基于usb3.0接口且兼容uart和iic的电路

专利摘要:
本实用新型公开了基于USB3.0接口且兼容UART和IIC的电路，包括集成通讯模块和与集成通讯模块连接的MCU/CPU控制单元，所述集成通讯模块包括USB接口模块、UART模块、IIC模块，所述USB接口模块、UART模块、IIC模块均连接MCU/CPU控制单元。本实用新型实现USB2.0功能并兼容UART和IIC控制电路，合理利用了USB3.0接口可兼容USB2.0功能再加上简单的控制电路实现了UART和IIC通信的需求，保持了几个接口的性能和特性。为用户和开发者提供了方便，同时节省了PCBA空间和成本、使显示器更有竞争力和吸引力，更有利于市场的推广。
公开号:CN214335503U
申请号:CN202023341124.6U
申请日:2020-12-30
公开日:2021-10-01
发明作者:张明利
申请人:Shenzhen Dewenchi Technology Innovation Co ltd；
IPC主号:G05B19-042

专利说明:
[n0001] 本实用新型涉及接口电路技术领域，尤其涉及基于USB3.0接口且兼容UART和IIC的电路。
[n0002] 随着显示器技术的突飞猛进，国内外价格竞争日趋激烈，因此国内显示器产品研发和生产厂商纷纷根据目前市场需求改变研发设计策略，以其降低成本，提高设计和生产效率增加产品竞争力。目前关于显示器带有USB2.0接口很多，但由于USB2.0接口和速率限制只能满足传统的读取USB内容和多媒体功能，无法兼容UART和IIC控制。
[n0003] 传统的USB2.0接口和UART，IIC通讯接口功能和作用:
[n0004] (1)传统的USB2.0可以连接U盘或者硬盘等设备，提前可以把东西下载到USB设备中，这样即使是没有网络也可以分享USB设备里的东西。传统的USB2.0系统可同时支持不同速率的设备，如低速的键盘、鼠标，投影仪，扫描仪，打印机，全速的ISDN、语音，高速的磁盘、图像等(仅USB2.0版本支持高速设备)。传统的USB2.0可以给外部设备提供5V电源，并且可以支持系统升级功能，
[n0005] (2)传统的UART是设备间进行异步通信的关键模块，用于控制计算机与串行设备的芯片，有时应用加入一个合适的电平转换器，如SP3232E、SP3485，UART还能用于RS-232、RS-485通信，或与计算机的端口连接。主要用于故障检测，软件升级，产品研发中的调试。传统的UART，可以连接电脑或者主机直接发送指令实现控制功能。例如:调节亮度、音量调节、信号输入等。传统的UART要接VGA座子或插座，增加成本的同时还有局限性；
[n0006] (3)传统的IIC多用于主控制器和从器件间的主从通信，在小数据量场合使用，传输距离短，任意时刻只能有一个主机等特性。主要用于在线调试，软件在线升级，自动调整白平衡，系统刷机等。
[n0007] 因此，亟待设计基于USB3.0接口且兼容UART和IIC的电路，实现三种的优缺点互补，提升接口性能。充分利用USB3.0接口本身的管脚和速率既实现了传统的USB2.0接口功能又兼容了与显示器SOC 之间的UART和IIC通信，省去了传统UART通信接口和IIC通讯相关的连接控制电路，降低了研发和加工生产的成本。
[n0008] 本实用新型的目的在于提供基于USB3.0接口且兼容UART和IIC 的电路，以解决现有技术的不足。
[n0009] 本实用新型由如下技术方案实施：基于USB3.0接口且兼容UART 和IIC的电路，包括集成通讯模块和与集成通讯模块连接的MCU/CPU 控制单元，所述集成通讯模块包括USB接口模块、UART模块、IIC模块，所述USB接口模块、UART模块、IIC模块均连接MCU/CPU控制单元。
[n0010] 优选的，所述USB接口模块、UART模块、IIC模块分别通过电阻连接MCU/CPU控制单元。
[n0011] 优选的，所述集成通讯模块与MCU/CPU控制单元连接的引脚还通过双向稳压二极管接地。
[n0012] 优选的，所述集成通讯模块通过5V直流电压供电。
[n0013] 优选的，所述集成通讯模块包括多个接地端。
[n0014] 优选的，所述USB接口模块通过5.1欧姆电阻连接MCU/CPU控制单元，所述UART模块、IIC模块均通过100欧姆电阻连接MCU/CPU 控制单元。
[n0015] 本实用新型的优点：
[n0016] 本实用新型实现USB2.0功能并兼容UART和IIC控制电路，合理利用了USB3.0接口可兼容USB2.0功能再加上简单的控制电路实现了 UART和IIC通信的需求，保持了几个接口的性能和特性。为用户和开发者提供了方便，同时节省了PCBA空间和成本、使显示器更有竞争力和吸引力，更有利于市场的推广。
[n0017] 为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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获得其他的附图。
[n0018] 图1为本实用新型实施例的基于USB3.0接口且兼容UART和IIC 的电路的原理框图；
[n0019] 图2为本实用新型实施例的基于USB3.0接口且兼容UART和IIC 的电路的具体电路图。
[n0020] 下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
[n0021] 如图1所示，基于USB3.0接口且兼容UART和IIC的电路，包括集成通讯模块1和与集成通讯模块1连接的MCU/CPU控制单元2，集成通讯模块1包括USB接口模块11、UART模块12、IIC模块13，USB 接口模块11、UART模块12、IIC模块13均连接MCU/CPU控制单元2。
[n0022] 本实施例中，USB接口模块11、UART模块12、IIC模块13分别通过电阻连接MCU/CPU控制单元2。
[n0023] 本实施例中，集成通讯模块1与MCU/CPU控制单元2连接的引脚还通过双向稳压二极管接地。
[n0024] 本实施例中，集成通讯模块1通过5V直流电压供电。
[n0025] 本实施例中，集成通讯模块1包括多个接地端。
[n0026] 本实施例中，USB接口模块11通过5.1欧姆电阻连接MCU/CPU 控制单元2，UART模块12、IIC模块13均通过100欧姆电阻连接 MCU/CPU控制单元2。
[n0027] 如图2所示，本实用新型的USB3.0接口实现USB2.0功能并兼容 UART和IIC控制电路。
[n0028] 1:当作USB2.0功能用时,外部设备插入USB接口P1时，由于 USB使用一根屏蔽的4线电缆与系统上的设备进行互联。数据传输通过D+和D-作为一组差分双绞线进行，USB接口中的+5V_USB和GND 为外接设备提供电压和电流(使用USB电源的设备称为总线供电设备，而使用自己外部电源的设备叫做自供电设备)，并且还起着检测功能。 R1和R2采用5.1R电阻连接，起到连接并有抗ESD作用。Z3和Z4是 ESD保护器件。当USB设备插入USB接口后，主机的+5V_USB电源就会通过USB连线与USB外部设备相通。当USB外设已经正常确连入USB接口，这时外设的控制芯片开始工作，并通过D+，D－向外送出数据。
[n0029] 2:当作UART功能用时,USB3.0设备或带USB接口的外部工具板插入USB接口P1时,工具与系统主机利用TX,RX通过电阻R3和R4 采用100R电阻连接协议握手成功后相互通信。Z1和Z2是ESD保护器件。UART将来自CPU等控制设备的并行数据转换为串行形式，并将其串行发送到接收UART，接收UART然后将串行数据转换回接收设备的并行数据。UART应用非常广泛，手机、工业控制、PC等
[n0030] 3:当作IIC功能用时,USB3.0设备或带USB接口的外部工具板插入USB接口P1时,IIC信号线通过电阻R5和R6采用100R连接外部设备和系统主机，Z5和Z6为ESD保护器件。IIC在数据传送(发送、接收)时，只有在SCL为低电平期间，才允许SDA上的电平改变状态； SCL为高电平期间，SDA上的数据必须保持稳定。数据线SDA和时钟线SCL两根线构成的串行总线，可发送和接收数据。
[n0031] 综上，本实用新型实现USB2.0功能并兼容UART和IIC控制电路，合理利用了USB3.0接口可兼容USB2.0功能再加上简单的控制电路实现了UART和IIC通信的需求，保持了几个接口的性能和特性。为用户和开发者提供了方便，同时节省了PCBA空间和成本、使显示器更有竞争力和吸引力，更有利于市场的推广。
[n0032] 以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

