一種芯片的通用輸入輸出gpio端口復用電路及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種芯片的通用輸入輸出GPIO端口復用電路及方法，用以提高主控芯片的GPIO端口的利用率，使得能夠利用有限的GPIO端口實現(xiàn)更多的功能，節(jié)省GPIO端口資源。該復用電路包括主控芯片、第一功能模塊和第二功能模塊，主控芯片的GPIO端口同時連接所述第一功能模塊的數(shù)據(jù)傳輸端口和所述第二功能模塊的數(shù)據(jù)傳輸端口；主控芯片的控制端連接所述第一功能模塊的控制端和所述第二功能模塊的控制端，控制所述第一功能模塊和所述第二功能模塊的工作狀態(tài)切換。
【專利說明】—種芯片的通用輸入輸出GPIO端口復用電路及方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于電子【技術領域】，尤其涉及一種芯片的通用輸入輸出(GPIO)端口復用電路及方法。
【背景技術】
[0002]隨著片上系統(tǒng)(SOC)的封裝越來越小，輸入輸出(IO)資源也非常寶貴，在很多功能實現(xiàn)中需要占用大量的通用輸入輸出(General Purpose Input Output, GP10)端口，如何做到利用有限GPIO端口資源實現(xiàn)更多的功能變得越來越重要。
[0003]以下舉例對GPIO端口的使用情況進行說明。
[0004]搖桿按鍵(rocker key)檢測電路一般由兩個滑線變阻器組成，在搖桿按鍵搖動的過程中，按鍵引腳之間的電阻會發(fā)生變化，通過檢測按鍵引腳之間的電阻變化情況，獲取搖桿按鍵當前輸出的按鍵值。目前，搖桿按鍵作為很多娛樂設備(如游戲設備)中必備的功能按鍵，獲取其輸出值的方式主要有以下兩種。
[0005]第一種方式:如附圖1所示，搖桿按鍵檢測電路中設置有兩個滑線變阻器，其中一個滑線變阻器的滑動端(如管腳2)隨著搖桿水平方向的滑動而變化，另一個滑線變阻器的滑動端(如管腳5)隨著搖桿垂直方向的變化而變化，通過搭建外圍分壓電路，在搖桿滑動時滑線變阻器滑動端的位置會發(fā)生改變，由于分壓作用使得滑動端電平隨之改變，此時采用兩路模擬數(shù)組轉化器分別采樣兩個滑線變阻器的滑動端電平(如Xl和Yl )，通過檢測獲得的兩個滑動端電平的變化確定搖桿滑動的方向。該實現(xiàn)方式中Xl和Yl分別占用一個GPIO端口。
[0006]第二種方式:如附圖2所示，搭建外圍分壓電路，針對搖桿按鍵檢測電路中設置的兩個滑線變阻器的每一端(如管腳1、3、4、6)設置相同的分壓電阻并連接至同一電源，在搖桿帶動滑線變阻器的滑動端(如管腳2、5)變化時，由于分壓作用滑線變阻器的端點電壓會發(fā)生改變，即連接各端點的通用GP101、GP102、GP103或GP104中有一個管腳的電平會發(fā)生改變，根據(jù)該電平變化即可確定搖桿的滑動方向。例如在滑動端向管腳4的方向滑動，且在靠近管腳4對應的滑線變阻器端點時，管腳4對應的GPIOl輸出的電平從高變?yōu)榈汀?br> [0007]可見，實現(xiàn)搖桿按鍵檢測功能需要單獨占用兩個或四個GPIO端口資源，在GPIO端口資源有限的情況下，這就可能由于GPIO端口資源有限而無法實現(xiàn)其它功能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明提供一種芯片的GPIO端口復用電路及方法，用以提高主控芯片的GPIO端口的利用率，使得能夠利用有限的GPIO端口實現(xiàn)更多的功能，節(jié)省GPIO端口資源。
[0009]本發(fā)明實施例提供的具體技術方案如下:
[0010]一種芯片的通用輸入輸出GPIO端口復用電路，包括主控芯片、第一功能模塊和第二功能模塊:
