一种OTG、USB功能的复用电路的制作方法

本申请涉及端口电路技术领域，具体涉及一种OTG、USB功能复用电路。

背景技术：

OTG(On-The-Go)是近年来在USB(通用串行总线)技术上发展起来的一种技术，主要在没有主机(Host，例如台式电脑PC)的情况下，实现各种不同设备之间的数据传送。例如数码相机直接连接到打印机上，例如车载后视镜系统直接连接摄像头等。

现有的微处理器只具有一个带USB OTG功能的微控制器，其在长时间的工作状态下均通过OTG接口连接有OTG外设(例如摄像头、鼠标等)，即，一直处于OTG模式，但因微控制器只有一个OTG接口，不能对其实现下载升级、调试或存储文件访问功能(即，不能发挥USB功能)，这对微处理的使用带来诸多不便。

技术实现要素：

鉴于此，本实用新型提供了一种OTG、USB功能的复用电路，可以解决微控制器的OTG接口一直被OTG外设占用而不能使所述微控制器具有USB功能的问题。

本实用新型提供了一种OTG、USB功能复用电路，所述复用电路包括具有USB OTG功能的微控制器、电源电压供给电路、切换开关芯片、OTG接口、USB接口和分压电路，所述OTG接口用于连接OTG设备，其中，所述微控制器包括第一电源线VBUS引脚、第一正数据线D+引脚、第一负数据线D-引脚、身份识别线ID引脚和第一通用输入输出GPIO引脚，所述OTG接口包括第二VBUS引脚、第二D+引脚和第二D-引脚，所述USB接口包括第三VBUS引脚、第三D+引脚和第三D-引脚，所述切换开关芯片包括控制端、第一输入端、第二输入端、第一输出端、第二输出端、第三输出端和第四输出端；

所述电源电压供给电路的输出端分别连接所述第一VBUS引脚和所述第二VBUS引脚，所述第一输入端连接所述第一D+引脚，所述第二输入端连接所述第一D-引脚，所述第一输出端连接所述第二D+引脚，所述第二输出端连接所述第二D-引脚，所述第三输出端连接所述第三D+引脚，所述第四输出端连接所述第三D-引脚，所述第一GPIO引脚与所述控制端连接；

所述分压电路的输入端连接所述第三VBUS引脚，所述分压电路的输出端连接所述ID引脚，所述分压电路还具有一接地端；

当所述微控制器检测到所述ID引脚的电压为低电平时，所述微控制器通过所述第一GPIO引脚输出第一控制信号至所述切换开关芯片，所述第一控制信号用于控制所述第一D+引脚与所述第二D+引脚连通，所述第一D-引脚与所述第二D-引脚连通，所述微控制器的工作模式为USB OTG模式；

当所述微控制器检测到所述ID引脚的电压为高电平时，所述微控制器通过所述第一GPIO引脚输出第二控制信号至所述切换开关芯片，所述第二控制信号用于控制所述第一D+引脚与所述第三D+引脚连通，所述第一D-引脚与所述第三D-引脚连通，所述微控制器的工作模式为USB模式。

其中，所述分压电路包括第一分压电阻和第二分压电阻，所述第一分压电阻的第一端连接所述微控制器的ID引脚和第二分压电阻的第一端，所述第一分压电阻的第二端接地，所述第二分压电阻的第二端连接所述第三VBUS引脚。

其中，所述第一控制信号用于控制所述第一D+引脚与所述第二D+引脚连通，所述第一D-引脚与所述第三D-引脚连通的方式具体为：

所述第一控制信号用于控制所述第一输入端与所述第一输出端连通，并且控制所述第二输入端与所述第二输出端连通。

其中，所述第二控制信号用于控制所述第一D+引脚与所述第三D+引脚连通，所述第一D-引脚与所述第三D-引脚连通的方式具体为：

所述第二控制信号用于控制所述第一输入端与所述第三输出端连通，并且控制所述第二输入端与所述第四输出端连通。

其中，所述微控制器还具有第二GPIO引脚，当所述微控制器检测到所述ID引脚的电压为低电平时，所述微控制器通过所述第二GPIO引脚输出第三控制信号至所述电源电压供给电路，所述第三控制信号用于控制所述电源电压供给电路输出工作电压给所述OTG接口。

其中，当所述微控制器检测到所述ID引脚的电压为高电平时，所述微控制器通过所述第二GPIO引脚输出第四控制信号至所述电源电压供给电路，所述第四控制信号用于控制所述电源电压供给电路停止输出工作电压给所述OTG接口。

