Usb智能共享器的製作方法

2023-10-20 09:58:37 1

專利名稱：Usb智能共享器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及ー種計算機外部設備共享器領域，屬於USB外接設備(例如電子白板、印表機、掃描儀或存儲裝置)切換器。可支持兩臺計算機共享一臺USB外接設備，尤其適合在多媒體教室使用。
背景技術：
隨著計算機技術的發展，計算機USB外接設備種類越來越多，這些設備的大量使用已經影響了現代化的各個領域。在現代化的辦公及教學環境下，由於場地和成本等的問題，不能給每臺計算機配置一臺USB外接設備，特別是電子白板、印表機、掃描儀、繪圖儀、多功能一體機等這些成本昂貴的USB外接設備。為了解決USB外接設備資源共享的問題，提高設備利用率，開發了 USB外接設備共享器。目前，公知的USB外接設備共享器有兩種，手動機械開關控制型和計算機軟體控制型。手動機械開關控制型需要人工按動切換按鈕， 不方便後臺安裝，限制了安裝位置，操作麻煩；計算機軟體控制型需要先安裝專用的軟體，再打開該軟體界面後進行切換操作，操作複雜，成本也高，由於計算機的作業系統的不同，還存在軟體不兼容的風險。
發明內容為了克服現有的USB外接設備共享器不能實現智能化自動切換，操作複雜，成本高等問題，本實用新型提供了一種可以智能切換的USB外接設備共享器，只要第一計算機優先輸入口接入計算機USB數據信號，則自動將第一計算機優先輸入ロ的計算機USB數據信號切換連接至USB輸出口，同時自動斷開第二計算機輸入ロ的計算機USB數據信號與USB輸出口的連接，此時只允許第一計算機優先輸入口連接的計算機使用USB外接設備。切斷第一計算機優先輸入ロ與計算機的USB數據信號連接，則第二計算機輸入ロ的計算機USB數據信號與USB輸出口自動恢復連接，這時與第二計算機輸入口連接的計算機可以使用USB外接設備。這樣就能實現兩臺計算機中某ー計算機優先使用USB外接設備、兩臺計算機之間的智能切換和USB外接設備資源共享的目的。本實用新型解決其技術問題所採用的技術方案是設計一智能控制電路其基本原理框架圖如圖I所示，主要包括電源模塊、電壓比較電路、觸發控制電路和通道切換電路，第一計算機優先輸入ロ的USB電源信號和第二計算機輸入ロ的USB電源信號連接到電源模塊及電壓比較電路，輸出的+5V連接到觸發控制電路中的NE555集成電路U2的4、8引腳和通道切換電路中R9的一端及USB輸出口電源信號端，電壓比較電路輸出的比較信號Vi與觸發控制電路中的NE555集成電路U2的2、6引腳連接，觸發控制電路輸出的控制信號Vo傳入通道切換電路中的FSUSB30集成電路U3的I引腳，第一計算機優先輸入口的USB數據信號D2+、D2-和第二計算機輸入ロ的USB數據信號D1+、D1-連接到通道切換電路中的FSUSB集成電路U3，通過U3切換輸出的數據信號D+、D-連接到USB輸出口的數據信號接ロ。通過控制電路實現兩臺計算機之間相互切換，支持兩臺計算機共享一臺USB外接設備。其中電源模塊是由第一計算機優先輸入口的USB數據信號中的電源信號、第二計算機輸入口的USB數據信號中的電源信號、電容和一個ニ極管組成的供電迴路，電源模塊完成本實用新型各部分電路工作電壓的提供，第一計算機優先輸入ロ或者第二計算機輸入ロ接入USB數據信號吋，USB數據信號中的電源信號都能為整個電路供電，無需外接電源。以第一計算機優先輸入ロ接入的計算機USB數據信號中的電源信號和第二計算機輸入ロ接入的計算機USB數據信號中的電源信號作為電壓比較信號，通過電壓比較電路輸出高低電平信號傳遞給觸發控制電路；通過觸發控制電路輸出復位信號或者觸發信號輸送到通道切換電路；通道切換電路包括了一個低功耗的雙端ロ高速USB雙刀雙擲開關集成電路，接收到復位信號或者觸發信號後，實現雙通道間的快速選擇和切換。