[0011]所述主控芯片的GPIO端口同時連接所述第一功能模塊的數(shù)據(jù)傳輸端口和所述第二功能模塊的數(shù)據(jù)傳輸端口；
[0012]所述主控芯片的控制端連接所述第一功能模塊的控制端和所述第二功能模塊的控制端，控制所述第一功能模塊和所述第二功能模塊的工作狀態(tài)切換。
[0013]一種采用上述的復用電路進行GPIO端口復用的方法，包括:
[0014]在主控芯片的控制端輸出為第一電平狀態(tài)時，所述主控芯片通過GPIO端口傳輸所述第一功能模塊的數(shù)據(jù)；
[0015]在所述主控芯片的控制端輸出為第二電平狀態(tài)時，所述主控芯片通過所述GPIO端口傳輸所述第二功能模塊的數(shù)據(jù)，所述第一電平狀態(tài)與所述第二電平狀態(tài)不相同。
[0016]基于上述技術方案,本發(fā)明實施例中，主控芯片的GPIO端口同時連接第一功能模塊和第二功能模塊的數(shù)據(jù)傳輸端口，主控芯片的控制端連接第一功能模塊的控制端和第二功能模塊的控制端，以能夠通過主控芯片的控制端控制第一功能模塊和第二功能模塊的工作狀態(tài)切換，在主控芯片的控制端輸出為第一電平狀態(tài)時，主控芯片通過GPIO端口傳輸?shù)谝还δ苣K的數(shù)據(jù)，而在主控芯片的控制端輸出為第二電平狀態(tài)時，主控芯片通過GPIO端口傳輸?shù)诙δ苣K的數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)第一功能模塊和第二功能模塊復用主控芯片的GPIO端口，提高了主控芯片的GPIO端口的利用率，使得能夠利用有限的GPIO端口實現(xiàn)更多的功能，節(jié)省了 GPIO端口資源。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為現(xiàn)有技術中搖桿按鍵檢測電路的第一實現(xiàn)電路示意圖；
[0018]圖2為現(xiàn)有技術中搖桿按鍵檢測電路的第二實現(xiàn)電路示意圖；
[0019]圖3為本發(fā)明實施例中芯片的GPIO端口復用電路結構框圖；
[0020]圖4a為本發(fā)明實施例中另一芯片的GPIO端口復用電路結構框圖；
[0021]圖4b為本發(fā)明實施例中另一芯片的GPIO端口復用電路結構框圖；
[0022]圖5為本發(fā)明實施例中搖桿按鍵檢測電路和視頻圖像傳感器電路復用GPIO端口的電路不意圖。
【具體實施方式】
[0023]為了提高芯片的GPIO端口的利用率，使得能夠利用有限的GPIO端口實現(xiàn)更多的功能，節(jié)省GPIO端口資源，本發(fā)明實施例提供了一種芯片的GPIO端口復用電路。
[0024]下面結合附圖對本發(fā)明優(yōu)選的實施方式進行詳細說明。
[0025]如附圖3所示，本發(fā)明實施例中，芯片的GPIO端口復用電路主要包括主控芯片301、第一功能模塊302和第二功能模塊303，其中，主控芯片301的GPIO端口同時連接第一功能模塊302的數(shù)據(jù)傳輸端口和第二功能模塊303的數(shù)據(jù)傳輸端口，主控芯片301的控制端連接第一功能模塊302的控制端和第二功能模塊303的控制端，控制第一功能模塊和第二功能模塊的工作狀態(tài)切換。
[0026]其中，如附圖4a所示，主控芯片301連接第二功能模塊303的控制端以及通過電子開關304連接第一功能模塊302的控制端，具體地，電子開關304在處于導通狀態(tài)時，GPIO端口傳輸?shù)谝还δ苣K302的數(shù)據(jù)，電子開關304在處于截止狀態(tài)時，GPIO端口傳輸?shù)诙δ苣K303的數(shù)據(jù)；或者，如附圖4b所示，主控芯片302連接第一功能模塊302的控制端以及通過電子開關連接第二功能模塊303的控制端，具體地，電子開關304在處于導通狀態(tài)時，GPIO端口傳輸?shù)诙δ苣K303的數(shù)據(jù)，電子開關304在處于截止狀態(tài)時，GPIO端口傳輸?shù)谝还δ苣K302的數(shù)據(jù)。
