适用于恶劣环境的KVM切换器的制作方法

适用于恶劣环境的kvm切换器
技术领域
1.本实用新型涉及电路领域，具体地，涉及一种适用于恶劣环境的kvm切换器，尤其是一种全国产kvm切换器。


背景技术：

2.kvm切换器又被称为多计算机控制器，一台kvm切换器可以控制2台、4台、8 台、16台或者更多的计算机或服务器，在多主机系统和多服务器机柜系统中被广泛应用。在机舱、船舱等特定的恶劣环境的计算服务器平台中，往往因为空间的限制，每台计算设备不可能都配备一台显示器、一套键盘和鼠标，因此就需要专用的kvm 切换装置把所有计算设备的vga显示接口、usb键盘和鼠标接口、甚至音频接口集中到kvm切换装置上进行不同计算设备之间的切换，以便对整个系统中的不同计算设备进行控制和管理。


技术实现要素：

3.针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种适用于恶劣环境的kvm 切换器。
4.根据本实用新型提供的一种适用于恶劣环境的kvm切换器，包括：电源电路、单片机和kvm切换电路；
5.所述电源电路的输入端连接外部电源，输出端连接所述单片机的电源输入端口；
6.所述kvm切换电路包括：vga切换电路、usb切换电路和音频切换电路；
7.所述vga切换电路连接所述单片机和多个vga设备；
8.所述usb切换电路连接所述单片机和多个usb设备；
9.所述音频切换电路连接所述单片机和多个音频设备。
10.优选地，所述电源电路包括依次串联的：整流滤波电路、dc/dc模块和ldo芯片；
11.所述整流滤波电路连接外部电源，所述ldo芯片连接所述单片机的电源输入端口。
12.优选地，所述dc/dc模块的型号包括：sn270w150t12sn
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b。
13.优选地，所述ldo芯片型号包括：xc5322mac。
14.优选地，所述vga切换电路包括：ch440g芯片；
15.每两个所述ch440g芯片的en#引脚连接所述单片机的一个io管脚；
16.每两个所述ch440g芯片的in引脚连接所述单片机的一个io管脚；
17.每两个所述ch440g芯片连接两个vga设备，其中一个所述ch440g芯片连接两个vga 设备的rgb端口，另一个所述ch440g芯片连接两个vga设备的h、v和i2c端口。
18.优选地，所述usb切换电路包括：ch448f芯片；
19.每两个所述ch448f芯片的xcn#管脚和ycn#管脚连接所述单片机的一个io管脚，每两个所述ch448f芯片的sel0管脚、sel1管脚和sel2管脚连接所述单片机的一个io 管脚；
20.每个所述ch448f芯片连接一个至八个所述usb设备。
21.优选地，所述音频切换电路包括：ch448f芯片；
22.每个所述ch448f芯片的xcn#管脚和ycn#管脚连接所述单片机的一个io管脚，每个所述ch448f芯片的sel0管脚、sel1管脚和sel2管脚连接所述单片机的一个io管脚；
23.每个所述ch448f芯片连接一个至八个所述音频设备。
24.优选地，所述单片机的型号包括：stc8f2k64s2
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lqfp44。
25.优选地，所述vga切换电路、所述usb切换电路和所述音频切换电路的数量分别为一个或多个。
26.优选地，还包括切换键和信号指示灯，所述切换键和所述信号指示灯连接所述单片机。
27.与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：
28.本实用新型的适用于恶劣环境的kvm切换器对现有kvm切换器结构进行了升级，同时全部采用了国产电子元器件，从而实现了硬件的100％国产化。所有电子元器件均采用的国产军用级或工业级电子元器件，因此环境适应性比较强，在多种恶劣环境下都能稳定地正常工作。同时提供给了多种信号的切换，可以满足用户和消费者对音频切换的需求。
附图说明
29.通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
30.图1为本实用新型的结构示意图；
31.图2为电源电路的结构示意图；
32.图3为vga切换电路的结构示意图；
33.图4为usb切换电路的结构示意图；
34.图5为音频切换电路的结构示意图。
具体实施方式
35.下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。
