具體實(shí)施方式

現(xiàn)在將詳細(xì)說(shuō)明本總體發(fā)明概念的實(shí)施例，附圖中示出了其示例，在所有附圖中使用相同的附圖標(biāo)記來(lái)表示相同的元件。以下對(duì)實(shí)施例進(jìn)行描述，以通過(guò)參照附圖來(lái)說(shuō)明本總體發(fā)明概念。

以下將參照?qǐng)D3至圖7詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的音頻系統(tǒng)。

圖3為表示在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的音頻系統(tǒng)中的利用標(biāo)準(zhǔn)USB的外部設(shè)備的連接的框圖，圖4為表示在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的音頻系統(tǒng)中的利用串行通信的外部設(shè)備之間的連接的框圖，而圖5為表示在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的音頻系統(tǒng)中的適配器和音頻設(shè)備之間的連接的框圖。

如圖3至圖5所示，包含有外部設(shè)備100的音頻系統(tǒng)包括適配器200和音頻設(shè)備300。

外部設(shè)備100提供用于音頻設(shè)備300的接口，并且包括連接到適配器200或音頻設(shè)備300的外部設(shè)備連接模塊101。外部設(shè)備100存儲(chǔ)各種數(shù)字媒體信息，或者播放所存儲(chǔ)的數(shù)字媒體信息。

參照?qǐng)D3，外部設(shè)備100可以是使用標(biāo)準(zhǔn)USB作為外部設(shè)備連接模塊101的USB閃盤(pán)(UFD)或MP3播放器。

參照?qǐng)D4，外部設(shè)備100包括擴(kuò)展連接器。該外部設(shè)備100可以是利用32引腳連接器作為外部設(shè)備連接模塊101的基于UART通信的MP3播放器。這種MP3播放器的代表性示例為Apple?i-POD。

適配器200在一個(gè)端部包括擴(kuò)展外部連接器210，并且在另一端部包括USB連接器202。擴(kuò)展外部連接器210被連接成與外部設(shè)備100的外部設(shè)備連接模塊101相對(duì)應(yīng)。適配器200提供外部設(shè)備100和音頻設(shè)備300之間的信號(hào)連接。

參照?qǐng)D5，適配器200利用擴(kuò)展外部連接器210和USB連接器202之間的信號(hào)線，經(jīng)由USB連接器202發(fā)送/接收UART信號(hào)。因此，適配器200提供了具有32引腳連接器的外部設(shè)備100和具有USB連接器301的音頻設(shè)備300之間的信號(hào)連接。

盡管作為設(shè)置在適配器200的一個(gè)端部處的外部連接器210的示例描述了32引腳擴(kuò)展連接器，但本發(fā)明不限于此。應(yīng)該理解，可以對(duì)該擴(kuò)展連接器進(jìn)行修改，并該擴(kuò)展連接器可以被連接成與設(shè)置在外部設(shè)備100中的外部連接模塊101內(nèi)的擴(kuò)展連接器的引腳的數(shù)量相對(duì)應(yīng)。

參照?qǐng)D5，音頻設(shè)備300包括單個(gè)USB連接器301、多路復(fù)用器302、音頻控制器303、USB控制器304以及串行控制器305。音頻設(shè)備300包括主機(jī)播放器功能以及控制Apple?i-POD?MP3播放器的功能。

USB連接器301提供至直接連接到其上的外部設(shè)備100或通過(guò)適配器200連接的外部設(shè)備100的接口。多路復(fù)用器302根據(jù)音頻控制器303提供的選擇控制信號(hào)選擇USB信號(hào)線或串行信號(hào)線作為相對(duì)于USB連接器301的信號(hào)路徑。

如圖3所示，在利用標(biāo)準(zhǔn)USB作為接口的UFD?100直接連接到音頻設(shè)備300上時(shí)，從連接到汽車(chē)音響的UFD?100的內(nèi)部存儲(chǔ)空間上載數(shù)字音頻文件(數(shù)據(jù))，音頻設(shè)備300隨后對(duì)所上載的數(shù)字音頻文件進(jìn)行解碼，以通過(guò)揚(yáng)聲器系統(tǒng)輸出音頻聲音。

為此，音頻設(shè)備300具有USB主機(jī)功能。音頻設(shè)備300通過(guò)USB接口訪問(wèn)UFD?100的閃存，并讀取相應(yīng)的數(shù)據(jù)。

圖4為表示在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的音頻系統(tǒng)中的利用串行通信的外部設(shè)備的連接的框圖。具體地說(shuō)，Apple?i-POD產(chǎn)品系列的MP3播放器通過(guò)32引腳擴(kuò)展連接器連接，并在串行通信期間向UART發(fā)送歌曲信息/從UART接收設(shè)備控制信號(hào)。

