一种usb通信和音频通信自动切换电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种USB通信和音频通信自动切换电路，包括双刀双掷开关、电压调整器和USB接口，USB接口的电源端与电压调整器的电源输入端连接，双刀双掷开关的电源端与电压调整器的电源输出端连接；USB接口的数据线端和设备识别端分别与双刀双掷开关的公共端和电平输入端连接；双刀双掷开关的电源端与电平输入端之间连接一电阻，双刀双掷开关的常闭引脚与音频通信装置连接、常开引脚与USB通信装置连接。采用实用新型的自动切换电路，可以将USB通信与音频通信使用同一个USB接口进行连接，在保证功能的同时减小的设备体积。
【专利说明】一种USB通信和音频通信自动切换电路
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及USB接口复用的电路设计，具体涉及一种USB通信和音频通信自 动切换电路。
【背景技术】
[0002] 为了实现手机或平板电脑或其它同类设备（以下统称为手机）上的身份认证功能， 电子令牌需要同手机使用音频进行通信，这就要求在原有电子令牌上增加音频通信的硬件 接口，使得电子令牌同时具备USB接口和音频通信接口（以下称这种电子令牌为双界面电 子令牌)。
[0003] 现有双界面电子令牌的接口普遍采用USB A型公口加音频头或Micro USB插座加 音频头的方式，这导致了电子令牌设备体积增大，不方便携带，影响用户的使用体验。 实用新型内容
[0004] 针对现有技术中存在的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种USB通信和音频通 信自动切换电路，通过该电路实现一个USB接口同时支持USB通信和音频通信。
[0005] 为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：
[0006] -种USB通信和音频通信自动切换电路，包括双刀双掷开关、电压调整器和USB接 口 I，USB接口 I的电源端与电压调整器的电源输入端连接，双刀双掷开关的电源端与电压 调整器的电源输出端连接；USB接口 I的数据线端和设备识别端分别与双刀双掷开关的公 共端和电平输入端连接；双刀双掷开关的电源端与电平输入端之间连接一电阻，双刀双掷 开关的常闭引脚与音频通信装置连接、常开引脚与USB通信装置连接。
[0007] 进一步，如上所述的一种USB通信和音频通信自动切换电路，还包括与所述的USB 接口 I连接的USB数据线。
[0008] 进一步，如上所述的一种USB通信和音频通信自动切换电路，还包括一转接电路， 所述的转接电路包括USB接口 II和与USB接口 II连接的音频头；USB接口 II的电源端连 接一电源，USB接口 II的设备识别端接地；USB接口 II与所述的USB接口 I连接。
[0009] 进一步，如上所述的一种USB通信和音频通信自动切换电路，所述的USB接口 I包 括 Micro USB 接口和 Mini USB 接口。
[0010] 进一步，如上所述的一种USB通信和音频通信自动切换电路，所述的USB接口 II 包括 Micro USB 接口和 Mini USB 接口。
[0011] 进一步，如上所述的一种USB通信和音频通信自动切换电路，所述的USB接口 I为 USB 母口。
[0012] 再进一步，如上所述的一种USB通信和音频通信自动切换电路，所述的USB接口 II 为USB公口。
[0013] 更进一步，如上所述的一种USB和音频通信自动切换电路，该自动切换电路设置 在具有音频通信功能和USB通信功能的电子设备中，所述的音频通信装置为所述电子设备 的音频通信芯片，所述的USB通信装置为电子设备的USB通信芯片。
[0014] 本实用新型的有益效果在于：采用实用新型的自动切换电路，可以将USB通信与 音频通信使用同一个USB接口进行连接，在保证功能的同时减小的设备体积。
【专利附图】
【附图说明】
[0015] 图1为本实用新型一种USB和音频通信自动切换电路的结构框架图；
[0016] 图2为本实用新型一种USB和音频通信自动切换电路的电路示意图；
[0017] 图3为USB通信模式下本实用新型一种USB和音频通信自动切换电路的电路示意 图；
[0018] 图4为转接电路的电路示意图；
[0019] 图5为音频通信模式下本实用新型一种USB和音频通信自动切换电路的电路示意 图；
[0020] 图6为实施例中一种USB和音频通信自动切换电路的电路示意图。
【具体实施方式】
[0021] 下面结合说明书附图与【具体实施方式】对本实用新型做进一步的详细说明。
[0022] 图1示出了本实用新型一种USB和音频通信自动切换电路的结构框架图，本实施 方式中所涉及的USB接口为标准的5pin的USB接口，包括Micro USB接口和MiniUSB接口， 标准的USB接口（包括母口和公口）的5根引脚如图1中所示，1脚和5脚分别为电源引脚和 地引脚，2脚和3脚为USB数据引脚（2为数据线负端，3为数据线正端)，4脚为ID引脚(本 实施方式中称为设备识别端)，ID引脚用于识别设备是主机还是从机。