[0027]在一個具體實現(xiàn)中，在主控芯片301的控制端輸出為第一電平狀態(tài)時，主控芯片301通過GPIO端口傳輸?shù)谝还δ苣K302的數(shù)據(jù)；在主控芯片301的控制端輸出為第二電平狀態(tài)時，主控芯片301通過GPIO端口傳輸?shù)诙δ苣K303的數(shù)據(jù)。
[0028]較佳地，主控芯片301在檢測到第一功能模塊302的啟動信號時，主控芯片301的控制端輸出第一電平狀態(tài)；主控芯片301在檢測到第二功能模塊303的啟動信號時，主控芯片301的控制端輸出第二電平狀態(tài)。
[0029]具體地，啟動信號可以是由用戶觸發(fā)生成，例如，通過觸發(fā)設備上設置的第一功能模塊的啟動按鍵生成啟動信號，主控芯片在檢測到該啟動信號后，主控芯片的控制端輸出第一電平狀態(tài)。
[0030]其中，電子開關304可以是晶體管、場效應管、電子管等開關元件中的任意一種。
[0031]以下以一個具體的電路為例對本發(fā)明提供的GPIO端口復用的方式進行詳細說明。
[0032]如附圖5所示，該具體的電路中，第一功能模塊302為視頻圖像傳感器電路(例如互補金屬氧化物半導體(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor, CMOS)傳感器電路)，第二功能模塊303為搖桿按鍵檢測電路，此處僅以搖桿按鍵檢測電路和視頻圖像傳感器電路復用主控芯片的GPIO端口為例進行說明，實際應用中，對于其它任意電路也可以采用本發(fā)明實施例所提供的方法實現(xiàn)對GPIO端口的復用。
[0033]其中，搖桿按鍵檢測電路的數(shù)據(jù)傳輸端口連接至主控芯片的GPIO端口，該GPIO端口還與視頻圖像傳感器電路的數(shù)據(jù)傳輸端口相連接。
[0034]其中，搖桿按鍵檢測電路的數(shù)據(jù)傳輸端口為搖桿按鍵檢測電路中包含的滑線變阻器的固定端點。
[0035]該具體電路中，主控芯片的控制端連接電子開關的控制端和視頻圖像傳感器電路的控制端，電子開關的輸出端分別連接搖桿按鍵檢測電路中包含的滑線變阻器的滑動端和地。
[0036]其中，假設第一電平狀態(tài)為低電平，第二電平狀態(tài)為高電平，第一功能模塊為視頻圖像傳感器電路，第二功能模塊為搖桿按鍵檢測電路。
[0037]具體地，在主控芯片的控制端輸出為高電平時，控制與主控芯片的控制端相連接的電子開關導通，搖桿按鍵檢測電路包含的滑線變阻器的控制端經(jīng)電子開關后接地，此時搖桿按鍵檢測電路處于工作狀態(tài)，而視頻圖像傳感器電路處于非工作狀態(tài)；
[0038]在主控芯片的控制端輸出為低電平時，控制與主控芯片的控制端相連接的電子開關截止，搖桿按鍵檢測電路包含的滑線變阻器的控制端懸空，此時搖桿按鍵檢測電路處于非工作狀態(tài)，而視頻圖像傳感器電路處于工作狀態(tài)。
[0039]該具體電路中，搖桿按鍵檢測電路中包含兩個滑線變阻器，該兩個滑線變阻器的固定端點分別對應管腳1、3、4和6，滑動端分別對應管腳2和5。其中，每個固定端點通過第一電阻Rl連接至電源VCC，且每個固定端點通過第二電阻R2連接至主控芯片的GPIO端□。[0040]其中，搖桿按鍵檢測電路的管腳I連接至GP103，管腳3連接至GP104，管腳4連接至GPIOl，管腳6連接至GP102。