在外部設(shè)備100通過(guò)USB連接器301連接時(shí)，音頻控制器303根據(jù)設(shè)備識(shí)別信息向多路復(fù)用器302提供選擇控制信號(hào)。在外部設(shè)備100為USB設(shè)備時(shí)，音頻控制器303執(zhí)行控制，以通過(guò)USB控制器304從外部設(shè)備100提供數(shù)字音頻文件。在外部設(shè)備100不是USB設(shè)備時(shí)，音頻控制器303進(jìn)行控制，以通過(guò)串行控制器305從外部設(shè)備100接收歌曲信息，并且向外部設(shè)備100提供根據(jù)用戶操作的設(shè)備控制信號(hào)，以根據(jù)設(shè)備控制信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)外部設(shè)備100。

此外，在外部設(shè)備100通過(guò)USB連接器301連接時(shí)，音頻控制器303執(zhí)行USB通信或串行通信。音頻控制器303確定外部設(shè)備100是否為USB設(shè)備，并產(chǎn)生至多路復(fù)用器302的選擇控制信號(hào)。盡管優(yōu)選的是，串行通信為UART，但本發(fā)明不限于串行通信，而是可通過(guò)多種方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行修改。

圖6為表示在根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的音頻系統(tǒng)中的適配器和音頻設(shè)備之間的連接的框圖。圖6的音頻系統(tǒng)與圖5的音頻系統(tǒng)的不同之處在于不包括多路復(fù)用器302，除此之外與5的音頻系統(tǒng)相同。因此，為了簡(jiǎn)明而省略了不必要的描述。

參照?qǐng)D6，在外部設(shè)備100通過(guò)USB連接器301連接時(shí)，音頻控制器303進(jìn)行通信，以向USB控制器304或串行控制器305提供選擇信號(hào)。然后，根據(jù)通信的接口，音頻控制器303根據(jù)外部設(shè)備100的識(shí)別信息來(lái)設(shè)置USB或串行信號(hào)線的路徑。

選擇信號(hào)是獨(dú)占地驅(qū)動(dòng)的。通過(guò)USB控制器304和串行控制器305中的一個(gè)來(lái)進(jìn)行通信，而且根據(jù)通信的結(jié)果設(shè)置信號(hào)線的路徑。

在利用選擇信號(hào)進(jìn)行通信的結(jié)果為USB時(shí)，在USB連接器301和USB控制器304之間設(shè)置USB信號(hào)線的路徑。在通信的結(jié)果不為USB時(shí)，在USB連接器301和串行控制器305之間設(shè)置串行信號(hào)線的路徑。

在設(shè)置USB信號(hào)線的路徑時(shí)，通過(guò)USB通信將USB控制器304連接到外部設(shè)備100，從外部設(shè)備100接收數(shù)字音頻文件，并對(duì)所接收的數(shù)字音頻文件進(jìn)行解碼以輸出聲音。

在設(shè)置串行信號(hào)線的路徑時(shí)，通過(guò)適配器200將串行控制器305連接到外部設(shè)備100，通過(guò)串行通信從外部設(shè)備100接收歌曲信息，并根據(jù)用戶的操作向外部設(shè)備100提供設(shè)備控制信號(hào)。

圖7為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的音頻系統(tǒng)的框圖。將參照?qǐng)D7來(lái)描述連接到音頻系統(tǒng)的外部設(shè)備100是USB設(shè)備的情況以及外部設(shè)備100不是USB設(shè)備的情況。

在外部設(shè)備100連接到USB連接器301時(shí)，音頻控制器303執(zhí)行USB或串行通信，并確定外部設(shè)備100是否為USB設(shè)備。然后，音頻控制器303產(chǎn)生至多路復(fù)用器302的對(duì)應(yīng)選擇控制信號(hào)。

多路復(fù)用器302根據(jù)接收到的選擇控制信號(hào)選擇USB信號(hào)線和串行信號(hào)線中的一個(gè)線作為針對(duì)USB連接器301的信號(hào)路徑。在多路復(fù)用器302選擇USB信號(hào)線作為信號(hào)路徑時(shí)，將USB連接器301連接到USB控制器304。在多路復(fù)用器302選擇串行信號(hào)線作為信號(hào)路徑時(shí)，將USB連接器301連接到串行控制器305。

也可以通過(guò)圖6的音頻控制器303來(lái)設(shè)置信號(hào)線路徑。因?yàn)槠洳煌巸H在于設(shè)置信號(hào)線路徑的方法，將省略其操作的詳細(xì)說(shuō)明。

當(dāng)外部設(shè)備100是USB設(shè)備時(shí)，音頻控制器303進(jìn)行控制，以通過(guò)USB控制器304來(lái)提供存儲(chǔ)在外部設(shè)備100中的數(shù)字音頻文件。

在音頻控制器303的控制下提供給USB控制器304的數(shù)字音頻文件被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器306中，并根據(jù)基于用戶操作的設(shè)備控制信號(hào)被載入到該設(shè)備中。然后，通過(guò)解碼器307對(duì)數(shù)字音頻文件進(jìn)行解碼，并通過(guò)模擬輸出單元308和揚(yáng)聲器309輸出為音頻聲音。