只要第一計算機優先輸入口接入計算機USB數據信號，電壓比較電路輸出高電平，觸發控制電路輸出觸發信號，通道切換電路則自動中斷USB輸出口與第二計算機輸入ロ的數據連接，並切換連接至第一計算機優先輸入ロ，此時允許與第一計算機優先輸入口連接的計算機優先使用USB外接設備；當第一計算機優先輸入口沒有計算機USB數據信號接入時，電壓比較電路輸出低電平，觸發控制電路輸出復位信號，通道切換電路則自動恢復USB輸出口與第二計算機輸入ロ的數據連接，並斷開與第一計算機優先輸入口的連接，此時允許與第二計算機輸入口連接的計算機使用USB外接設備。 本實用新型的有益效果是可支持兩臺計算機共享I臺USB外接設備，採用簡單的電子電路實現了兩臺計算機與USB外接設備連接的智能化自動切換；採用了低功率雙端ロ高速USB雙刀雙擲開關的集成電路晶片使其體積減小，能耗降低。本實用新型結構簡單、操作簡便、外形小巧、成本低廉、使用範圍廣，易於被客戶接受；其智能化自動切換，尤其適合於多媒體教室，實現臺式機電腦和筆記本電腦之間的自動切換使用，教師在上課時能更快捷的切換使用自帶筆記本電腦教學。
以下結合附圖
和實施例對本實用新型進ー步說明。圖I是本實用新型的基本原理框架圖。圖2是本實用新型電源模塊部分原理圖。圖3是本實用新型電壓比較電路部分原理圖。圖4是本實用新型觸發控制電路部分原理圖。圖5是本實用新型通道切換電路部分原理圖。圖6是本實用新型的實施例外形結構示意圖。圖7是本實用新型的實施例使用連接示意圖。圖中I. USB輸出口，2.第一計算機優先輸入口，3.第二計算機輸入口，4.機殼。
具體實施方式
在圖I中簡單的表示出了本實用新型的工作過程，從圖中可以看出，本實用新型主要由第一計算機優先輸入口(2)、第二計算機輸入口(3)、電源模塊、電壓比較電路、觸發控制電路、通道切換電路及USB輸出口(I)等部分組成。第一計算機優先輸入口(2)和第ニ計算機輸入口(3)是與計算機USB數據信號連接的USB端ロ ；電源模塊是由第一計算機優先輸入口(2)的USB數據信號中的電源信號、第二計算機輸入口(3)的USB數據信號中的電源信號、電容和一個ニ極管組成的供電迴路；電壓比較電路、觸發控制電路、通道切換電路組成了智能切換電路部分；USB輸出口(I)是與USB外接設備USB數據信號連接的USB端ロ。在圖2中，由ニ級管Dl、電解電容El、電容C4 C5組成了本實用新型的電源模塊，為其他各部分電路供電。當第二計算機輸入口(3)接入計算機USB數據信號時，無論第一計算機優先輸入口(2)是否連接計算機USB數據信號，都由第二計算機輸入口(3)USB數據信號的電源信號+5V提供工作電壓；當第二計算機輸入口(3)與計算機USB數據信號斷開連接吋，由第一計算機優先輸入口(2)USB數據信號的電源信號VCC2提供工作電壓；無需外接電源。 在圖3中，由電阻1 1、1 3、1 4、1 6、1 7、1 10及電壓比較集成電路似4組成了電壓比較電路。計算機USB數據信號中的電源信號VCC2通過電阻R3、R4輸入到U2A的同相端，+5V通過分壓電阻R6、R7輸入到U2A的反相端。同相端與反相端電壓信號進行比較，當第一計算機優先輸入口(2)與計算機USB數據信號連接吋，U2A同相端輸入電壓大於反相端輸入電壓，經電阻Rl輸出Vi為高電平；當第一計算機優先輸入口(2)沒有計算機USB數據信號吋，U2A同相端輸入電壓小於反相端輸入電壓，經電阻Rl輸出Vi為低電平。電壓比較電路輸出的高低電平信號Vi傳遞給觸發控制電路。在圖4中，由電容Cl和555定時器U2組成了觸發控制電路。電壓比較電路輸出的高低電平信號Vi輸入到NE555定時器U2的2腳觸發輸入端及6腳閾值端，NE555定時器U2的3腳輸出端輸出信號Vo。當Vi為低電平時，觸發控制電路輸出信號Vo為復位信號；當Vi為高電平時，觸發控制電路輸出信號Vo為觸發信號；復位信號或觸發信號被傳遞至通道切換電路。在圖5中，由電阻R8 R9、電容C3、高速USB雙刀雙擲開關集成電路U3、USB輸出ロ(1)USB1、第一計算機優先輸入口(2)USB3、第二計算機輸入口(3)USB2組成了通道切換電路。