其中，所述电源电压供给电路包括电源和DC/DC转换器，所述DC/DC转换器用于把所述电源提供的电压转换为5V的工作电压。

其中，当所述USB接口插入USB数据线而实现所述微控制器与主机设备连接时，所述ID引脚的电压为高电平。

优选地，所述主机设备为电脑。具体地，可以为传统的台式电脑、DIY电脑、笔记本电脑、以及近年来开始流行的平板电脑、一体机电脑、超级本、掌上电脑、嵌入式计算机等。

其中，当所述USB接口未插入USB数据线时，所述ID引脚的电压为低电平。

本实用新型提供的OTG、USB功能复用电路，对一个带USB OTG功能的微控制器拓展出1个OTG接口和1个USB接口，并增加一个可与OTG接口和USB接口选择性连接的切换开关芯片，且在微控制器的ID引脚与USB接口的VBUS引脚间设置分压电路，通过对分压电路的输出端—即所述微控制器的ID引脚的电位进行监测，就可以判断其USB接口是否插入USB数据线而与PC连接，若ID引脚的电位为低电平，则通过切换开关芯片来实现所述微控制器与OTG接口间的数据连通，所述微控制器处在OTG工作模式，OTG接口连接的OTG外设可正常工作；若ID引脚的电位为高电平，则通过切换开关芯片来实现所述微控制器与USB接口间的数据连通，所述微控制器处在USB工作模式，进而可以对所述微控制器进行文件访问、下载升级、生产调试、配置等。实施本申请提供的OTG、USB功能复用电路，可以解决微控制器的OTG接口一直被OTG外设占用而不能使所述微控制器发挥USB功能的问题。

附图说明

图1是本实用新型实施例公开的一种复用电路的结构示意图；

图2是本实用新型实施例公开的又一种复用电路的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施方式是本申请的一部分实施方式，而不是全部实施方式。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施方式，都应属于本申请保护的范围。

此外，以下各实施例的说明是参考附加的图示，用以例示本申请可用以实施的特定实施例。本申请中所提到的方向用语，例如，“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”、“侧面”等，仅是参考附加图式的方向，因此，使用的方向用语是为了更好、更清楚地说明及理解本申请，而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸地连接，或者一体地连接；可以是机械连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。若本说明书中出现“工序”的用语，其不仅是指独立的工序，在与其它工序无法明确区别时，只要能实现所述工序所预期的作用则也包括在本用语中。另外，本说明书中用“～”表示的数值范围是指将“～”前后记载的数值分别作为最小值及最大值包括在内的范围。在附图中，结构相似或相同的单元用相同的标号表示。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。

本申请实施例提供了一种OTG、USB功能的复用电路，其可以解决具有USB OTG功能的微控制器的OTG接口一直被OTG外设占用而不能使所述微控制器发挥USB功能的问题。以下分别进行详细说明。

请查阅图1，图1是本申请实施例公开的一种OTG、USB功能的复用电路的示意图。

在本实施例中，所述复用电路包括具有USB OTG功能的微控制器11、切换开关芯片12、OTG接口13、USB接口14、电源电压供给电路15和分压电路16，所述OTG接口13用于连接OTG设备17。微控制器11可以用在多种场合，例如用车载后视镜系统或视频监控系统中，微控制器11具有多种作用，例如，传输USB OTG信号，显示USB摄像头的实时图像，语音导航，在线音乐播放等。所述微控制器11在绝大多数情况下都连接有OTG外接设备17(例如摄像头、鼠标)，例如在车载后视镜系统中，OTG接口13连接的OTG设备17可以是摄像头，这样可以对车后的环境进行实时录像。

所述微控制器11包括第一电源线(VBUS)引脚111、第一正数据线(D+)引脚112、第一负数据线(D-)D-引脚113、第一通用输入输出(GPIO)引脚114和身份识别线(ID)引脚115，还包括一接地(GND)引脚。正常工作时，微控制器11的第一VBUS管脚111的电压为5V。所述OTG接口13包括第二VBUS引脚131、第二D+引脚132和第二D-引脚133，还包括一GND引脚。所述USB接口14包括第三VBUS引脚141、第三D+引脚142和第三D-引脚143，还包括一GND引脚。OTG接口13在正常工作时，其第二VBUS引脚131的电压为5V。USB接口14在正常工作时，其第三VBUS引脚141的电压为5V。所述切换开关芯片12包括控制端121、第一输入端122、第二输入端123、第一输出端124、第二输出端125、第三输出端126和第四输出端127。