當(dāng)外部設(shè)備100不是USB設(shè)備時(shí)，音頻控制器303通過(guò)串行控制器305從外部設(shè)備100接收歌曲信息，并通過(guò)串行信號(hào)線將基于用戶操作的設(shè)備控制信號(hào)提供給外部設(shè)備100。

響應(yīng)于設(shè)備控制信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)外部設(shè)備100，并對(duì)所選擇的音頻文件進(jìn)行解碼以輸出對(duì)應(yīng)的聲音。通過(guò)圖6所示的Aux線將所輸出的聲音提供給模擬輸出單元308，然后通過(guò)揚(yáng)聲器309輸出音頻聲音。

如上所述，本發(fā)明的音頻系統(tǒng)可以利用汽車(chē)音響的USB連接器301，與外部設(shè)備100的通信或接口模塊規(guī)范無(wú)關(guān)地來(lái)設(shè)置特定信號(hào)線的路徑。該音頻系統(tǒng)將通過(guò)信號(hào)線的路徑設(shè)置而產(chǎn)生的設(shè)備控制信號(hào)提供給外部設(shè)備100，并從外部設(shè)備100接收數(shù)字音頻文件。然后，該音頻系統(tǒng)對(duì)數(shù)字音頻文件進(jìn)行解碼，以通過(guò)汽車(chē)音響的揚(yáng)聲器來(lái)輸出音頻聲音。

下面將參照?qǐng)D8至14詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的USB/UART公共通信系統(tǒng)。

圖8是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的USB/UART公共通信系統(tǒng)的框圖，圖9是圖8的USB/UART公共通信系統(tǒng)的電路圖。

在描述本發(fā)明的USB/UART公共通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和操作之前，首先說(shuō)明UART和USB的概念。廣泛用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ㄐ哦丝诘念?lèi)型包括UART和USB。

UART是一種異步串行通信處理器，其存在于所有計(jì)算機(jī)中，用來(lái)管理串行端口。另外，所有內(nèi)部調(diào)制解調(diào)器都包括其UART。這種UART提供到計(jì)算機(jī)的RS-232C接口，以使其可以與調(diào)制解調(diào)器或其他串行設(shè)備進(jìn)行通信，或者可以向/從調(diào)制解調(diào)器或其他串行設(shè)備發(fā)送/接收數(shù)據(jù)。

USB是一種連接外圍設(shè)備的接口規(guī)范，是由包括IBM在內(nèi)的7家公司共同提出的。USB旨在提供一種將外圍設(shè)備連接到個(gè)人計(jì)算機(jī)的公共接口。在將外圍設(shè)備連接至個(gè)人計(jì)算機(jī)時(shí)，USB可以在不需要單獨(dú)設(shè)置軟件或硬件的情況下連接這些外圍設(shè)備。因此，可以顯著地減少端口的數(shù)量。此外，USB易于安裝，并且可以減小便攜式計(jì)算機(jī)的尺寸。

參照?qǐng)D8和9，在USB/UART公共通信系統(tǒng)中，USB連接器信號(hào)線D+_RXD和USB連接器信號(hào)線D-_TXD連接在USB連接器1100的一個(gè)端口與模擬開(kāi)關(guān)1200的一個(gè)端口之間。USB連接器信號(hào)線D+_RXD與UART發(fā)送信號(hào)(TXD)端口或USB主機(jī)數(shù)據(jù)(D+)信號(hào)(HD+)端口相連。USB連接器信號(hào)線D-_TXD與UART接收信號(hào)(RXD)端口或USB主機(jī)數(shù)據(jù)(D-)信號(hào)(HD-)端口相連。

模擬開(kāi)關(guān)1200的另一個(gè)端口與UART發(fā)送信號(hào)(TXD)端口、UART接收信號(hào)(RXD)端口、HD+端口、HD-端口以及開(kāi)關(guān)選擇器SW_SEL相連。

盡管圖8中未示出，但是提供給模擬開(kāi)關(guān)1200的信號(hào)線UART_TXD、UART_RXD、USB_HD+、USB_HD-、SW_SEL、SW1、SW2和SW3可以從該系統(tǒng)的控制器提供或者提供給該系統(tǒng)的控制器。

參照?qǐng)D9，電容C1的一個(gè)端子與模擬開(kāi)關(guān)1200的第10引腳和電源VDD相連，而另一個(gè)端子與地電壓相連。電容C1減少了波動(dòng)(ripple)和噪聲，從而提供了穩(wěn)定的恒定電壓。

USB連接器1100提供了到直接連接的外部設(shè)備或通過(guò)適配器連接的外部設(shè)備的接口。另外，USB連接器1100可以是標(biāo)準(zhǔn)USB連接器或者是單獨(dú)設(shè)計(jì)的連接器。

模擬開(kāi)關(guān)1200根據(jù)開(kāi)關(guān)選擇器SW_SEL的選擇控制信號(hào)來(lái)選擇UART連接器信號(hào)線和USB連接器信號(hào)線之一作為路徑。