[0041]其中，GP101、GP102、GP103和GP104同時連接至視頻圖像傳感器電路的數(shù)據(jù)傳輸端。同時，視頻圖像傳感器電路中還有一個控制管腳SENS0R_PWDN，該SENS0R_PWDN管腳連接至主控芯片的控制端，該控制端用于控制視頻圖像傳感器電路和電子開關的工作狀態(tài)，通過控制電子開關的狀態(tài)進一步控制搖桿按鍵檢測電路的工作狀態(tài)，以實現(xiàn)兩者共同占用的GPIO端口的切換。
[0042]假設該具體實施例中，電子開關為NPN型三極管，該NPN型三極管的控制端(即基極)與視頻圖像傳感器電路的SENS0R_PWDN管腳連接(即與主控芯片的控制端連接)，該NPN型三級管的集電極與搖桿按鍵檢測電路的滑動端2和5連接，發(fā)射極接地。
[0043]其中，視頻圖像傳感器電路的SENS0R_PWDN管腳用于控制視頻圖像傳感器的工作狀態(tài)，即在該ENS0R_PWDN管腳為低電平時，視頻圖像傳感器電路處于工作狀態(tài)，而在該ENS0R_PWDN管腳為高電平時，視頻圖像傳感器電路處于非工作狀態(tài)。其中，通過主控芯片的控制端輸出的高、低電平狀態(tài)控制視頻圖像傳感器電路和搖桿按鍵檢測電路的工作狀態(tài)。
[0044]具體地，在主控芯片的控制端輸出為低電平時，即視頻圖像傳感器電路的SENS0R_PWDN管腳為低電平，該視頻圖像傳感器電路處于工作狀態(tài)，GPIOl、GP102、GP103和GP104設置為輸出狀態(tài)作為視頻圖像傳感器電路的數(shù)據(jù)輸出端。此時，由于SENS0R_PWDN管腳為低電平，NPN型三極管處于截止狀態(tài)，搖桿按鍵檢測電路的管腳2和5處于懸空狀態(tài)，搖桿按鍵檢測電路的滑動端失效，即搖桿按鍵檢測電路處于不工作狀態(tài)，即使搖桿按鍵檢測電路的滑動端滑動也不會影響視頻圖像傳感器電路的數(shù)據(jù)線的狀態(tài)。
[0045]具體地，在主控芯片的控制端輸出為高電平時，即視頻圖像傳感器電路的SENS0R_PWDN管腳為高電平，視頻圖像傳感器電路處于非工作狀態(tài)，與視頻圖像傳感器電路復用的GPIOl、GP102、GP103和GP104端口設置為輸入狀態(tài)，作為搖桿按鍵檢測電路的輸入端口。此時，由于SENS0R_PWDN管腳為高電平，NPN型三極管處于導通狀態(tài)，搖桿按鍵檢測電路的管腳2和5經(jīng)NPN型三極管后接地。若此時搖桿按鍵檢測電路的滑動端處于滑線變阻器的中間位置，在搖桿按鍵未滑動時，GP101、GP102、GP103和GP104均檢測為高電平。在搖桿按鍵的某一滑動端滑動到距某固定端點1/4距離時(以5腳對應的滑動端向4腳對應的固定端點滑動)，此時假設5腳和4腳之間的電阻為1.25K歐姆，與第一電阻構成分壓電路，假設第一電阻Rl為3.6K歐姆，第二電阻R2為100K歐姆，電源電壓為3.1伏，則GPIOl端口分壓得到的0.8伏的電壓，即此時GPIOl獲得低電平，GPIOl端口從高電平變?yōu)榈碗娖剑鶕?jù)該電平跳變即可確定搖桿按鍵的滑動方向。
[0046]基于上述技術方案,本發(fā)明實施例中，主控芯片的GPIO端口同時連接第一功能模塊和第二功能模塊的數(shù)據(jù)傳輸端口，主控芯片的控制端連接第一功能模塊的控制端和第二功能模塊的控制端，以能夠通過主控芯片的控制端控制第一功能模塊和第二功能模塊的工作狀態(tài)切換，在主控芯片的控制端輸出為第一電平狀態(tài)時，與主控芯片通過GPIO端口傳輸?shù)谝还δ苣K的數(shù)據(jù)，而在主控芯片的控制端輸出為第二電平狀態(tài)時，主控芯片通過GPIO端口傳輸?shù)诙δ苣K的數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)第一功能模塊和第二功能模塊復用主控芯片的GPIO端口，提高了主控芯片的GPIO端口的利用率，使得能夠利用有限的GPIO端口實現(xiàn)更多的功能，節(jié)省了 GPIO端口資源。[0047]顯然，本領域的技術人員可以對本發(fā)明進行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權利要求及其等同技術的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。