觸發控制電路輸出信號Vo傳遞給高速USB雙刀雙擲開關集成電路U3的I腳選擇輸入端，當觸發控制電路輸出信號Vo為觸發信號吋，高速USB雙刀雙擲開關切換至D2+、D2-，此時D+與D2+、D-與D2-導通，D+與Dl+、D-與Dl-斷開，USB輸出ロ(I)USBl與第一計算機優先輸入口(2)USB3連接，與第二計算機輸入口(3)USB2斷開，USB外接設備被第一計算機優先輸入口(2)連接的計算機使用；當觸發控制電路輸出信號Vo為復位信號吋，高速USB雙刀雙擲開關切換至Dl+、Dl-,此時D+與Dl+、D-與Dl-導通，D+與D2+、D-與D2-斷開，USB輸出口(I)USBl與第一計算機優先輸入口(2) USB3斷開，與第二計算機輸入口(3)USB2恢復連接，此時USB外接設備被第二計算機輸入ロ(3)連接的計算機使用。如圖6所示，本實用新型實施例外形結構示意圖，本實用新型電路的各個組件都焊接在ー塊PCB印刷板上，PCB印刷板放置在機殼(4)內。USB輸出口(I)、第一計算機優先輸入口(2)、第二計算機輸入口(3)露出機殼(4)。本實施例外形小巧、結構簡單、使用方便。在圖7中，本實用新型配合多媒體中央控制器使用連接示意圖，第二計算機輸入ロ(3)通過USB連接線連接至第二計算機；第一計算機優先輸入口(2)連接至中央控制器的USB外接設備控制輸出口；USB輸出口(I)連接至USB外接設備。當多媒體中央控制器的USB外接設備控制輸入口連接至計算機I時，本實用新型系統會中斷第二計算機輸入口
(3)和USB輸出口(I)之間的信號連接，並自動將第一計算機優先輸入口(2)的計算機USB信號切換連接至USB輸出ロ(I)，此時計算機I使用USB外接設備；當多媒體中央控制器的USB外接設備控制輸入端ロ與計算機I處於未連接狀態時，則第二計算機輸入口(3)與USB輸出口(I)之間的數據信號連接，此時第二計算機使用USB外接設備。在多媒體教室裡，計算機I可為教師自帶的筆記本電腦，第二計算機為教室裡的臺式機電腦。通過本實用新型完成USB外接設備使用的智能切換功能，即完成了 USB外接設備的資源共享。只需要切斷或連接第一計算機優先輸入口(2)的USB數據信號即可實現兩臺計算機間的切換，達到共享USB外接設備資源的目的。權利要求1.一種USB智能共享器，由USB輸出口、第一計算機優先輸入口、第二計算機輸入口及機殼組成，其特徵是包括電源模塊、電壓比較電路、觸發控制電路和通道切換電路，第一計算機優先輸入口的USB電源信號和第二計算機輸入口的USB電源信號連接到電源模塊及電壓比較電路，輸出的+5V連接到觸發控制電路中的集成電路U2的4、8引腳和通道切換電路中電阻R9的一端及USB輸出口電源信號端，電壓比較電路輸出的比較信號Vi與觸發控制電路中的集成電路U2的2、6引腳連接，觸發控制電路輸出的控制信號Vo傳入通道切換電路中的集成電路U3的I引腳，第一計算機優先輸入口的USB數據信號D2+、數據信號D2-和第二計算機輸入口的USB數據信號D1+、數據信號Dl-連接到通道切換電路中的集成電路U3，通過集成電路U3切換輸出的數據信號D+、數據信號D-連接到USB輸出口的數據信號接□。
2.根據權利要求I所述的USB智能共享器，其特徵是通道切換電路包括了一個低功耗的雙埠高速USB雙刀雙擲開關集成電路，可實現雙通道間的快速選擇和切換。
3.根據權利要求I所述的USB智能共享器，其特徵是電源模塊是由第一計算機優先輸入口的USB電源信號、第二計算機輸入口的USB電源信號、電容和一個二極體組成的供電迴路；當第一計算機輸入口或者第二計算機輸入口接入USB數據信號時，USB數據信號中的電源信號都能為整個電路供電，無需外接電源。
專利摘要本實用新型是一種USB智能共享器，涉及計算機外部設備共享器領域。可支持兩臺計算機共享一臺USB外接設備，主要由電源模塊、電壓比較電路、觸發控制電路和通道切換電路等部分組成。只要優先輸入口接入計算機，則該計算機自動連接和使用USB外接設備；斷開優先輸入口與計算機的連接，另一輸入口接入的計算機自動恢復連接和使用USB外接設備。本實用新型無需外接電源，其智能化切換功能，尤其適合於多媒體教室等場合，實現臺式機電腦和筆記本電腦之間的智能切換。
文檔編號G06F13/40GK202523058SQ20122006122
公開日2012年11月7日 申請日期2012年2月23日 優先權日2012年2月23日
發明者潘峰 申請人:杭州久良科技發展有限公司