在開(kāi)關(guān)選擇器SW_SEL的路徑設(shè)置條件中，當(dāng)默認(rèn)USB連接器信號(hào)線D-_TXD為HIGH(3.3V)而USB連接器信號(hào)線D+_RXD為L(zhǎng)OW(0V)時(shí)，即在初始狀態(tài)時(shí)，選擇性地設(shè)置UART數(shù)據(jù)線的路徑。當(dāng)USB連接器信號(hào)線D-_TXD端口為L(zhǎng)OW(0V)而USB連接器信號(hào)線D+_RXD端口為HIGH(3.3V)時(shí)，選擇性地設(shè)置USB數(shù)據(jù)線的路徑。通過(guò)這種方式執(zhí)行USB或UART通信。

圖10是表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的USB/UART公共通信系統(tǒng)的操作的流程圖。

參照?qǐng)D10，將與模擬開(kāi)關(guān)1200相連的開(kāi)關(guān)選擇器SW_SEL設(shè)置為初始狀態(tài)，即，默認(rèn)的LOW(0V)狀態(tài)(S110)。

在開(kāi)關(guān)選擇器SW_SEL的默認(rèn)狀態(tài)下，使UART發(fā)送信號(hào)(TXD)端口和USB連接器信號(hào)線的D+_RXD端口彼此相連，并且使UART接收信號(hào)(RXD)端口和USB連接器信號(hào)線的D-_TXD彼此相連(S120)。

將UART發(fā)送信號(hào)(TXD)端口和UART接收信號(hào)(RXD)端口設(shè)置為輸入端口(INPUT)狀態(tài)，作為GPIO端口功能(S130)。

將USB主機(jī)數(shù)據(jù)(D+)信號(hào)的HD+端口和USB主機(jī)數(shù)據(jù)(D-)信號(hào)的HD-端口設(shè)置為USB端口狀態(tài)(S140)。

在此狀態(tài)下，來(lái)自外部設(shè)備的UART發(fā)送信號(hào)的TXD端口(GPIOPORT)信號(hào)以及UART接收信號(hào)的RXD端口(GPIO?PORT)信號(hào)被讀入到USB連接器1100中。將這些值與LOW(0V)狀態(tài)或HIGH(3.3V)狀態(tài)進(jìn)行比較，確定是否存在UART連接信號(hào)(S150)。

當(dāng)USB連接器1100中存在來(lái)自外部設(shè)備的UART連接信號(hào)時(shí)，通過(guò)GPIO功能將TXD端口和RXD端口改變?yōu)閁ART端口狀態(tài)(S160)。因此，可以提供UART通信(S170)。

當(dāng)不存在來(lái)自外部設(shè)備的UART連接信號(hào)時(shí)，讀取UART發(fā)送信號(hào)的TXD端口(GPIO?PORT)信號(hào)和UART接收信號(hào)的RXD端口(GPIOPORT)信號(hào)。然后，將這些值與HIGH(3.3V)狀態(tài)或LOW(0V)狀態(tài)進(jìn)行比較，確定是否存在USB連接信號(hào)(S180)。

當(dāng)在USB連接器1100中存在來(lái)自外部設(shè)備的USB連接信號(hào)時(shí)，將模擬開(kāi)關(guān)1200的開(kāi)關(guān)選擇器SW_SEL設(shè)置為HIGH(3.3V)狀態(tài)。

此時(shí)，作為USB主機(jī)數(shù)據(jù)(D+)信號(hào)的HD+端口與USB連接器信號(hào)線的D+_RXD端口相連，而作為USB主機(jī)數(shù)據(jù)(D-)信號(hào)的HD-端口與USB連接器信號(hào)線的D-_TXD端口相連(S190)。通過(guò)這種方式，可以提供USB通信(S1200)。

當(dāng)來(lái)自外部設(shè)備的信號(hào)不是USB連接信號(hào)時(shí)，確定為外部設(shè)備中不存在USB或UART連接信號(hào)。

如上所述，當(dāng)USB連接器信號(hào)線的D+_RXD為HIGH(3.3V)并且USB連接器信號(hào)線的D-_TXD為L(zhǎng)OW(0V)時(shí)，確定為存在來(lái)自外部設(shè)備的USB連接信號(hào)(插入了USB的狀態(tài))。當(dāng)USB連接器信號(hào)線的D-_TXD為HIGH(3.3V)而USB連接器信號(hào)線的D+_RXD為L(zhǎng)OW(0V)時(shí)，確定為存在來(lái)自外部設(shè)備的UART連接信號(hào)(插入了UART的狀態(tài))。

因此，來(lái)自外部設(shè)備的UART或USB連接信號(hào)的檢測(cè)條件(連接有下拉電阻的狀態(tài))滿足下表1的值。

表1

另外，外部UART設(shè)備與該USB/UART公共通信系統(tǒng)相連，將上拉電阻插入到UART_TXD和UART_RXD(UART設(shè)備的兩個(gè)信號(hào))中。在這種情況下，可以改變UART連接條件。