权利要求:
Claims (6)
[0001] 1.基于USB3.0接口且兼容UART和IIC的电路，其特征在于，包括集成通讯模块(1)和与集成通讯模块(1)连接的MCU/CPU控制单元(2)，所述集成通讯模块(1)包括USB接口模块(11)、UART模块(12)、IIC模块(13)，所述USB接口模块(11)、UART模块(12)、IIC模块(13)均连接MCU/CPU控制单元(2)。
[0002] 2.根据权利要求1所述的基于USB3.0接口且兼容UART和IIC的电路，其特征在于，所述USB接口模块(11)、UART模块(12)、IIC模块(13)分别通过电阻连接MCU/CPU控制单元(2)。
[0003] 3.根据权利要求1所述的基于USB3.0接口且兼容UART和IIC的电路，其特征在于，所述集成通讯模块(1)与MCU/CPU控制单元(2)连接的引脚还通过双向稳压二极管接地。
[0004] 4.根据权利要求1所述的基于USB3.0接口且兼容UART和IIC的电路，其特征在于，所述集成通讯模块(1)通过5V直流电压供电。
[0005] 5.根据权利要求1所述的基于USB3.0接口且兼容UART和IIC的电路，其特征在于，所述集成通讯模块(1)包括多个接地端。
[0006] 6.根据权利要求2所述的基于USB3.0接口且兼容UART和IIC的电路，其特征在于，所述USB接口模块(11)通过5.1欧姆电阻连接MCU/CPU控制单元(2)，所述UART模块(12)、IIC模块(13)均通过100欧姆电阻连接MCU/CPU控制单元(2)。

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同族专利:

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公开号 | 公开日

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引用文献:

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公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题

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法律状态:
2021-10-01| GR01| Patent grant|

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2021-10-01| GR01| Patent grant|

优先权:

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申请号 | 申请日 | 专利标题

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CN202023341124.6U|CN214335503U|2020-12-30|2020-12-30|基于usb3.0接口且兼容uart和iic的电路|CN202023341124.6U| CN214335503U|2020-12-30|2020-12-30|基于usb3.0接口且兼容uart和iic的电路|