一种USB转接器的制作方法

一种usb转接器
技术领域
1.本实用新型涉及数据传输领域，特别涉及一种usb转接器。


背景技术：

2.航空ipt(intergrate procedure trainer，综合程序训练器)是一种通过多块触摸屏模拟飞机驾驶舱的面板，给机组人员提供地面训练的设备，又称为模拟机。触摸屏一般使用usb接线将触摸屏控制信号传输至pc主机，从而实现控制。现有的模拟机上运行的操作系统为windows 2000和windows xp，其中，windows2000不支持触摸屏，windows xp仅能支持1个触摸屏，并且不带软件校准。目前ipt设备上的每台pc主机要接多个触摸屏，因此原生的触摸屏接口无法满足使用要求。


技术实现要素：

3.本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种usb转接器，能够将多个触摸屏控制信号转换为pc主机需要的usb控制信号，使pc主机能够连接多个触摸屏，以实现一机多屏的配置。
4.根据本实用新型的实施例的usb转接器，包括从设备接头、信号线和主设备接头；从设备接头设置有usb转换电路和从设备接口，所述usb转换电路包括异步控制模块、微控模块和调压模块，所述异步控制模块设置有多个输入端，且所述异步控制模块用于接收多路输入信号，所述微控模块的输入端与所述异步控制模块的输出端连接，所述微控模块用于输出一路输出信号，所述调压模块的输出端分别与所述异步控制模块的电源端和所述微控模块的电源端连接；所述从设备接口与所述微控模块的输出端连接；多个主设备接头分别通过多条信号线与所述从设备接头连接，所述主设备接头包括主设备接口，所述主设备接口与所述异步控制模块的输出端连接。
5.根据本实用新型实施例的usb转接器，至少具有如下有益效果：多个主设备接头与多个触摸屏连接，从设备接头与pc主机连接，则将多个触摸屏控制信号通过多条信号线和主设备接口传输至从设备接头上的usb电路，usb转换电路通过异步控制模块和微控模块将多路触摸屏控制信号转换为一路pc主机能够接收的信号，并从从设备接口输出至pc主机，使得pc主机能够连接多个触摸屏，以实现一机多屏的配置。
6.根据本实用新型的一些实施例，所述异步控制模块的输入端上连接有第一上电复位电路。
7.根据本实用新型的一些实施例，所述异步控制模块上连接有多个发光二极管，且每一个所述发光二极管的阴极端与接地电阻连接。
8.根据本实用新型的一些实施例，所述微控模块连接有辅助检测电路、外部时钟电路、spi时钟电路和第二上电复位电路。
9.根据本实用新型的一些实施例，一条所述信号线上设置有磁环。
10.根据本实用新型的一些实施例，所述异步控制模块包括ch9350l芯片。
11.根据本实用新型的一些实施例，所述微控模块包括stm32f103c8t6芯片。
12.根据本实用新型的一些实施例，所述调压模块包括rt9013芯片。
13.根据本实用新型的一些实施例，所述rt9013芯片的输入端和输出端分别连接输入滤波电容和输出滤波电容。
14.本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
15.本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
16.图1为本实用新型实施例的usb转接器的示意图；
17.图2为本实用新型实施例的usb转接器的原理框图；
18.图3为本实用新型实施例的调压模块的电路图；
19.图4为本实用新型实施例的异步控制模块的部分电路图；
20.图5为本实用新型实施例的异步控制模块的另一部分电路图；
21.图6为本实用新型实施例的usb转换电路的微控模块的电路图。
22.附图标记：
23.从设备接头110、usb转换电路111、异步控制模块1111、微控模块1112、调压模块1113、从设备接口112；主设备接头120、主设备接口121；信号线130；磁环140。
具体实施方式
24.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
25.在本实用新型的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个及两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
26.本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。
27.参照图1和图2，在本实用新型一些实施例中，ipt的pc主机需要连接多个触摸屏，则pc主机可以通过usb转接器连接多个触摸屏。将usb转接器上的主设备接头120与触摸屏连接，则触摸屏的控制信号能够通过主设备接口121和信号线130将信号传输至usb转换电路111上，从设备接头110则与pc主机连接，需要说明的是，信号线130用于连接主设备接头120和从设备接头110，同样能够将主设备接口121和usb转换电路111连接，且usb转换电路111的输入端通过不同的信号线130连接不同主设备接口121。例如，usb转换电路111的输入端有两个，即连接有两个主设备接头120，则主设备接口121有两个，主设备接口i通过第一