此時(shí)，盡管實(shí)現(xiàn)了UART連接，但是USB連接器信號(hào)線的D-_TXD可以為HIGH(3.3V)并且USB連接器信號(hào)線的D+_RXD可以為HIGH(3.3V)。因此，可以根據(jù)D-_TXD狀態(tài)對(duì)UART連接的檢測(cè)條件進(jìn)行修改，而與D+_RXD狀態(tài)(LOW或HIGH)無(wú)關(guān)。

另外，盡管以上對(duì)公共地使用GPIO端口和UART端口并且使用模擬開(kāi)關(guān)1200的微控制器單元(MCU)進(jìn)行了說(shuō)明，但是本發(fā)明也適用于公共地使用GPIO端口和UART端口并且不使用模擬開(kāi)關(guān)1200的MCU。此外，本發(fā)明可應(yīng)用于不公共地使用GPIO端口和UART端口的情況，即，UART端口被用作MCU的專(zhuān)用端口的情況。

圖11是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的公共地使用USB/UART/GPIO功能的通信系統(tǒng)的電路圖，示出了沒(méi)有使用模擬開(kāi)關(guān)的情況。圖12是表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的公共地使用USB/UART/GPIO功能的通信系統(tǒng)的操作的流程圖。

參照?qǐng)D11，GPIO_TXD端口與連接至下拉電阻的GPIO_USB_HD+端口相連，GPIO_RXD端口與連接至下拉電阻的GPIO_USB_HD-端口相連。GPIO_USB_HD+端口和GPIO_USB_HD-端口連接至USB連接器1100的一端。此時(shí)，GPIO端口執(zhí)行通用輸入/輸出端口功能。

在這種電路結(jié)構(gòu)中，當(dāng)系統(tǒng)控制器選擇UART端口和GPIO端口之一以及選擇USB端口和GPIO端口之一時(shí)，不需要使用模擬開(kāi)關(guān)。

也就是說(shuō)，在初始狀態(tài)下，外部設(shè)備的UART發(fā)送信號(hào)(TXD)端口的信號(hào)為HIGH(3.3V)并且USB設(shè)備數(shù)據(jù)(D+)的信號(hào)線為HIGH(3.3V)。

因此，可以利用TXD端口和HD+端口(即，USB主機(jī)數(shù)據(jù)(D+))的電平來(lái)容易地選擇USB或UART。

更具體地說(shuō)，參照?qǐng)D12，將GPIO_TXD端口和GPIO_RXD端口設(shè)定為GPIO輸入端口，而將GPIO_USB_HD+端口和GPIO_USB_HD-端口設(shè)定為GPIO輸入端口(S210)。

讀取GPIO_TXD(GPIO?PORT)端口和GPIO_RXD(GPIO?PORT)端口的信號(hào)電平(S220)。

當(dāng)GPIO_RXD端口為L(zhǎng)OW(0V)并且GPIO_TXD端口為L(zhǎng)OW(0V)時(shí)，確定為不存在來(lái)自外部設(shè)備的USB或UART連接信號(hào)。當(dāng)GPIO_RXD端口為HIGH(3.3V)時(shí)，確定為從外部設(shè)備連接了UART信號(hào)(S230)。當(dāng)GPIO_TXD端口為HIGH(3.3V)時(shí)，確定為從外部設(shè)備連接了USB信號(hào)(S260)。

當(dāng)來(lái)自外部設(shè)備的UART信號(hào)與USB連接器1100相連時(shí)，確定GPIO_RXD端口的狀態(tài)和GPIO_TXD端口的狀態(tài)。當(dāng)GPIO_RXD端口的狀態(tài)和GPIO_TXD端口的狀態(tài)分別為HIGH(3.3V)和LOW(0V)時(shí)，將它們的功能從GPIO功能設(shè)定為UART端口狀態(tài)(S240)。因此，使得能夠進(jìn)行UART通信(S250)。

當(dāng)來(lái)自外部設(shè)備的USB信號(hào)與USB連接器1100相連時(shí)，確定GPIO_RXD端口的狀態(tài)和GPIO_TXD端口的狀態(tài)。當(dāng)GPIO_RXD端口的狀態(tài)和GPIO_TXD的狀態(tài)分別為L(zhǎng)OW(0V)和HIGH(3.3V)時(shí)，將它們的功能從GPIO功能設(shè)定為USB端口狀態(tài)(S270)。因此，使得能夠進(jìn)行USB通信(S280)。

圖13是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的單獨(dú)使用USB/UART/GPIO功能的通信系統(tǒng)的電路圖，圖14是表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的單獨(dú)使用USB/UART/GPIO功能的通信系統(tǒng)的操作的流程圖。

