一種usb接口的gpio埠轉換設備的製作方法

2023-12-01 04:04:41

一種usb接口的gpio埠轉換設備的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種USB接口的GPIO埠轉換設備，包括：嵌入式驅動板卡、接口轉換板、航空接頭和用戶操作面板。嵌入式驅動板卡通過轉換USB接口與接口轉換板連接，接口轉換板通過擴展GPIO接口與航空接頭連接，航空接頭與用戶操作面板連接。本實用新型以單片機作為主控晶片實現嵌入式驅動板卡與用戶操作面板的按鍵之間的通訊連接設備，從而解決鍵盤按鍵掃描線不能與耳機接口的地線相連的問題。
【專利說明】—種USB接口的GPIO埠轉換設備
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種計算機的USB接口擴展設備，尤其涉及一種運用於列車鍵盤的USB接口的GPIO埠轉換設備。
【背景技術】
[0002]列車鍵盤是為軌道列車所專門設計的一種鍵盤類型，列車駕駛員可以通過列車鍵盤對列車上的影視播放器進行控制操作，目前我國已經慢慢的用我們國家自己設計製造的列車鍵盤取代國外的鍵盤。但在設計過程中發現，鐵路相關的標準中規定影視播放器與列車鍵盤之間只有固定的8根信號線進行連接，採用矩陣掃描的方式按鍵的掃描線不能與地線相連，採用單純的GPIO方式，無奈主控晶片的GPIO埠不夠使用，故需要依賴USB鍵盤轉換設備。但傳統USB接口 GPIO埠設備通用性較差、支持埠數量較少，不能滿足列車鍵盤的要求。
[0003]因此，為了解決上述問題，需要對USB接口的GPIO埠轉換設備進行重新設計。實用新型內容
[0004]本實用新型的目的在於將傳統的USB接口的GPIO埠轉換設備進行改進，提供通用性更強，同時支持更多埠的轉換設備以克服現有技術所存在的上述缺點和不足。
[0005]本實用新型所需要解決的技術問題，可以通過以下技術方案來實現:
[0006]一種USB接口的GPIO埠轉換設備，其特徵在於:包括:嵌入式驅動板卡、接口轉換板、航空接頭和用戶操作面板，所述嵌入式驅動板卡通過轉換USB接口與接口轉換板連接，所述接口轉換板通過擴展GPIO接口與航空接頭連接，所述航空接頭與用戶操作面板連接。
[0007]進一步，所述接口轉換板包括:轉換USB接口、單片機、GPIO接口、音頻電路和音頻接口，所述單片機的輸入端通過GPIO接口與航空接頭連接，所述單片機的輸出端通過轉換USB接口與嵌入式驅動板卡的輸入端連接，所述音頻電路通過音頻接口與航空接頭連接。
[0008]進一步，所述單片機包括:集成收發器和主控晶片，所述集成收發器的與轉換USB接口和GPIO接口連接，接收並發送信息數據，所述主控晶片與集成收發器連接，處理信息數據。
[0009]進一步，所述嵌入式驅動板卡包括:驅動主板、PC端接口和USB通訊接口，所述驅動主板通過PC端接口與PC機連接，所述驅動主板通過USB通訊接口與轉換USB接口連接。
[0010]進一步，所述航空接頭的一端與GPIO接口和音頻接口連接，所述航空接頭的另一端與用戶操作面板連接。
[0011]進一步，所述用戶操作面板包括:按鍵鍵盤和音頻發送器，所述按鍵鍵盤的輸入端通過航空接頭和GPIO接口與單片機的輸入端連接，所述音頻發送器通過航空接頭和音頻接口與音頻電路連接。
[0012]進一步，所述單片機型號:C8051F320。[0013]本實用新型的有益效果:
[0014]以單片機作為主控晶片實現嵌入式驅動板卡與用戶操作面板的按鍵之間的通訊連接設備，從而解決鍵盤按鍵掃描線不能與耳機接口的地線相連的問題。本實用新型支持windows、linux、android環境下的即插即用。解決了目前針對某些GPIO埠資源較緊張的晶片無法擴展GPIO應用的問題。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本實用新型的結構框圖。