所述电源电压供给电路15的输出端分别连接微控制器11的第一VBUS引脚111所述OTG接口13的第二VBUS引脚131。电源电压供给电路15的主要作用是为微控制器11提供USB，OTG子功能模块的工作电压(通常为5V)，并为OTG接口13供给5V的工作电压，以实现为OTG接口13连接的OTG设备17进行充电。

所述切换开关芯片12的第一输入端122连接所述微控制器11的第一D+引脚112，所述第二输入端123连接所述微控制器11的第一D-引脚113，所述切换开关芯片12的第一输出端124连接所述OTG接口13的第二D+引脚132，所述第二输出端125连接所述OTG接口13的第二D-引脚133，所述第三输出端126连接所述USB接口14的第三D+引脚142，所述第四输出端127连接所述USB接口14的第三D-引脚143，所述第一GPIO引脚114与所述切换开关芯片12的控制端121连接。切换开关芯片12主要起到将OTG接口13或者是USB接口14与微控制器11相连通的桥梁作用。

所述分压电路16的输入端161连接所述USB接口14的第三VBUS引脚141，所述分压电路16的输出端162连接所述微控制器11的ID引脚115，所述分压电路16还具有一接地端GND。其中，显然地，所述ID引脚115的电压等于所述分压电路16的输出端162的电压。

在默认状态下，OTG接口13连接有OTG外接设备17(例如摄像头、鼠标)，例如在车载后视镜系统中，OTG接口13连接的OTG设备17可以是摄像头，这样可以对车后的环境进行实时录像。而所述USB接口14是浮空的，未插入USB数据线，不连接主设备Host(例如电脑)，USB接口14的第三VBUS引脚141处无电压输入，微控制器11的ID引脚115的电压被分压电路的接地端拉为低电平。

当所述微控制器11检测到所述ID引脚115的电压为低电平时(即，所述分压电路16的输出端162的电压为低电平时)，所述微控制器11通过所述第一GPIO引脚114输出第一控制信号至所述切换开关芯片12，所述第一控制信号用于控制所述切换开关芯片12的第一输入端122与所述第一输出端124连通，以及控制所述切换开关芯片12的第二输入端123与所述第二输出端125连通，这样微控制器11的第一D+引脚112就与所述OTG接口13的第二D+引脚132连通，微控制器11的第一D-引脚113就与所述OTG接口13的第二D-引脚133连通，所述微控制器11的工作模式为USB OTG模式。OTG模式为所述微控制器11的默认工作状态。

而当所述微控制器11有下载升级软件、调试、访问文件或生产需要时，可以从USB接口14处插入USB数据线，使所述USB接口14与主机设备(例如台式电脑、笔记本电脑、平板电脑、超级本等PC设备)连接。此时，所述USB接口14的第三VBUS引脚141处从PC设备获取5V的输入电压，该电压经所述分压电路16进行分压后，所述微控制器11的ID引脚115获得高电平的电压。

当所述微控制器11检测到所述ID引脚115的电压为高电平时(即，所述分压电路16的输出端162的电压为高电平时)，所述微控制器11通过所述第一GPIO引脚114输出第二控制信号至所述切换开关芯片12，所述第二控制信号用于控制所述切换开关芯片12的第一输入端122与所述第三输出端126连通，以及控制所述切换开关芯片12的第二输入端123与所述第四输出端127连通，这样所述控制器11的第一D+引脚112就与所述USB接口14的第三D+引脚142连通，所述控制器11的第一D-引脚113就与所述USB接口14的第三D-引脚143连通，所述微控制器11的工作模式为USB模式。可选地，在此USB模式下，OTG接口13可以连接或不连接OTG外设17。在此USB模式下，PC设备可以对USB接口14进行充电，并通过USB接口14对微控制器11进行数据读取，进行实现对所述微控制器11的文件访问、下载升级、生产调试、配置等需要。此时，微控制器11充当USB设备的角色。例如微控制器11是在车载后视镜系统中，在此模式下，PC设备就可以通过所述USB接口14读取微控制器11内存储的录像文件、照片等，以及对微控制器11进行软件下载升级维护等。