36.如图1所示，本实用新型提供的一种适用于恶劣环境的kvm切换器，包括：电源电路2、单片机1和kvm切换电路。电源电路的输入端连接外部电源，输出端连接单片机1的电源输入端口。
37.kvm切换电路包括：vga切换电路3、usb切换电路4和音频切换电路5。vga切换电路3连接单片机和多个vga设备，usb切换电路4连接单片机和多个usb设备，音频切换电路5连接单片机和多个音频设备。
38.本实施例是一种全国产化的软硬件协同的8路kvm切换模块，这种kvm切换模块通过切换一套usb键盘、鼠标、音频和显示器与多个主机之间的信号连接，实现计算机系统的集中数据处理和监控。
39.本实用新型的电源输入是常用的220v的交流市电，先经过常用的整流桥把交流转换成高压直流电压，然后采用四川升华的军用级国产dc/dc电源模块sn270w150t12sn
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b 把
高压直流电压转换成直流12v低压电源，然后再通过江苏展芯的国产军用级ldo把12v 电压转换成5v电压后提供给本实用新型利用。电源电路的原理如图2所示。
40.本实用新型的mcu采用宏晶科技公司的stc8f2k64s2型号的8位c51单片机，该单片机指令代码完全兼容传统8051，采用超高速8051内核(1t)，比传统8051约块12 倍以上。该单片机的详细的功能和性能参见stc8系列单片机的技术参考手册。 stc8f2k64s2单片机可以根据需要选择外部时钟源或者内部时钟源，复位可选硬件和软件复位。本实用新型中单片机的配置电路选择内部高精度时钟源作为系统时钟，复位选择硬件的上电复位。这样做的目的是减少不必要的外围电路，提高kvm切换模块的稳定性和环境适应性。该单片机的程序烧录电路采用的是宏晶科技公司推荐的rs232串口方式，利用宏晶科技公司的stc
‑
isp下载编程烧录软件进行程序烧录和调试的。同时，为了便于不同设备之间的kvm切换，通过单片机的io口进行了配置了kvm切换的开关信号和指示灯信号。
41.vga的切换控制采用的南京沁恒电子的四通道spdt单刀双掷模拟开关芯片ch440g。模拟vga信号一般有r、g、b、h、v、clk和dat等7个信号组成，由于本实用新型是8 路设备的kvm切换控制，因此需要采用8片ch440g芯片去完成8路vga的切换，vga 的控制电路见图3所示。每片ch440g可以实现2路的四个信号的切换，因此每两路vga 全信号的切换需要两片ch440g实现，8路vga信号的切换就需要8片ch440g来实现。 ch440g芯片的管脚控制真值表见表1所示。每两个芯片的管脚en#与单片机的一个io 脚相连接实现8路vga的使能的选择。每两个芯片的管脚in与单片机的一个io脚相连接实现通道的选择。
42.表1ch440g的管脚控制真值表
43.en#indadbdcdd00选择s1a选择s1b选择s1c选择s1d01选择s2a选择s2b选择s2c选择s2d1x全部断开全部断开全部断开全部断开
44.usb的切换控制采用南京沁恒电子的双通道spot单刀八掷模拟开关芯片ch448f。ch448芯片支持差分信号，由于本实用新型是8路设备的kvm切换控制，每个设备有2 路usb信号需要切换，因此需要采用2片ch448f芯片去完成16路usb信号的切换，usb 的控制电路见图4所示。每片ch448f的xcn#和ycn#管脚连接单片机的io管脚实现芯片的使能，每片ch448f的sel0、sel1和sel2管脚连接单片机的io管脚实现通道的选择。ch448f芯片的管脚控制真值表见表2所示。大部分的计算设备具有audio的音频接口，因此本实用新型添加了音频audio的切换控制。
45.表2ch448f的管脚控制真值表
46.[0047][0048]
音频的切换控制也采用南京沁恒电子的ch448f芯片来实现。因为音频一般是左右声道的音频信号，所以本实用新型的8路音频信号可以采用一片ch448f就可以实现音频的切换功能，音频的控制电路见图5所示。
[0049]
本实用新型还包括切换键和信号指示灯，切换键和信号指示灯连接单片机，通过按下切换键执行对应的切换功能，并通过信号灯进行指示。
[0050]
本实用新型采用到年底电子元器件明细表如下：
[0051]
[0052][0053]
在本技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
[0054]
以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。在不冲突的情况下，本技术的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。