參照?qǐng)D13，USB連接器信號(hào)線D+_RXD和USB連接器信號(hào)線D-_TXD連接在USB連接器1100和模擬開(kāi)關(guān)1300之間。USB連接器信號(hào)線D+_RXD連接至GPIO_A端口和UART發(fā)送信號(hào)(TXD)端口或USB主機(jī)數(shù)據(jù)(D+)信號(hào)(HD+)端口。USB連接器信號(hào)線D-_TXD連接至GPIO_B端口和UART接收信號(hào)(RXD)端口或USB主機(jī)數(shù)據(jù)(D-)信號(hào)(HD-)端口。

GPIO_A端口、GPIO_B端口、UART發(fā)送信號(hào)的TXD端口、UART接收信號(hào)的RXD端口、USB主機(jī)數(shù)據(jù)(D+)信號(hào)的HD+端口、USB主機(jī)數(shù)據(jù)(D-)的HD-端口、開(kāi)關(guān)選擇器的SW1、SW2和SW3與模擬開(kāi)關(guān)1200相連。

在這種電路結(jié)構(gòu)中，模擬開(kāi)關(guān)1200用于控制UART端口、USB端口和GPIO端口。

在初始狀態(tài)下，外部設(shè)備的UART發(fā)送信號(hào)(TXD)端口為HIGH(3.3V)而USB設(shè)備數(shù)據(jù)(D+)信號(hào)線的信號(hào)線為HIGH(3.3V)。

因此，可以利用GPIO_A和GPIO_B端口的信號(hào)電平來(lái)選擇性地提供USB或UART通信。

更具體地說(shuō)，參照?qǐng)D14，將連接至模擬開(kāi)關(guān)1200的開(kāi)關(guān)選擇器SW1、SW2和SW3設(shè)定為初始狀態(tài)，即，默認(rèn)的LOW狀態(tài)(0V)(S310)。

通過(guò)將開(kāi)關(guān)選擇器SW1設(shè)定為HIGH(3.3V)，將GPIO_A端口連接至USB連接器信號(hào)線D+_RXD，并將GPIO_B端口連接至USB連接器信號(hào)線D-_TXD(S320)。

此時(shí)，讀取GPIO_A端口和GPIO_B端口的信號(hào)電平(S330)。當(dāng)GPIO_A端口為L(zhǎng)OW(0V)且GPIO_B端口為L(zhǎng)OW(0V)時(shí)，確定為不存在來(lái)自外部設(shè)備的USB或UART連接信號(hào)。當(dāng)GPIO_B端口為HIGH(3.3V)而GPIO_A端口為L(zhǎng)OW(0V)時(shí)，確定為從外部設(shè)備連接了UART信號(hào)(S340)。當(dāng)GPIO_A端口為HIGH(3.3V)而GPIO_B端口為L(zhǎng)OW(0V)時(shí)，確定為從外部設(shè)備連接了USB信號(hào)(S370)。

當(dāng)來(lái)自外部設(shè)備的UART信號(hào)連接至USB連接器1100時(shí)，讀取GPIO_A端口和GPIO_B端口的狀態(tài)。當(dāng)GPIO_A端口和GPIO_B端口的狀態(tài)分別為L(zhǎng)OW(0V)和HIGH(3.3V)時(shí)，將模擬開(kāi)關(guān)1200的開(kāi)關(guān)選擇器SW1設(shè)定為L(zhǎng)OW(0V)而將開(kāi)關(guān)選擇器SW2設(shè)定為HIGH(3.3V)，以使UART_TXD端口和UART_RXD端口分別與D+_RXD端口和D-_TXD端口相連(S350)。因此啟動(dòng)了UART通信。

當(dāng)來(lái)自外部設(shè)備的USB信號(hào)與USB連接器1100相連時(shí)，將1.5K上拉電阻連接至HD+端口(其為USB主機(jī)數(shù)據(jù)(D+)端口)。因此，當(dāng)GPIO_A端口和GPIO_B端口的狀態(tài)分別為HIGH(3.3V)和LOW(0V)時(shí)，將模擬開(kāi)關(guān)1200的開(kāi)關(guān)選擇器SW1、SW2和SW3分別設(shè)定為L(zhǎng)OW(0V)、LOW(0V)和HIGH(3.3V)，從而將USB_HD+端口、USB_HD-端口連接至D+_RXD端口和D-_TXD端口(S380)。因此，使得能夠進(jìn)行USB通信(S390)。

下面將參照?qǐng)D15和16詳細(xì)說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的USB/UART公共通信系統(tǒng)。

圖15是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的USB/UART公共通信系統(tǒng)的框圖。下面將參照?qǐng)D9來(lái)說(shuō)明該USB/UART公共通信系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)。

參照?qǐng)D15，外部設(shè)備2100的連接器2110與連接器主體2300通過(guò)通信電纜2200相連。連接器主體2300包括音頻插孔2310和USB/UART連接器2330。

音頻插孔2310與音頻設(shè)備2400的音頻插孔連接器2410相連，而USB/UART連接器2330與音頻設(shè)備2400的USB/UART連接器2430相連。模擬音頻電路2420與音頻插孔連接器2410相連，而模擬開(kāi)關(guān)2440與USB/UART連接器2430相連。

