[實(shí)用新型]一種GPIO復(fù)用電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220651738.0
• 申請日: 2012-12-03
• 公開（公告）號: CN203038265U
• 公開（公告）日: 2013-07-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李學(xué)賢;王金桂
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳市共進(jìn)電子股份有限公司
• 主分類號: G06F13/40
• 分類號: G06F13/40
• 代理公司: 深圳市凱達(dá)知識產(chǎn)權(quán)事務(wù)所 44256
• 代理人: 王琦

技術(shù)領(lǐng)域

?本實(shí)用新型涉及嵌入式系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種適用于嵌入式系統(tǒng)的GPIO復(fù)用電路。

背景技術(shù)

GPIO的英文全稱General-Purpose?Input/Output?Ports，中文意思是通用I/O端口。在嵌入式系統(tǒng)中，經(jīng)常需要控制許多結(jié)構(gòu)簡單的外部設(shè)備或者電路，這些設(shè)備有的需要通過CPU控制，有的需要CPU提供輸入信號。并且，許多設(shè)備或電路只要求有開/關(guān)兩種狀態(tài)就夠了，比如LED的亮與滅。對這些設(shè)備的控制，使用傳統(tǒng)的串口或者并口就顯得比較復(fù)雜，所以，在嵌入式微處理器上通常提供了一種“通用可編程I/O端口”，也就是GPIO。

一個GPIO端口至少需要兩個寄存器，一個做控制用的“通用IO端口控制寄存器”，還有一個是存放數(shù)據(jù)的“通用I/O端口數(shù)據(jù)寄存器”。數(shù)據(jù)寄存器的每一位是和GPIO的硬件引腳對應(yīng)的，而數(shù)據(jù)的傳遞方向是通過控制寄存器設(shè)置的，通過控制寄存器可以設(shè)置每一位引腳的數(shù)據(jù)流向。

然而，不是所有的處理器都能夠提供足夠的GPIO來給設(shè)計人員使用。特別是DSL網(wǎng)關(guān)產(chǎn)品應(yīng)用上，GPIO要用來作為電源指示燈(雙色)、撥號狀態(tài)燈，網(wǎng)絡(luò)連接狀態(tài)指示燈(雙色)，無線開關(guān)指示燈，無線對碼(WPS)指示燈、USB指示燈、語音通話指示燈(VOIP)、復(fù)位按鍵，無線開關(guān)按鍵，無線對碼按鍵等。當(dāng)處理器GPIO數(shù)量不夠，或者雖然GPIO數(shù)量足夠，但某些GPIO已被芯片廠商定義好作為特定的功能來用，修改其功能的軟件代碼不對外開放。此時，就可能出現(xiàn)因GPIO不夠而某些功能無法實(shí)現(xiàn)。通過外接GPIO擴(kuò)展芯片如移位寄存器來擴(kuò)展GPIO的方法雖然能夠?qū)崿F(xiàn)，但一方面需要增加擴(kuò)展芯片會增加硬件成本，且設(shè)計電路更加復(fù)雜化，另一面軟件修改較大，增加軟件開發(fā)工作量。對產(chǎn)品的市場競爭力產(chǎn)生了不利影響。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于提供一種GPIO復(fù)用電路，解決GPIO數(shù)量不足的問題，簡化硬件設(shè)計，減小產(chǎn)品研發(fā)周期和有效的降低產(chǎn)品成本，提高產(chǎn)品利潤率。

本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種GPIO復(fù)用電路，包括：按鍵電路，LED電路，以及一個與所述按鍵電路和LED電路同時連接的GPIO；所述GPIO作為按鍵電路的狀態(tài)輸入以及LED電路的狀態(tài)輸出；

所述GPIO的有效狀態(tài)為低電平狀態(tài)，GPIO與LED電路之間還串聯(lián)有限流電阻，GPIO還連接有上拉電阻。

其中，所述GPIO還連接有濾波電容。

其中，所述按鍵電路端還放置有ESD保護(hù)器件。

其中，所述限流電阻的阻值為220歐姆。

本實(shí)用新型實(shí)施例具有以下有益效果：

現(xiàn)有技術(shù)中GPIO在使用時只具有單一的輸入或者輸出狀態(tài)，而本實(shí)用新型中GPIO具有輸入和輸出兩種狀態(tài)。因而，原來兩種狀態(tài)需要兩路GPIO控制，而本實(shí)用新型中一個GPIO即可控制兩種狀態(tài)，即檢測按鍵的輸入狀態(tài)和LED指示的輸出狀態(tài)。本實(shí)用新型特別適用于某些I/O接口數(shù)量有限而要求實(shí)現(xiàn)功能較多的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計，不僅節(jié)約GPIO使用，而且減少產(chǎn)品研發(fā)周期，設(shè)計簡單實(shí)用，成本較低。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的GPIO復(fù)用電路圖。

具體實(shí)施方式

為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本實(shí)用新型。

請參閱圖1所示，本實(shí)施例中GPIO復(fù)用電路中一個GPIO同時與按鍵電路和LED電路連接，按鍵電路和LED電路分別為低電平有效。

CPU工作時對GPIO的輸入狀態(tài)檢測采用中斷或者查詢方式。由于本實(shí)施例設(shè)計為低電平有效，需要將GPIO上拉來穩(wěn)定其電平，防止誤觸發(fā)，因而GPIO連接有上拉電阻R1。當(dāng)CPU檢測到外部按鍵一個穩(wěn)定的低電平輸入信號時，即可執(zhí)行相應(yīng)控制程序來實(shí)現(xiàn)按鍵功能。按鍵一般帶有金屬材質(zhì)，為了防止ESD對GPIO的損壞，在GPIO的輸入電路端放置防ESD的尖端放電器件。

GPIO作為指示燈狀態(tài)輸出來控制LED的亮與滅，當(dāng)系統(tǒng)的某項(xiàng)功能正常工作或者異常工作時，GPIO輸出高低電平來控制LED，指示該功能的狀態(tài)。GPIO輸出為低電平時，電流流向GPIO內(nèi)部，表現(xiàn)為灌電流，而GPIO能承受的電流能力有限，一般為毫安級。因此，限流電阻R2是必須的，R2的選取太小會導(dǎo)致GPIO電流過大，R2選取太大則LED亮度不夠。設(shè)計時根據(jù)實(shí)際情況計算限流電阻R2的大小，本實(shí)施例限流電阻R2的值選取220歐姆。