合电路将方波信号进行分压并耦合后输出至外设的谐振电路，当外设的谐振电路的谐振频率等于方波信号频率时，谐振电路产生谐振并将该谐振信号输出至开关电路，以触发开关电路开启，从而输出对应频率的开关信号至频率识别电路，以使频率识别电路根据所述开关信号的频率确定所述外设的谐振频率，进而识别出外设的规格。这样，通过本发明外设识别系统实现了电子设备对外设进行识别，同时还可以实现其他功能，提高电子设备的兼容性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明外设识别系统应用于电子设备中的功能模块示意图；

图2为图1所电子设备中外设识别系统的电路结构示意图；

图3为本发明外设识别方法较佳实施例的流程示意图。

附图标号说明：

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

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种外设识别系统，应用于电子设备中，并连接至所述电子设备的外设连接器。

其中，外设连接器可以为USB、HDMI、IEEE以及FPC等类型的外设连接器。

参照图1，在本发明一实施例中，该外设识别系统包括方波信号发生电路10、分压及耦合电路20、开关电路30、频率识别电路40。

本实施例中，方波信号发生电路10用于依次输出多个预设周期的方波信号，分压及耦合电路20用于将所述方波信号进行分压后耦合至所述外设，以供所述外设的谐振信号触发，开关电路30用于在接收到所述外设被触发的谐振信号时，根据所述外设被触发的谐振信号进行开/关，以输出对应频率的开关信号，频率识别电路40用于根据所述开关信号的频率确定所述外设的谐振频率，以识别出所述外设的规格。

需要说明的是，外设上均配置有谐振电路，如LC谐振电路、RC谐振电路等谐振电路，而不同规格的外设上所配置的谐振电路的谐振频率也不同，且每一谐振电路本身均具有一个特定谐振频率，该频率由电路元件参数决定，一般是电感及电容的参数。当外部输入的信号的频率与谐振电路的谐振频率相等或相近时，谐振电路表现的总体阻抗较小，这样，当经方波信号发生电路10输入的方波信号频率等于外设的谐振频率时，电路阻抗最小，谐振电路产生谐振，并将该谐振信号输出。这样，当电子设备的外设连接器上接入有外设时，外设识别系统可以通过识别外设上谐振电路输出的谐振信号来确定接入的外设规格。

具体地，当电子设备的外设连接器上有外设接入时，方波信号发生电路10依次输出多个周期不同的方波信号至分压及耦合电路20，分压及耦合电路20将接收到的方波信号进行分压后耦合至所述外设，以供所述外设的谐振信号触发，外设的谐振电路被触发后，输出相应的谐振信号至开关电路30，开关电路30再根据所述外设被触发的谐振信号进行开/关，以输出对应频率的开关信号至频率识别电路40，频率识别电路40根据所述开关信号的频率确定所述外设的谐振频率，以识别出所述外设的规格。

本发明外设识别系统通过方波信号发生电路10输出不同周期的方波信号至分压及耦合电路20，在分压及耦合电路20将方波信号进行分压耦合后输出至外设的谐振电路，当外设的谐振电路的谐振频率等于方波信号频率时，谐振电路产生谐振并将该谐振信号输出至开关电路30，以触发开关电路30开启，从而输出对应频率的开关信号至频率识别电路40，以使频率识别电路40根据所述开关信号的频率确定所述外设的谐振频率，进而识别出外设的规格。这样，通过本发明外设识别系统实现了电子设备的外设连接器对外设进行识别，同时还可以实现其他功能，提高电子设备的兼容性。

参照图2，在一优选实施例中，所述分压及耦合电路20包括：

分压单元21，用于在接收到所述方波信号时，将所述方波信号转换为锯齿波信号；

耦合单元22，所述耦合单元22用于将所述锯齿波信号耦合至所述外设。

具体地，分压单元21在接收到由方波信号发生电路10输出的不同周期的方波信号时，将该方波信号进行分压处理转换为锯齿波信号，并输出至耦合单元22，耦合单元22将该锯齿波信号经电子设备的外设连接器耦合至外设的谐振电路。