[0023] USB接口在设备电路中时，当接口插入数据线后，如果4脚悬空，则设备会切换到 从机的工作状态；如果插入数据线后，设备检测到4脚接地了，则设备会切换到主机模式 下，并通过1脚给外部接入的设备供电。对于电子令牌这类设别，由于不存在主机的状态， 始终处于从机模式下工作，因此可以通过检测USB接口的ID引脚是否接地来切换是USB通 信还是音频通信。本实用新型正是基于该原理，通过模拟开关的切换控制实现具有USB通 信功能和音频通信功能的电子设备的通信方式的切换。
[0024] 图2示出了本实用新型一种USB和音频通信自动切换电路的电路图，由图中可以 看出，该电路主要包括双刀双掷开关10 (图中所示U1 )、电压调整器20 (图中所示U2)和USB 接口 130 (图中所示P1)，其中，USB接口 130的电源端（引脚1)与电压调整器20的电源输 入端连接，双刀双掷开关10的电源端V+与电压调整器20的电源输出端（图中所示V0UT) 连接；USB接口 30的数据线端（引脚2和3)和设备识别端（引脚4)分别与双刀双掷开关10 的公共端（图中所示的C0M1和COM2)和电平输入端（图中所示的IN1和IN2)连接，如图2 所示；双刀双掷开关10的电源端V+与电平输入端之间连接一电阻40 (图中所示R1)，双刀 双掷开关10的常闭引脚（图中所示的NC1和NC2)与音频通信装置连接、常开引脚（图中所 示的NO 1和N02)与USB通信装置连接。
[0025] 本实用新型的自动切换电路一般设置在具有音频通信功能和USB通信功能的电 子设备中，如双向电子令牌，其中，所述的音频通信装置为所述电子设备的音频通信芯片， 所述的USB通信装置为电子设备的USB通信芯片。需要说明的是，所述的音频通信芯片和 USB通信芯片的具体样式是不受限制的，音频通信芯片和USB通信芯片可以由一块芯片实 现，也可以由两块单独的芯片实现。
[0026] 在一实施例中，本实用新型的自动切换电路还包括一 USB数据线，如图3所示，所 述USB数据线的一端与所述的USB接口 130连接，另一端与需要连接的其它电子设备连接， 如电脑。通过所述的USB数据线实现了 USB通信。具体的，当电路插入标准的USB数据线 时，USB接口 30的ID引脚悬空，双刀双掷开关的IN1和IN2被R1上拉到U1电源电压，双 刀双掷开关内部会将U1的N01与C0M1导通，N02与COM2导通，此时USB通信装置的两个 引脚连接到了 USB接口的N01和N02上。将USB数据线另一头插入电脑，即可进行USB通 ?目。
[0027] 在另一实施例中，本实用新型的自动切换电路还包括一转接电路，如图4所示，所 述的转接电路包括USB接口 1150 (图中所示Ρ2)以及与USB接口 1150连接的音频头60 ; USB接口 1150的电源端与一电源70 (图中所示BT1)连接、USB接口 1150的设备识别端接 地；USB接口 1150与所述的USB接口 130连接，如图5所示，通过该转接电路实现了音频通 信。具体的，USB接口 130和USB接口 1150的对应引脚相连。电源70通过USB接口 1150 的1引脚给自动切换电路供电，USB接口 130的ID引脚接地，双刀双掷开关的IN1和IN2为 低电平，双刀双掷开关内部会将U1的NC1与C0M1导通，NC2与COM2导通，此时音频通信装 置的两个引脚连接到了 USB接口 I的NC1和NC2上。转接电路的音频头60插入手机即可 实现首频通?目。
[0028] 本实施方式中所述的USB接口 130和USB接口 1150可以是Micro USB接口，也可 以是Mini USB接口，但是两者必须是能够相互配合的同一种类型的接口，即两者都是Micro USB接口或都是Mini USB接口。在本实施方式中，USB接口 130为母口，USB接口 1150为 公口。本实施方式中通过标识I和Π 来区分两接口，和在连接时，USB接口 30与USB接口 50的5根引脚对应连接。
[0029] 此外，本实施方式中所涉及的器件（电阻R1、电源BT1等）的型号以及具体参数是 可以根据需要进行相应调整的，例如，对于电阻40,其大小可以是10K、4. 7k或其它大小。
[0030] 为了更好的理解本实用新型，下面结合具体实施例对本实用新型进行进一步的说 明。
[0031] 实施例
[0032] 本实施例中的自动切换电路设置在双界面电子令牌中，通过在双界面电子令牌中 使用该自动切换电路，该自动切换电路中的USB接口为Micro USB接口，可以将令牌的USB 通信功能和音频通信功能使用一个Micro USB接口进行连接。