信号线与usb转换电路111的第一输入端连接，主设备接口ii通过第二信号线与usb转换电路111的第二输入端连接。需要说明的是，异步控制模块1111的输入端作为usb转换电路111的输入端。
28.触摸屏控制信号进入异步控制模块1111的输入端，异步控制模块1111则对接收到的触摸屏控制信号进行处理，异步控制模块1111将触摸屏控制信号转换为串口信号并输出至微控模块1112，再由微控模块1112将串口信号转换为pc主机能够接收的usb控制信号，并通过从设备接口112传输至pc主机。
29.usb转接器能够将触摸屏控制信号转换为pc主机能够接收的usb控制信号，以实现一机多屏配置，即多个触摸屏能够通过usb转接器对pc主机进行控制。
30.例如，pc主机需连接两个触摸屏，两个主设备接头120分别连接两个触摸屏，则两个触摸屏分别将触摸屏控制信号传输至异步控制模块1111的两个输入端。异步控制模块1111将接收的两个触摸屏控制信号转换为两个串口信号，并传输至微控模块1112中。微控模块1112则对接收到的两个串口信号进行处理，将两个串口信号转换为一个pc主机能够接收的usb控制信号。调压模块1113的输出端则与微控模块1112、异步控制模块1111连接，调压模块1113为微控模块1112和异步控制模块1111提供工作电压。
31.usb转接器包括device接口、第一host接口和第二host接口，其中，第一host接口和第二host接口作为主设备接口121用于与触摸屏连接；device接口作为从设备接口112用于与pc主机连接。第一host接口通过第一信号线与usb转换电路111的异步控制模块1111的第一输入端，第二host接口则通过第二信号线与usb转换电路111的异步控制模块1111的第二输入端连接，device接口则与usb转换电路111的微控模块1112的输出端连接。
32.需要说明的是，第一信号线上设置有磁环140，磁环140作为抗干扰元件，对于高频噪声有很好的抑制作用。
33.参照图3，在本实用新型一些实施例中，usb转换电路111的调压模块1113的输入端与连接外部电源的输出端，调压模块1113的输出端则与异步控制模块1111的电源端和微控模块1112的电源端连接。调压模块1113包括rt9013芯片，rt9013芯片的输入端和输出端分别连接输入滤波电容和输出滤波电容，而输入滤波电容和输出滤波电容的另一端接地，起到稳定电压的作用。例如，rt9013芯片的输入端连接5v电压，输出端则输出3.3v电压，且输出的3.3v电压作为异步控制模块1111和微控模块1112的工作电压；在rt9013芯片的输入端连接电容c1，在rt9013芯片的输出端连接电容c2。
34.参照图4和图5，在本实用新型一些实施例中，异步控制模块1111包括ch9350l芯片，ch9350l芯片的电源端，如vdd端和vin端，连接rt9013芯片的输出端，且ch9350l芯片的电源端还与连接有滤波电容，滤波电容用于使接收的工作电压稳定。例如，采用电容c3作为滤波电容。ch9350l芯片的输入端连接usb转换电路111的输入端，如dm端和dp端则连接usb1接口，hm端和hp端连接usb2接口，需要说明的是，usb1接口和usb2接口为usb转换电路111的输入端。在usb1接口和usb2接口上都接有第一上电复位电路，第一上电复位电路采用电阻和电容串联的rc电路结构，例如，连接在usb1接口上的第一上电复位电路包括电阻r7和电容c4，其中，电阻r7的一端连接5v电压，电阻r7的另一端则连接电容c4，电阻r7的另一端与usb1接口连接并提供电压，电容c4的另一端接地；连接在usb2接口上的第一上电复位电路包括电阻r8和电容c5，其中，电阻r8的一端连接5v电压，电阻r8的另一端则连接电容c5，电
阻r8的另一端与usb2接口连接并提供电压，电容c5的另一端接地。
35.进一步地，ch9350l芯片连接有多个发光二极管，且每一个发光二极管连接一个接地电阻，具体地，接地电阻包括电阻r1、r2、r3和r4，ch9035芯片连接3个发光二极管，ch9035芯片的led0端连接发光二极管d2的阳极端，led1端连接发光二极管d3的阳极端，led2端连接发光二极管d4的阳极端。发光二极管d2的阴极端连接电阻r2，电阻r2的另一端接地；发光二极管d3的阴极端连接电阻r3，电阻r3的另一端接地；发光二极管d4的阴极端连接电阻r4，电阻r4的另一端接地。发光二极管d1的阳极端连接3.3电压，发光二极管d1的阴极端连接电阻r1，电阻r1的另一端接地。
36.ch9350l芯片可以通过led0端、led1端和led2端来指示芯片当前的工作状态，led0端、led1端和led2端的输出由发光二极管d2、d3和d4显示，即通过发光二极管是否工作来判断工作状态，如发光二极管d2用于表示ch9350l芯片工作，发光二极管d3表示usb1进行输入，发光二极管d4表示usb2进行输入，而发光二极管d1则表示调压模块1113工作。