本实施例中，分压单元21将方波信号转换为锯齿波信号，可以理解的是，经转换后的锯齿波信号的电压值并未达到开关电路30的开启电压值，故，开关电路30仍处于关断状态而不受该锯齿波信号的影响。由于耦合单元22的隔直作用，从而将锯齿波信号中的交流成分进行传输，耦合单元22还将谐振电路与分压单元21进行隔离，以避免谐振信号倒流至分压单元21，对分压单元21的信号输出产生干扰。

参照图2，在一优选实施例中，所述分压单元21包括第一电阻R1及第一电容C1，所述第一电阻R1的第一端与所述方波信号发生电路10连接，所述第一电阻R1的第二端与所述第一电容C1的第一端及所述耦合单元22的输入端互连；所述第一电容C1的第二端接地。

具体地，第一电阻R1、第一电容C1组成的RC积分电路，在方波到来期间，第一电容C1进行缓慢充电，当方波消失时，第一电容C1经第一电阻R1进行缓慢放电。这样，输入的方波信号经第一电容C1及第一电阻R1从而转换为锯齿波信号，以减少方波信号的变化量。

可以理解的是，分压单元21还可以采用其他形式的积分电路来实现，此处不做限制。

参照图2，在一优选实施例中，所述耦合单元22为电容器C2，所述电容器C2的输入端与所述分压单元21连接，所述电容器C2的输出端与所述外设连接器及所述开关电路30的受控端互连。

本实施例中，上述耦合单元22可为三极管耦合电路、电感耦合电路、RC耦合电路及电容器C2等耦合电路，这些耦合电路都能够实现将分压单元21输出的锯齿波信号耦合至外设的谐振电路的要求。本实施例中优选采用电容器C2，相较于其他耦合电路，本实施例的耦合单元22，电路结构简单，且成本较低。

具体地，利用电容器C2隔直流，通交流的特点，从而将分压单元21输出的锯齿波信号耦合至外设的谐振电路上。

参照图2，在一优选实施例中，所述开关电路30包括第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4及开关管31，所述开关管31的受控端为所述开关电路30的受控端，并与所述第二电阻R2的第一端及所述第三电阻R3的第一端互连，所述开关管31的第一端与所述第四电阻R4的第一端及所述频率识别电路40的接收端互连；所述开关管31的第二端接地；所述第二电阻R2的第二端与所述第四电阻R4的第二端及供电电源VCC互连；所述第三电阻R3的第二端接地。

可以理解的是，开关管31开采用三极管Q1、MOS管及IGBT等电子开关来实现，由于本实施例中，方波信号发生器输出的为低电压信号，故可采用NPN型三极管Q1来实现，以节约成本。

本实施例中，三极管Q1的基极为开关管31的受控端，三极管Q1的集电极为开关管31的第一端，三极管Q1的发射极为开关管31的第二端。

具体地，当外设的谐振电路接收到经耦合单元22输出的锯齿波信号，并产生谐振时，该谐振信号后输出至三极管Q1的基极，同时供电电源VCC输出的电压信号经第三电阻R3及第二电阻R2进行分压后，输出至三极管Q1的基极，从而在谐振信号的正相期间，谐振信号与供电电源VCC输出的电压信号进行叠加之后以使三极管Q1导通，三极管Q1导通后，三极管Q1的集电极的电平被拉低而输出一低电平信号，在谐振信号的负相期间，三极管Q1不导通，使得三极管Q1的集电极被供电电源VCC上拉而输出一低电平信号。

这样，利用三极管Q1的开关特性，三极管Q1将近似方波的周期性信号输出至频率识别电路40，以根据三极管Q1输出的开关信号频率来确定外设的谐振频率，以识别出所述外设的规格。