[0033] 本实施例中使用SGM3005模拟开关作为双刀双掷开关U1，使用XC6221作为电压调 整器U2,双界面电子令牌的音频通信装置和USB通信装置通过型号为HS08K_SS0P28的单片 机U10实现，即在同一个芯片上实现USB通信和音频通信，单片机U10的16和17引脚(对 应图6中的S⑶10和STCLK引脚）分别为音频通信输入端和音频输出端，25和26引脚(对 应图6中的USBDM和USBDP引脚）分别为USB通信时的数据线负端和正端。
[0034] 双刀双掷开关U1的常闭引脚（NC1与NC2)与音频通信装置连接、常开引脚（N01与 N02)与USB通信装置连接时，音频通信输入端接U1的NC1脚，音频通信输出端接U1的NC2 脚，具体的，U1的NC1脚通过双电压比较器U11 (本实施例中U11的型号为LM393)的10UT 脚接到了单片机U10的16脚上，U1的NC2脚通过R4、C10等阻容元器件接到了单片机U10 的17脚；USB通信的两个引脚接U1的N01脚和N02脚，具体的，N01脚通过电阻R17接到单 片机U10的25引脚，N02脚通过电阻R18接到单片机U10的26引脚。
[0035] 当双界面电子令牌的Micro USB接口 P1插入标准的USB数据线时，P1的ID引脚 为高电平，U1内部将N01脚连接到了 C0M1脚上，N02脚连接到了 COM2脚上，从而通过单片 机U10的25和26引脚进行USB通信。当双界面电子令牌的Micro USB接口 P1接入转接电 路时，P1的ID引脚为低电平，U1内部将NC1脚连接到了 C0M1脚上，NC2脚连接到了 COM2 脚上，从而通过单片机U10的16和17引脚进行音频通信。
[0036] 需要说明的是，本实施例以及图6中一些元器件的引脚的连接或者说明并没有完 全给出，尤其是单片机U10大部分管脚的连接都进行了省略，一些电阻或电容等元器件的 说明及符号标识也进行了省略，但省略部分的连接方式及标识符号对于本领域技术人员来 说都是公知的。本实用新型的各器件的型号也包括但不限于本实施例中的例举的型号。同 样，对于各器件的具体参数也是可以根据应用的需要进行调整的。
[0037] 在本实施方式中，为了避免图中混乱，在各图中并没有标注USB接口以外的其它 元器件的引脚号。
[0038] 显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用 新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及 其同等技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。
【权利要求】
1. 一种USB通信和音频通信自动切换电路，其特征在于：包括双刀双掷开关（10)、电压 调整器（20)和USB接口 1(30)，USB接口 1(30)的电源端与电压调整器（20)的电源输入端 连接，双刀双掷开关（10)的电源端与电压调整器（20)的电源输出端连接；USB接口 1(30) 的数据线端和设备识别端分别与双刀双掷开关（10)的公共端和电平输入端连接；双刀双 掷开关（10)的电源端与电平输入端之间连接一电阻（40)，双刀双掷开关（10)的常闭引脚 与音频通信装置连接、常开引脚与USB通信装置连接。
2. 如权利要求1所述的一种USB通信和音频通信自动切换电路，其特征在于：还包括 与所述的USB接口 I (30)连接的USB数据线。
3. 如权利要求1所述的一种USB通信和音频通信自动切换电路，其特征在于：还包括 一转接电路，所述的转接电路包括USB接口 11(50)和与USB接口 11(50)连接的音频头 (60) ;USB接口 11(50)的电源端连接一电源（70)，USB接口 11(50)的设备识别端接地；USB 接口 11(50)与所述的USB接口 1(30)连接。
4. 如权利要求1至3之一所述的一种USB通信和音频通信自动切换电路，其特征在于： 所述的USB接口 I (30)包括Micro USB接口和Mini USB接口。
5. 如权利要求3所述的一种USB通信和音频通信自动切换电路，其特征在于：所述的 USB 接口 II (50)包括 Micro USB 接口和 Mini USB 接口。
6. 如权利要求4所述的一种USB通信和音频通信自动切换电路，其特征在于：所述的 USB 接口 1(30)为 USB 母口。
7. 如权利要求5所述的一种USB通信和音频通信自动切换电路，其特征在于：所述的 USB 接口 II (50)为 USB 公口。
8. 如权利要求1所述的一种USB通信和音频通信自动切换电路，其特征在于：该自动 切换电路设置在具有音频通信功能和USB通信功能的电子设备中，所述的音频通信装置为 所述电子设备的音频通信芯片，所述的USB通信装置为电子设备的USB通信芯片。
【文档编号】G06F13/38GK203870609SQ201420167368
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年4月8日 优先权日:2014年4月8日
【发明者】程思进 申请人:赛酷特(北京)信息技术有限公司