[0016]圖2為接口轉換板的結構圖。
[0017]圖3為本實用新型的外部結構圖。
[0018]附圖標記:
[0019]嵌入式驅動板卡100、驅動主板110、PC端接口 120和USB通訊接口 130。
[0020]接口轉換板200、轉換USB接口 210、單片機220、集成收發器221、主控晶片222、GPIO接口 230、音頻電路240和音頻接口 250。
[0021]航空接頭300、用戶操作面板400、按鍵鍵盤410、音頻發送器420和PC機500、復位600和通訊指示燈700。
【具體實施方式】
[0022]以下結合具體實施例，對本實用新型作進步說明。應理解，以下實施例僅用於說明本實用新型而非用於限定本實用新型的範圍。
[0023]實施例1
[0024]圖1為本實用新型的結構框圖、圖2為接口轉換板的結構圖、圖3為本實用新型的外部結構圖。
[0025]如圖1所示，一種USB接口的GPIO埠轉換設備，包括:嵌入式驅動板卡100、接口轉換板200、航空接頭300和用戶操作面板400。
[0026]嵌入式驅動板卡100包括:驅動主板110、PC端接口 120和USB通訊接口 130，驅動主板Iio通過PC端接口 120與PC機500連接，通過驅動主板110將數據傳輸給PC機500。驅動主板110通過USB通訊接口 130與轉換USB接口 210連接，用於接收傳輸至嵌入式驅動板卡100的數據。
[0027]接口轉換板200通過擴展GPIO接口 230與航空接頭300連接，航空接頭300與用戶操作面板400連接。
[0028]接口轉換板200包括:轉換USB接口 210、單片機220、GP10接口 230、音頻電路240和音頻接口 250。單片機210的輸入端通過GPIO接口 230與航空接頭300連接，其他設備可以通過航空接頭300與GPIO接口 230連接，從而將數據傳輸給單片機220，實現數據傳輸交互。單片機220的輸出端通過轉換USB接口 210與嵌入式驅動板卡100的入端連接。
[0029]如圖2所示，其中，單片機220包括:集成收發器221和主控晶片222，集成收發器221的與轉換USB接口 210和GPIO接口 230連接，通過GPIO接口 230接收其他設備發送來的命令，通過轉換USB接口 210來將這些命令通過主控晶片222處理後傳輸給轉換USB接口 210。主控晶片222與集成收發器221連接，將集成收發器221接收到的數據進行處理，然後再將處理後的數據傳輸給集成收發器221。
[0030]音頻電路240通過音頻接口 250與航空接頭300連接，這種連接方式可以直接通過航空接頭300與音頻發送器420連接，最效率的接收音頻信號。
[0031]航空接頭300的目的是起到一個轉接的作用，航空接頭300的一端與GPIO接口230和音頻接口 250連接，航空接頭300的另一端與用戶操作面板400連接。從而實現接口轉換板200與用戶操作面板400的數據傳輸。
[0032]其中，用戶操作面板400包括:按鍵鍵盤410和音頻發送器420，按鍵鍵盤410的輸入端通過航空接頭300和GPIO接口 230與單片機220的輸入端連接，音頻發送器420通過航空接頭300和音頻接口 250與音頻電路240連接。
[0033]如圖3所示，在外部結構連接方面，使用本實用新型上得焊盤與嵌入式驅動板卡100焊盤焊接固定，並通過螺絲使接口轉換板200與底板固定，增加連接的牢固性。接口轉換板200的轉換USB接口 210通過焊盤與USB通訊接口 130信號連接，擴展出的GPIO接口230通過航空接頭300引出，設計有復位600及通訊指示燈700用以指示板卡工作狀態。
