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CN103326210B - 一种可切换的多功能电缆 - Google Patents

一种可切换的多功能电缆 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种可切换的多功能电缆，包括USB接头、microUSB接头、整流元件、存储模块、切换器和切换器控制模块，所述的切换器分别连接USB接头、microUSB接头和存储模块，所述的切换器控制模块分别连接USB接头和microUSB接头，所述的整流元件连接在USB接头和microUSB接头间；切换器控制模块根据USB接头和microUSB接头的电源连接状态向切换器发送控制信号，控制切换器内各开关的打开或闭合，实现USB存储器、microUSB存储器或USB-microUSB电缆的功能。与现有技术相比，本发明具有功能多样、使用方便、可切换等优点。

Description

一种可切换的多功能电缆
技术领域
本发明涉及一种总线连接设备，尤其是涉及一种可切换的多功能电缆。
背景技术
PC和平板电脑(Tablet)的USB接口是不一样的，PC采用USB标准A的接口，而Tablet采用microUSB的B接口。所以一种USB接头的记忆片只能使用有对应标准的PC或Tablet。例如具有USB标准A的接头的U盘不能直接连接Tablet，需要通过OTG适配电缆间接连接。而且OTG适配电缆不能直接用于为PC和Tablet之间的数据链接或充电，需要另外的USB-microUSB电缆。
所以要在PC和Tablet间进行数据传输时，需要用到三种设备：PC适用的U盘、Tablet适用的U盘以及PC和Tablet之间的数据连接线，使用繁琐，如图1所示。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种功能多样、使用方便的可切换的多功能电缆。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种可切换的多功能电缆，包括USB接头、microUSB接头、整流元件、存储模块、切换器和切换器控制模块，所述的切换器分别连接USB接头、microUSB接头和存储模块，所述的切换器控制模块分别连接USB接头和microUSB接头，所述的整流元件连接在USB接头和microUSB接头间：
切换器控制模块根据USB接头和microUSB接头的电源连接状态向切换器发送控制信号，控制切换器内各开关的打开或闭合，实现USB存储器、microUSB存储器或USB-microUSB电缆的功能。
所述的切换器包括第一切换开关、第二切换开关和第三切换开关，所述的第一切换开关的两端分别连接microUSB接头和USB接头，所述的第二切换开关的两端分别连接USB接头和存储模块，所述的第三切换开关的两端分别microUSB接头和存储模块。
所述的整流元件包括二极管或MOS管，所述的切换器控制模块连接二极管的阳极或MOS管的漏极。
所述的存储模块包括记忆体、记忆卡插槽或USB接口。
所述的存储模块直接与USB接头连接。
所述的存储模块为记忆卡插槽，该记忆卡插槽上设有记忆卡检测单元，所述的记忆卡检测单元与切换器控制模块连接。
还包括ID信号手动开关，该ID信号手动开关连接在microUSB接头和切换器控制模块之间。
所述的切换器包括第一选择器和第二选择器，所述的第一选择器分别连接切换器控制模块、microUSB接头和存储模块，所述的第二选择器分别连接切换器控制模块、USB接头和存储模块。
所述的第一选择器和第二选择器的型号相同，且第一选择器和第二选择器交错排列。
所述的切换器控制模块内设有第一控制单元和第二控制单元，所述的第一控制单元的输出端分别连接第二控制单元的输入端和第二选择器，所述的第二控制单元的输出端连接第一选择器。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1)本发明具有多种功能，所以用户只需带一根电缆就可完成USB、microUSB、PC与平板间连接或充电等功能，总体积和总重量较少，使用更加方便。
2)切换器控制模块可通过判断是否存在供应电源控制切换器的开关；
3)本发明多功能电缆可作为记忆体、也可作为总线接口与其他设备连接;
4)本发明的切换器也可采用两个交错排列的选择器实现，电路结构简单。
附图说明
图1为现有数据线的连接示意图;
图2为本发明的结构示意图;
图3为本发明的第二种结构示意图;
图4为本发明的第三种结构示意图;
图5为本发明的第四种结构示意图;
图6为本发明各状态间的转移示意图;
图7为本发明的第五种结构示意图;
图8为本发明的第六种结构示意图;
图9为本发明的第七种结构示意图;
图10为本发明的第八种结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
如图2所示，一种可切换的多功能电缆，包括USB接头1、microUSB接头2、整流元件3、存储模块4、切换器SW1和切换器控制模块5，所述的切换器SW1分别连接USB接头1、microUSB接头2和存储模块4，所述的切换器控制模块5分别连接USB接头1和microUSB接头2，所述的整流元件3连接在USB接头1和microUSB接头2间。本实施例中，存储模块4为记忆体。
所述的切换器1包括第一切换开关SW1-1、第二切换开关SW1-2和第三切换开关SW1-3，所述的第一切换开关SW1-1的两端分别连接microUSB接头2和USB接头1，所述的第二切换开关SW1-2的两端分别连接USB接头1和存储模块4，所述的第三切换开关SW1-3的两端分别microUSB接头2和存储模块4。