USB連接器信號(hào)線D+_RXD和USB連接器信號(hào)線D-_TXD連接在USB/UART連接器2430和模擬開(kāi)關(guān)2440之間。USB連接器信號(hào)線D+_RXD與UART發(fā)送信號(hào)(TXD)端口或HD+端口(其為USB主機(jī)數(shù)據(jù)(D+)端口)相連。USB連接器信號(hào)線D-_TXD與UART接收信號(hào)(RXD)端口或HD-端口(其為USB主機(jī)數(shù)據(jù)(D-)端口)相連。

UART發(fā)送信號(hào)(TXD)端口、UART接收信號(hào)(RXD)端口、HD+端口、HD-端口、開(kāi)關(guān)選擇器SW_SEL與模擬開(kāi)關(guān)2440相連。

盡管在圖15中未示出，但是提供給模擬開(kāi)關(guān)2440的信號(hào)線UART_TXD、UART_RXD、USB_HD+、USB_HD-和SW_SEL可以從該系統(tǒng)的控制器提供或者提供給該系統(tǒng)的控制器。

參照?qǐng)D9，電容C1的一個(gè)端子與模擬開(kāi)關(guān)2440的第10引腳和電源VDD相連，而另一個(gè)端子與地電壓相連。電容C1減少了波動(dòng)和噪聲，從而提供了穩(wěn)定的恒定電壓。

外部設(shè)備的連接器2100提供了到直接連接的外部設(shè)備或通過(guò)適配器連接的外部設(shè)備的接口。外部設(shè)備的連接器2100可以是標(biāo)準(zhǔn)USB連接器或者是單獨(dú)設(shè)計(jì)的連接器。

通信電纜2200被設(shè)置為單根線，并且可以使用任何通信電纜。

連接器主體2300包括用于接收音頻的L和R信號(hào)的音頻插孔2310以及可以提供USB/UART公共通信連接的單個(gè)USB/UART連接器2330。

音頻設(shè)備2400表示應(yīng)用于汽車(chē)音響系統(tǒng)或家庭音響系統(tǒng)以輸出音頻/USB或音頻/UART信號(hào)的音頻設(shè)備。

模擬音頻電路2420表示其中內(nèi)置有用于實(shí)現(xiàn)模擬音頻的各種芯片的電路板。

模擬開(kāi)關(guān)2440根據(jù)開(kāi)關(guān)選擇器SW_SEL的選擇控制信號(hào)，將UART連接器信號(hào)線和USB連接器信號(hào)線之一設(shè)定為信號(hào)路徑。

在開(kāi)關(guān)選擇器SW_SEL的路徑設(shè)置條件中，當(dāng)默認(rèn)USB連接器信號(hào)線D-_TXD為HIGH(3.3V)而USB連接器信號(hào)線的D+_RXD端口為L(zhǎng)OW(0V)時(shí)，即，在初始狀態(tài)時(shí)，選擇性地設(shè)置UART數(shù)據(jù)線的路徑。當(dāng)USB連接器信號(hào)線D-_TXD為L(zhǎng)OW(0V)而USB連接器信號(hào)線的D+_RXD端口為HIGH(3.3V)時(shí)，選擇性地設(shè)置USB數(shù)據(jù)線的路徑。這樣，可以接收或發(fā)送USB或UART公共音頻信號(hào)。

在傳統(tǒng)的汽車(chē)音響或家庭音響系統(tǒng)中，USB連接器、UART連接器和音頻連接器是單獨(dú)設(shè)置的。因此，在使用USB連接器和音頻連接器的情況下，必須單獨(dú)使用USB電纜和音頻電纜。在使用UART連接器和音頻連接器的情況下，必須單獨(dú)使用UART電纜和音頻電纜。然而，根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)經(jīng)由外部設(shè)備2100的連接器2110和連接器主體3200之間的單個(gè)通信電纜2200的連接來(lái)使用單個(gè)音頻/USB/UART公共連接器，可以通過(guò)公共音頻信號(hào)線在音頻設(shè)備2400中輸出音頻/USB或音頻/UART信號(hào)。

圖16是表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的USB/UART公共通信系統(tǒng)的操作的流程圖。

將與音頻設(shè)備2400的模擬開(kāi)關(guān)2440相連的開(kāi)關(guān)選擇器SW_SEL設(shè)置為初始狀態(tài)，即，默認(rèn)的LOW(0V)狀態(tài)(S410)。

在開(kāi)關(guān)選擇器SW_SEL的默認(rèn)狀態(tài)下，使UART發(fā)送信號(hào)(TXD)端口和USB連接器信號(hào)線D+_RXD彼此相連，并且使UART接收信號(hào)(RXD)端口和USB連接器信號(hào)線D-_RXD彼此相連(S420)。

讀取GPIO_A端口和GPIO_B端口的信號(hào)電平(S430)。當(dāng)GPIO_A端口為L(zhǎng)OW(0V)且GPIO_B端口為L(zhǎng)OW(0V)時(shí)，確定為不存在來(lái)自外部設(shè)備的USB和UART連接信號(hào)。