而当USB数据线从USB接口14处拔出时，微控制器11的ID引脚115恢复到低电平，相关的状态恢复与上述USB OTG模式相同，在此不再赘述。

这里需要说明的是，所述切换开关芯片12的输入端、输出端并不是限定数据传输为单方向的输入或输出，其实际连接的是D+数据线或D-数据线，数据传送都是双向的，这里只是为了区分切换开关芯片12的多个端口。例如，其第一输入端122与所述第一输出端124连通时，实际上实现的是微控制器11的第一D+引脚112与OTG接口13的第二D+引脚132之间的数据双向传送。数据传送方向可以是从切换开关芯片12的第一输入端122向第一输出端124，也可以是从切换开关芯片12的第一输出端124向第一输入端122。

在图1描述的复用电路中，对所述带USB OTG功能的微控制器11拓展出1个OTG接口13和1个USB接口14，并增加一个可与OTG接口13和USB接口14选择性连接的切换开关芯片12，且在微控制器11的ID引脚115与USB接口14的VBUS引脚131之间设置分压电路16，通过对分压电路16的输出端162—即所述微控制器11的ID引脚115的电位进行监测，就可以判断所述USB接口14是否插入USB数据线而与PC连接。若ID引脚115的电位为低电平，则通过切换开关芯片12来实现所述微控制器11与OTG接口13间的数据连通，此时所述微控制器11处在USB OTG工作模式，OTG接口13连接的OTG外设17可正常工作；若ID引脚115的电位为高电平，则通过切换开关芯片12来实现所述微控制器11与USB接口14之间的数据连通，此时所述微控制器11处在USB工作模式。

可见，ID引脚115的电位高或低(或者说USB接口14是否插入有USB数据线)是该微处理器11的OTG/USB模式的变换信号。实施本申请实施例提供的OTG、USB功能复用电路，可以解决微控制器的OTG接口一直被OTG外设占用而不能使所述微控制器发挥USB功能的问题。在基本不增加电路复杂性和多增设微控制器的前提下，充分利用微控制器11的USB模式功能，为微控制器11的软件升级维护、调试、配置等提供了通道，也可在OTG设备不工作时提供微处理器内文件的读写访问接口，为生产提供方便，提高了生产效率，增加了用户体验。

请参阅图2，图2是本申请实施例公开的另一种OTG、USB功能复用电路的示意图。

如图2所示，本实施例所示的复用电路与图1所示的复用电路的整体架构及组成大体相同，具体请参看上述实施例中对图1所示复用电路的描述，在此不再赘述。

进一步地，其区别在于，图2所示的实施例中所描述的复用电路中，所述分压电路16包括第一分压电阻R1和第二分压电阻R2，所述第一分压电阻R1的第一端连接所述微控制器11的ID引脚115和第二分压电阻R2的第一端，所述第一分压电阻R1的第二端接地，所述第二分压电阻R2的第二端连接所述USB接口14的第三VBUS引脚141。显然地，所述第一分压电阻R1的第一端的电压即相当于分压电路16的输出端所输出的电压。

所述微控制器11还具有第二GPIO引脚116，当所述微控制器11检测到所述ID引脚115的电压为低电平时，所述微控制器11通过所述第二GPIO引脚116输出第三控制信号至所述电源电压供给电路15，所述第三控制信号用于控制所述电源电压供给电路15输出工作电压给所述OTG接口13，即，OTG接口13通过其第二VBUS引脚131处的电源线(VBUS)接收电源电压供给电路15提供的工作电压(5V)。

可选地，当所述微控制器11检测到所述ID引脚115的电压为高电平时，所述微控制器11通过所述第二GPIO引脚116输出第四控制信号至所述电源电压供给电路15，所述第四控制信号用于控制所述电源电压供给电路15停止输出工作电压(5V)给所述OTG接口13。

进一步地，所述电源电压供给电路15包括电源151和DC/DC转换器152，所述DC/DC转换器152用于把所述电源151提供的电压转换为5V的工作电压，以供给OTG接口13和微控制11。若电源151提供的电压低于5V，则DC/DC转换器152为升压型DC/DC转换器。若电源151提供的电压大于5V，则DC/DC转换器152为降压型DC/DC转换器。

类似地，实施本申请图2描述的复用电路，可以解决微控制器的OTG接口一直被OTG外设占用而不能使所述微控制器发挥USB功能的问题。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上对本申请实施例所提供的OTG、USB功能的复用电路进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。