该多功能电缆可通过确认有没有从上流接口的电源，设定下流设备的识别信号和下流设备的电源作为多功能电缆的主电源。
在USB接头接到PC和microUSB接头接到Tablet同时产生时，不能判断从哪一侧供电，还是不能实现从USB接头到microUSB接头的供电。所以在USB接头1和microUSB接头2之间USB总线电源上安排整流作用的整流元件3，例如二极管或MOS管，使该电缆只能从USB接头到microUSB接头产生电流。
如果USB接头没供电的话，切换器控制装模块根据microUSB接头的识别信号(ID信号)来判断microUSB接头是否连接有供电电源，若ID信号为H(5V)，则microUSB接头有连接至Tablet，Tablet输出总线电源。
如果有从USB接头来的总线电源的话，不需要从microUSB接头来总线电源。所以ID信号不需要控制，以后Tablet会停止输出USB总线电源并且接受USB总线电源。
切换器控制模块通过二极管的阳极端的USB总线电源信号、由microUSB接头2来的ID信号控制切换器的开关状态，实现USB存储器(第二切换开关SW1-2闭合)、microUSB存储器(第三切换开关SW1-3闭合)或USB-microUSB电缆(第一切换开关SW1-1闭合)的功能。
USB接头和microUSB接头均可支持USB2.0，USB2.0的DP/DM信号可在多功能电缆中传输。
本实施例中，切换器控制模块5以从microUSB接头来的ID信号和从USB接头来的USB总线电源信号作为控制信号，根据表1进行开关切换。表中OPEN表示断开，GND表示接地。
表1
实施例2
如图3所示，本实施例的多功能电缆USB接头1、microUS接头2、整流元件3、存储模块4、切换器SW1和切换器控制模块5，还包括ID信号手动开关SW2，该ID信号手动开关连接在microUSB接头2和切换器控制模块5之间，其余同实施例1。切换器控制模块通过确认手动开关状态以及从USB接头来的USB总线电源来作为控制信号，根据表2进行开关切换。
表2
实施例3
如图4所示，本实施例的多功能电缆USB接头1、microUSB接头2、整流元件3、存储模块4、切换器SW1、切换器控制模块5和ID信号手动开关SW2，存储模块4为记忆卡插槽，该记忆卡插槽上设有记忆卡检测单元，所述的记忆卡检测单元与切换器控制模块5连接，检测是否插入可移动存储卡6。其余同实施例2。切换器控制模块以手动开关状态、从USB接头来的USB总线电源以及记忆卡检测单元的检测信号(Detect)来作为控制信号，根据表3进行开关切换。
表3
实施例4
如图5所示，本实施例的多功能电缆USB接头1、microUSB接头2、整流元件3、存储模块4、切换器SW1和切换器控制模块5，存储模块4为记忆卡插槽，该记忆卡插槽上设有记忆卡检测单元，所述的记忆卡检测单元与切换器控制模块5连接，检测是否插入可移动存储卡6。其余同实施例1。切换器控制模块以ID信号、从USB接头来的USB总线电源信号以及记忆卡检测单元的检测信号Detect作为控制信号。图6和表4显示了该多功能电缆各状态间的转移情况。
表4
实施例5
如图7所示，本实施例的可切换的多功能电缆，包括USB接头1、microUSB接头2、整流元件3、存储模块4、切换器SW1和切换器控制模块5，存储模块4为记忆卡插槽，该记忆卡插槽上设有记忆卡检测单元，所述的记忆卡检测单元与切换器控制模块5连接，检测是否插入可移动存储卡6。USB接头支持USB3.0，但microUSB接头只支持USB2.0，这时，多功能电缆上的切换器只需支持USB2.0的DP/DM信号，USB3.0的SSTX/SSRX信号直接从USB接头连接至存储模块，一侧的接头支援界面是另一侧的向上兼容时，向上兼容的界面不通过切换器直接连接到存储模块。其余同实施例4。
实施例6
如图8所示，本实施例的可切换的多功能电缆，包括USB接头1、microUSB接头2、整流元件3、存储模块4、切换器SW1和切换器控制模块5，存储模块4为USB接口，可用于连接USB设备。其余同实施例5。
实施例7
如图9所示，本实施例的可切换的多功能电缆，包括USB接头1、microUSB接头2、整流元件3、存储模块4、切换器和切换器控制模块5，切换器包括第一选择器MUX#1和第二选择器MUX#2，切换器控制模块5只输出一个控制信号分别连接至MUX#1和MUX#2的SEL接口，控制两个选择器的开关导通情况，如表5所示。MUX#1的AP/AM接口与microUSB接头连接，MUX#2的AP/AM接口与USB接头连接，MUX#1的CP/CM接口和MUX#2的BP/BM接口均与存储模块连接。所述的第一选择器和第二选择器的型号相同，且第一选择器和第二选择器交错排列，MUX#1的CP/CM和MUX#2的BP/BM相面对，相互连接时较容易且布线较短。其余同实施例1。
表5
实施例8
如图10所示，本实施例的可切换的多功能电缆，包括USB接头1、microUSB接头2、整流元件3、存储模块4、切换器和切换器控制模块5，切换器包括第一选择器MUX#1和第二选择器MUX#2。本实施例中，切换器控制模块内设有第一控制单元UnitA和第二控制单元UnitB，所述的UnitA的输出端OUT分别连接第二控制单元的输入端IN和第二选择器MUX#2，所述的UnitB的输出端OUT连接第一选择器MUX#1。UnitB只在条件满足USB-microUSB电缆时动作，其他时候直接输出从UnitA的信号。UnitA的输出信号为SEL，UnitB的输出信号为SEL1。本实施例多功能电缆的切换情况表如表6所示。
表6