37.参照图6，在本实用新型一些实施例中，微控模块1112包括stm32f103c8t6芯片，stm32f103c8t6芯片的输入端则与ch9350l芯片的输出端连接，如ch9350l芯片的txd端和rxd端作为ch9350l芯片的输出端，stm32f103c8t6芯片的pa9端和pa10端作为stm32f103c8t6芯片的输入端，txd端连接pa10端，rxd端连接pa9端。stm_tx表示stm32f103c8t6芯片的发送端——pa9端，stm_rx表示stm32f103c8t6芯片的接收端——pa10端。
38.进一步地，stm32f103c8t6芯片上连接有外部时钟电路，通过外部时钟电路为stm32f103c8t6芯片提供时钟信号。外部时钟电路包括晶振y1、辅助电容c6和c7，晶振y1的两端分别与辅助电容c6和c7连接，辅助电容c6和c7的另一端则接地，晶振y1的两端分别连接stm32f103c8t6芯片的osc_in端和osc_out端，晶振y1、辅助电容c6和c7作为stm32f103c8t6芯片的外部时钟源，为stm32f103c8t6芯片提供时钟信号。
39.进一步地，stm32f103c8t6芯片的boot0端连接电阻r9，boot1端连接电阻r6，电阻r6和电阻r9作为下拉电阻，用于选择stm32f103c8t6芯片的三种启动模式，例如，boot1＝x，boot0＝0，从用户闪存启动，这是正常的工作模式；boot1＝0，boot0＝1，从系统存储器启动，该模式启动的程序功能由厂家设置；boot1＝1，boot0＝1，从内置sram启动，该模式可以用于调试。需要说明的是，0、1代表低、高电平，x代表高低电平中的任一种。
40.进一步地，stm32f103c8t6芯片上连接有spi时钟电路，spi时钟电路的时钟电阻包括电阻r13和电阻r14，电阻r13的第一端和电阻r14第一端串联，且电阻r13的第二端接地，电阻r14的第二端连接3.3v电压，电阻r13的第一端和电阻r14第一端连接stm32f103c8t6芯片的spi1_sck端，即电阻r13、r14用于提供spi时钟信号。电阻r13和r14采用10k的电阻。
41.进一步地，stm32f103c8t6芯片上还连接有辅助检测电路，辅助检测电路包括电阻r11和电阻r12，电阻r11的第一端连接3.3v电压，电阻r11的第二端与电阻r12的第一端连接，电阻r12的第二端接地，电阻r11的第二端和电阻r12的第一端连接stm32f103c8t6芯片的pa3端，电阻r11和r12用于辅助对pa3端的电平检测，根据pa3端的电平可以判断stm32f103c8t6芯片对应的功能。
42.进一步地，stm32f103c8t6芯片上还连接有第二上电复位电路，第二上电复位电路包括电阻和电容串联的rc电路结构，例如，第二上电复位电路包括电阻r10和电容c8，
stm32f103c8t6芯片上的vdda端、vdd_1端、vdd_2端、vdd_3端和vbat端连接3.3v电压，并与电阻r10的第一端连接，电阻r10的第二端连接stm32f103c8t6芯片的nrst端，且电阻r10的第二端还与电容c8的第一端连接，电容c8的第二端接地。电阻r10和电容c8为stm32f103c8t6芯片提供上电复位。
43.进一步地，stm32f103c8t6芯片上的pa11端和pa12端分别作为usb_dm和usb_dp，将处理过后的信号传输至usb转换电路111的输出端。在usb转换电路111的输出端上的usb_dp线上设置有上拉电阻，选用电阻r5作为上拉电阻，电阻r5连接3.3v电压。
44.需要说明的是，3.3v电压由rt9013芯片提供，可以理解的是，需要3.3v电压的电路或模块均连接rt9013芯片的输出端。且在本实用新型实施例中的电容c1、c2、c3、c4、c5、c6、c7和c8可以采用多个电容串联或并联的方式组成，电阻r1、r2、r3、r4、r5、r6、r7、r8、r9、r10、r11、r12、r13和r14也可以采用多个电阻串联或并联的方式组成。
45.在使用的过程中，usb转接器的主设备接头120通过主设备接口121与触摸屏连接，从设备接头110通过从设备接口112与pc主机连接，如第一host接口和第二host接口分别连接两个触摸屏，两个触摸屏产生的两个触摸屏控制信号分别由第一host接口和第二host接口进入，经过第一信号线和第二信号线的传输，进入usb转换电路111的输入端usb1接口和usb2接口，进而触摸屏控制信号进入ch9350l芯片。ch9350l芯片将接收到的两个触摸屏控制信号转换为两个串口信号并输出至stm32f103c8t6芯片，最终由stm32f103c8t6芯片将两个串口信号转换为一个usb控制信号，通过device接口传输至pc主机。需要说明的是，stm32f103c8t6芯片输出的usb控制信号为pc主机能够接收的控制信号。
46.上面结合附图对本实用新型实施例作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。