为了更好地说明本发明的思想，以下结合图1及图2对本发明电路的具体原理进行阐述：

如附图1及附图2，当电子设备的外设连接器上有外设接入时，方波信号发生电路10依次输出多个周期不同的方波信号至第一电阻R1、第一电容C1组成的RC积分电路，在方波到来期间，第一电容C1进行缓慢充电，当方波消失时，第一电容C1经第一电阻R1进行缓慢放电。这样，输入的方波信号经第一电容C1及第一电阻R1从而转换为锯齿波信号后输出至电容器C2，利用电容器C2隔直流，通交流的特点，将分压单元21输出的锯齿波信号耦合至外设的谐振电路上。当外设的谐振电路接收到经耦合单元22输出的锯齿波信号，并产生谐振时，该谐振信号后输出至三极管Q1的基极，同时供电电源VCC输出的电压信号经第三电阻R3及第二电阻R2进行分压后，输出至三极管Q1的基极，从而在谐振信号的正相期间，谐振信号与供电电源VCC输出的电压信号进行叠加之后以使三极管Q1导通，三极管Q1导通后，三极管Q1的集电极的电平被拉低而输出一低电平信号，在谐振信号的负相期间，三极管Q1不导通，使得三极管Q1的集电极被供电电源VCC上拉而输出一低电平信号，利用三极管Q1的开关特性，三极管Q1将近似方波的周期性信号输出至频率识别电路40，以根据三极管Q1输出的开关信号频率来确定外设的谐振频率，以识别出所述外设的规格。本发明外设识别系统的电路简单，易于实现，本发明外设识别系统实现了电子设备的外设连接器对外设进行识别，同时还可以实现其他功能，提高电子设备的兼容性。

参照图3，基于上述外设识别系统，本发明还提出的一种外设识别方法，应用于电子设备中，该外设识别方法包括以下步骤：

S10、依次输出多个预设周期的方波信号。

本实施例中，外设上均配置有谐振电路，当外部输入的信号的频率与谐振电路的谐振频率相等或相近时，谐振电路表现的总体阻抗较小，这样，当电子设备的外设连接器上接入有外设时，方波信号以扫频的方式持续发出，也即持续输出有不同频率的方波信号，以在输出的方波频率等于外设的谐振频率时，电路阻抗最小，使得谐振电路产生谐振，并将该谐振信号输出。

S20、将所述方波信号进行分压后耦合至所述外设，以供所述外设的谐振信号触发。

当接收方波信号时，将该方波信号进行分压处理转换为锯齿波信号并经电子设备的外设连接器耦合至外设的谐振电路。

S30、在接收到所述外设被触发的谐振信号时，输出对应频率的开关信号。

可以理解的是，由外设谐振电路输出的谐振电路为正弦波信号，在正弦波的正相期间时，输出开启信号，在正弦波的负相期间输出关闭信号，且输出的开/关信号频率与外设所述输出的谐振频率是对应的。

S40、根据所述开关信号的频率确定所述外设的谐振频率，以识别出所述外设的规格。

在本实施例中，不同的外设上所配置的谐振电路的谐振频率是不同的，也即每一谐振电路本身均具有一个特定谐振频率，该频率由电路元件参数决定，一般是电感及电容的参数。由于接收到的开/关信号频率与外设所述输出的谐振频率是对应的，因此根据开关信号的频率即可确定所述外设的谐振频率，从而识别出所述外设的规格。

本发明外设识别方法通过依次输出多个预设周期的方波信号，并将该方波信号进行分压耦合后输出至外设的谐振电路，当外设的谐振电路的谐振频率等于方波信号频率时，谐振电路产生谐振并将该谐振信号输出，在接收到所述外设被触发的谐振信号时，根据所述外设被触发的谐振信号进行开/关，以输出对应频率的开关信号以触发开关电路开启，以根据所述开关信号的频率确定所述外设的谐振频率，进而识别出外设的规格。这样，通过本发明外设识别方法实现了电子设备的外设连接器对外设进行识别，同时还可以实现其他功能，提高电子设备的兼容性。

本发明还提出的一种电子设备，该电子设备包括如上所述的外设识别系统。所述外设识别系统的详细结构可参照上述实施例，此处不再赘述；可以理解的是，由于在本发明电子设备中使用了上述外设识别系统，因此，本实发明电子设备的实施例包括上述外设识别系统全部实施例的全部技术方案，且所达到的技术效果也完全相同，在此不再赘述。

在本实施例中，所述电子设备可为电视机、电脑等电子设备，在此不作限制。

进一步地，所述电视机包括SOC控制芯片，所述方波发生电路和频率识别电路集成在所述SOC控制芯片内。

可以理解的是，方波信号发生电路和频率识别电路可以采用分立元件实现，也可以采用SOC控制芯片等集成芯片实现，在本实施例中优选采用SOC控制芯片实现，以节约成本。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。