[0034]本實用新型的運行方式是用戶通過按鍵鍵盤410或是音頻發送器420來下達命令，命令數據通過與用戶操作面板400連接的航空接頭300進行繼續傳輸。航空接頭300與GPIO接口 230和音頻接口 250連接；將擴展出的GPIO信號引出。然後命令數據進入接口轉換板200後，通過板卡上的單片機220進行處理以標準的USB HID鍵盤的字符格式發送給嵌入式驅動板卡100或PC機500。
[0035]傳統的設備只能直接與嵌入式驅動板卡100或PC機500連接，導致GPIO接口 230稀缺的問題。但本實用新型則通過航空接頭300和接口轉換板200進行組合，使得GPIO接口 230可以無限擴展，解決了目前針對某些GPIO埠資源較緊張的晶片無法擴展GPIO應用的問題，同時滿足不同情況下的各種要求。
[0036]本實用新型部分設備型號:
[0037]單片機型號:C8051F320
[0038]航空接頭:15EDG-3.81
[0039]以上對本實用新型的【具體實施方式】進行了說明，但本實用新型並不以此為限，只要不脫離本實用新型的宗旨，本實用新型還可以有各種變化。
【權利要求】
1.一種USB接口的GPIO埠轉換設備，其特徵在於:包括:嵌入式驅動板卡(100)、接口轉換板(200)、航空接頭(300)和用戶操作面板(400)，所述嵌入式驅動板卡(100)通過轉換USB接口(210)與接口轉換板(200)連接，所述接口轉換板(200)通過擴展GPIO接口(230)與航空接頭(300)連接，所述航空接頭(300)與用戶操作面板(400)連接。
2.根據權利要求1所述的一種USB接口的GPIO埠轉換設備，其特徵在於:所述接口轉換板(200)包括:轉換USB接口(210)、單片機(220)、GPIO接口(230)、音頻電路(240)和音頻接口(250)，所述單片機(220)的輸入端通過GPIO接口(230)與航空接頭(300)連接，所述單片機(220)的輸出端通過轉換USB接口(210)與嵌入式驅動板卡(100)的輸入端連接，所述音頻電路(240)通過音頻接口(250)與航空接頭(300)連接。
3.根據權利要求2所述的一種USB接口的GPIO埠轉換設備，其特徵在於:所述單片機(220)包括:集成收發器(221)和主控晶片(222)，所述集成收發器(221)的與轉換USB接口(210)和GPIO接口(230)連接，接收並發送信息數據，所述主控晶片(222)與集成收發器(221)連接，處理信息數據。
4.根據權利要求1所述的一種USB接口的GPIO埠轉換設備，其特徵在於:所述嵌入式驅動板卡(100)包括:驅動主板(110)、PC端接口(120)和USB通訊接口(130)，所述驅動主板(110)通過PC端接口(120)與PC機(500)連接，所述驅動主板(110)通過USB通訊接口(130)與轉換USB接口(210)連接。
5.根據權利要求1所述的一種USB接口的GPIO埠轉換設備，其特徵在於:所述航空接頭(300)的一端與GPIO接口(230)和音頻接口(250)連接，所述航空接頭(300)的另一端與用戶操作面板(400)連接。
6.根據權利要求1所述的一種USB接口的GPIO埠轉換設備，其特徵在於:所述用戶操作面板(400)包括:按鍵鍵盤(410)和音頻發送器(420)，所述按鍵鍵盤(410)的輸入端通過航空接頭(300)和GPIO接口(230)與單片機(220)的輸入端連接，所述音頻發送器(420)通過航空接頭(300)和音頻接口(250)與音頻電路(240)連接。
7.根據權利要求2所述的一種USB接口的GPIO埠轉換設備，其特徵在於:所述單片機型號:C8051F320。
【文檔編號】G06F3/02GK203773480SQ201420082156
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年2月26日 優先權日:2014年2月26日
【發明者】曾慶文, 劉世進 申請人:上海宇豐電子信息科技發展有限公司