【權利要求】
1.一種芯片的通用輸入輸出GPIO端口復用電路，包括主控芯片、第一功能模塊和第二功能模塊，其特征在于: 所述主控芯片的GPIO端口同時連接所述第一功能模塊的數(shù)據(jù)傳輸端口和所述第二功能模塊的數(shù)據(jù)傳輸端口； 所述主控芯片的控制端連接所述第一功能模塊的控制端和所述第二功能模塊的控制端，控制所述第一功能模塊和所述第二功能模塊的工作狀態(tài)切換。
2.如權利要求1所述的復用電路，其特征在于，所述主控芯片連接所述第二功能模塊的控制端以及通過電子開關連接所述第一功能模塊的控制端，所述電子開關在處于導通狀態(tài)時，所述GPIO端口傳輸所述第一功能模塊的數(shù)據(jù)，所述電子開關在處于截止狀態(tài)時，所述GPIO端口傳輸所述第二功能模塊的數(shù)據(jù)；或者， 所述主控芯片連接所述第一功能模塊的控制端以及通過電子開關連接所述第二功能模塊的控制端，所述電子開關在處于導通狀態(tài)時，所述GPIO端口傳輸所述第二功能模塊的數(shù)據(jù)，所述電子開關在處于截止狀態(tài)時，所述GPIO端口傳輸所述第一功能模塊的數(shù)據(jù)。
3.如權利要求1或2所述的復用電路，其特征在于，所述第一功能模塊為視頻圖像傳感器電路，所述第二功能模塊為搖桿按鍵檢測電路。
4.如權利要求3所述的復用電路，其特征在于，所述搖桿按鍵檢測電路的數(shù)據(jù)傳輸端口為所述搖桿按鍵檢測電路中包含的滑線變阻器的固定端點。
5.如權利要求4所述的復用電路，其特征在于，所述主控芯片的控制端連接所述電子開關的控制端和所述視頻圖像傳感器電路的控制端，所述電子開關的輸出端分別連接所述搖桿按鍵檢測電路中包含的所述滑線變阻器的滑動端和地。
6.一種采用權利要求1所述的復用電路進行GPIO端口復用的方法，其特征在于，包括: 在所述主控芯片的控制端輸出為第一電平狀態(tài)時，所述主控芯片通過GPIO端口傳輸所述第一功能模塊的數(shù)據(jù)； 在所述主控芯片的控制端輸出為第二電平狀態(tài)時，所述主控芯片通過所述GPIO端口傳輸所述第二功能模塊的數(shù)據(jù)，所述第一電平狀態(tài)與所述第二電平狀態(tài)不相同。
7.如權利要求6所述的方法，其特征在于，所述主控芯片在檢測到所述第一功能模塊的啟動信號時，所述主控芯片的控制端輸出第一電平狀態(tài)； 所述主控芯片在檢測到所述第二功能模塊的啟動信號時，所述主控芯片的控制端輸出第二電平狀態(tài)。
8.如權利要求7所述的方法，其特征在于，所述第一功能模塊為視頻圖像傳感器電路，所述第二功能模塊為搖桿按鍵檢測電路。
9.如權利要求8所述的方法，其特征在于，所述第一電平狀態(tài)為低電平，所述第二電平狀態(tài)為高電平； 在所述主控芯片的控制端輸出為高電平時，控制與所述主控芯片的控制端相連接的電子開關導通，所述搖桿按鍵檢測電路包含的滑線變阻器的控制端經(jīng)所述電子開關后接地； 在所述主控芯片的控制端輸出為低電平時，控制與所述主控芯片的控制端相連接的電子開關截止，所述搖桿按鍵檢測電路包含的滑線變阻器的控制端懸空。
【文檔編號】G06F13/38GK103678226SQ201210359151
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2012年9月24日 優(yōu)先權日:2012年9月24日
【發(fā)明者】吳雄峰 申請人:炬力集成電路設計有限公司