當(dāng)GPIO_B端口為HIGH(3.3V)而GPIO_A端口為L(zhǎng)OW(0V)時(shí)，確定為從外部設(shè)備連接了UART信號(hào)(S440)。當(dāng)GPIO_A端口為HIGH(3.3V)而GPIO_B端口為L(zhǎng)OW(0V)時(shí)，確定為從外部設(shè)備連接了USB信號(hào)(S460)。

當(dāng)UART連接信號(hào)通過(guò)外部設(shè)備的連接器2110連接至USB/UART連接器2330時(shí)，在通過(guò)單根電纜2200連接的音頻/USB/UART公共連接器2310、2410、2330和2430中將UART發(fā)送信號(hào)(TXD)端口和UART接收信號(hào)(RXD)端口從GIPO功能改變?yōu)閁ART端口狀態(tài)。因此，可以在音頻設(shè)備2400中發(fā)送或接收音頻/UART信號(hào)。

當(dāng)連接至USB/UART連接器2330的信號(hào)不是來(lái)自外部設(shè)備的連接器2110的UART連接信號(hào)時(shí)，在通過(guò)單根電纜2200連接的音頻/USB/UART公共連接器2310、2410、2330和2430中讀取UART發(fā)送信號(hào)(TXD)端口(GPIO?PORT)的信號(hào)和UART接收信號(hào)(RXD)端口(GPIO?PORT)的信號(hào)。然后，通過(guò)將這些值與HIGH(3.3V)狀態(tài)和LOW(0V)狀態(tài)進(jìn)行比較來(lái)確定是否存在USB連接信號(hào)(S470)。

當(dāng)USB/UART連接器2330中存在來(lái)自外部設(shè)備的連接器2110的USB連接信號(hào)時(shí)，將模擬開(kāi)關(guān)2440的開(kāi)關(guān)選擇器SW_SEL設(shè)定為HIGH(3.3V)狀態(tài)。

此時(shí)，將USB_HD+端口(其為USB主機(jī)數(shù)據(jù)(D+)端口)與USB連接器信號(hào)線D+_RXD相連，并將USB_HD-端口(其為USB主機(jī)數(shù)據(jù)(D-)端口)與USB連接器信號(hào)線D-_TXD相連(S470)。因此，可以在音頻設(shè)備2400中發(fā)送/接收音頻/USB信號(hào)(S480)。

當(dāng)USB/UART連接器2330中不存在來(lái)自外部設(shè)備的連接器2110的USB連接信號(hào)時(shí)，確定為不存在USB和UART連接信號(hào)。

盡管以上對(duì)公共地使用GPIO端口和UART端口并且使用模擬開(kāi)關(guān)的微控制器單元(MCU)進(jìn)行了說(shuō)明，但是本發(fā)明也適用于公共地使用GPIO端口和UART端口并且不使用模擬開(kāi)關(guān)1200的MCU。此外，本發(fā)明可應(yīng)用于不公共地使用GPIO端口和UART端口的情況，即，UART端口被用作MCU的專(zhuān)用端口的情況。

本發(fā)明的音頻系統(tǒng)根據(jù)連接至USB連接器的外部設(shè)備的特定通信來(lái)設(shè)定信號(hào)線的路徑。然后，根據(jù)用戶對(duì)該音頻設(shè)備的操作來(lái)上載存儲(chǔ)在外部設(shè)備中的數(shù)字音頻文件，從而可以從音頻設(shè)備輸出聲音。

另外，該音頻系統(tǒng)利用USB通信的USB連接器或者串行通信的擴(kuò)展連接器提供到外部設(shè)備的接口。因此，無(wú)需外部修改或安裝專(zhuān)用接口就可以使用外部設(shè)備。

此外，該USB/UART公共通信系統(tǒng)通過(guò)單個(gè)USB連接器自動(dòng)檢測(cè)USB連接信號(hào)和UART連接信號(hào)，并將該USB連接器用作公共數(shù)據(jù)信號(hào)線。因此，用戶可以公共地使用USB連接器，而與USB和UART連接信號(hào)無(wú)關(guān)。

另外，該USB/UART公共通信系統(tǒng)可以通過(guò)使用經(jīng)由單根電纜連接的外部設(shè)備的連接器以及單個(gè)音頻/USB/UART公共連接器，通過(guò)公共音頻信號(hào)線選擇性地檢測(cè)音頻/USB或音頻/UART信號(hào)。因此，音頻設(shè)備可以通過(guò)單根電纜選擇性地輸出音頻/USB或音頻/UART信號(hào)。

盡管示出并說(shuō)明了本總體發(fā)明概念的多個(gè)實(shí)施例，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，在不脫離本總體發(fā)明概念的原理和精神的情況下，可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行改變，本總體發(fā)明概念的范圍在所附權(quán)利要求書(shū)及其等同物中進(jìn)行了限定。