Claims (10)

1.一种可切换的多功能电缆，其特征在于，包括USB接头、microUSB接头、整流元件、存储模块、切换器和切换器控制模块，所述的切换器分别连接USB接头、microUSB接头和存储模块，所述的切换器控制模块分别连接USB接头和microUSB接头，所述的整流元件连接在USB接头和microUSB接头间；
microUSB接头产生ID信号，该ID信号用于判断microUSB接头是否连接有供电电源，切换器控制模块根据USB接头的电源连接状态和microUSB接头的ID信号向切换器发送控制信号，控制切换器内各开关的打开或闭合，实现USB存储器、microUSB存储器或USB-microUSB电缆的功能。
2.根据权利要求1所述的一种可切换的多功能电缆，其特征在于，所述的切换器包括第一切换开关、第二切换开关和第三切换开关，所述的第一切换开关的两端分别连接microUSB接头和USB接头，所述的第二切换开关的两端分别连接USB接头和存储模块，所述的第三切换开关的两端分别microUSB接头和存储模块。
3.根据权利要求1所述的一种可切换的多功能电缆，其特征在于，所述的整流元件包括二极管或MOS管，所述的切换器控制模块连接二极管的阳极或MOS管的漏极。
4.根据权利要求1所述的一种可切换的多功能电缆，其特征在于，所述的存储模块包括记忆体、记忆卡插槽或USB接口。
5.根据权利要求1所述的一种可切换的多功能电缆，其特征在于，所述的存储模块直接与USB接头连接。
6.根据权利要求4所述的一种可切换的多功能电缆，其特征在于，所述的存储模块为记忆卡插槽，该记忆卡插槽上设有记忆卡检测单元，所述的记忆卡检测单元与切换器控制模块连接。
7.根据权利要求1所述的一种可切换的多功能电缆，其特征在于，还包括ID信号手动开关，该ID信号手动开关连接在microUSB接头和切换器控制模块之间。
8.根据权利要求1所述的一种可切换的多功能电缆，其特征在于，所述的切换器包括第一选择器和第二选择器，所述的第一选择器分别连接切换器控制模块、microUSB接头和存储模块，所述的第二选择器分别连接切换器控制模块、USB接头和存储模块。
9.根据权利要求8所述的一种可切换的多功能电缆，其特征在于，所述的第一选择器和第二选择器的型号相同，且第一选择器和第二选择器交错排列。
10.根据权利要求8所述的一种可切换的多功能电缆，其特征在于，所述的切换器控制模块内设有第一控制单元和第二控制单元，所述的第一控制单元的输出端分别连接第二控制单元的输入端和第二选择器，所述的第二控制单元的输出端连接第一选择器。
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