[實用新型]一種可擴展GPIO口的USB接口擴展裝置

有效

• 申請號: 201020693310.3
• 申請日: 2010-12-31
• 公開（公告）號: CN201936295U
• 公開（公告）日: 2011-08-17
• 發明（設計）人: 周偉;楊大磊;劉煒;朱華
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七○九研究所
• 主分類號: G06F13/38
• 分類號: G06F13/38
• 代理公司: 武漢金堂專利事務所 42212
• 代理人: 胡清堂

技術領域

本實用新型涉及計算機的USB接口擴展技術，特別涉及一種可擴展GPIO口的USB接口擴展技術。

背景技術

隨著計算機技術的快速發展，各類計算機外設的需求也越來越多。USB接口由于其標準化、速度快、即插即用等特點成為計算機外設與主機通信接口的首選。各類計算機外設數量的增多導致計算機主機本身提供的USB接口數量往往滿足不了實際應用的需求，USB接口擴展裝置能有效解決這一矛盾。另外計算機主機針對繼電器、蜂鳴器、發光LED等IO類外部設備的控制，通常采用選配基于PCI總線的通用IO模塊來實現。這一方案硬件成本高、軟件配置相對較復雜。可擴展GPIO口的USB接口擴展裝置可以使計算機主機直接通過USB接口控制繼電器、蜂鳴器、發光LED等IO類外部設備，這種方式控制的軟件實現相對簡單、硬件成本低。

在許多惡劣環境如高溫、高濕、振動沖擊、電磁干擾等的應用場合，計算機及其外設的可靠性就顯得十分重要。因此，USB接口擴展裝置需采用一定的先天加固措施，才能滿足惡劣環境下對高溫、高濕、振動沖擊、電磁干擾等各項環境的適應性要求。

發明內容

本實用新型的目的在于提供一種可擴展GPIO口的USB接口擴展裝置，使得計算機通過自身的1路USB接口擴展出6路標準的USB接口和6路GPIO口，從而既能實現對6個USB接口的計算機外設與6個IO類外部設備的控制，同時也能滿足惡劣環境下對高溫、高濕、振動沖擊、電磁干擾等各項環境的適應性要求。

本實用新型的技術方案如下：金屬殼體1，金屬殼體1內設置有可擴展GPIO口的USB接口擴展模塊。

所述可擴展GPIO口的USB接口擴展模塊，通過集成電路將計算機主機自身的1路USB接口擴展為7路標準的USB接口，其中6路USB接口對外用以連接計算機外部設備，另外1路USB接口通過連接USB/串口轉換模塊將其轉換為計算機的標準通用串口；該串口與單片機的串行口互連；通過單片機的GPIO口對外控制六路IO類外部設備。

所述金屬殼體1的縫隙處墊了導電橡膠并用螺釘鎖緊密封。

金屬殼體1的底部設計了6顆螺釘的安裝孔，用于固定在控制機柜或操控臺內部。對外接口連接器選用廣泛應用于航天、航空領域的J14系列帶鎖緊裝置金屬矩形連接器，具備連接可靠性高，抗振性能好，防電磁干擾等特點。

本實用新型的有益效果在于：通過采用可擴展GPIO口的USB接口擴展裝置的方案，可以在僅占用計算機主機1路USB接口資源的情況下，實現對6個USB接口的計算機外設與6個IO類外部設備的控制。這對在有多個計算機外設，而計算機主機提供的對外USB和GPIO接口有限制的場合往往可以起到關鍵的作用。

附圖說明

圖1是本實用新型提供的可擴展GPIO口的USB接口擴展裝置原理框圖。

圖2是本實用新型提供的可擴展GPIO口的USB接口擴展裝置的對外接口布局與標識圖。

圖3是本實用新型提供的可擴展GPIO口的USB接口擴展裝置的結構示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步地詳細描述。

如附圖1所示，可擴展GPIO口的USB接口擴展裝置通過使用Philips公司集成電路（如ISP1521等）將計算機主機自身的1路USB接口擴展為7路標準的USB接口，其中6路USB接口對外用以連接計算機外部設備，另外1路USB接口通過連接Prolific公司的USB/串口轉換模塊（如PL2303等）將其轉換為計算機的標準通用串口(RS232)。該串口與Philips公司單片機模塊（如P89LV51RD2等）的串行口互連。單片機模塊經此串口解析主機發出的控制指令，通過單片機的GPIO口對外控制繼電器、蜂鳴器、發光LED等IO類外部設備。

附圖2是本實用新型提供的可擴展GPIO口的USB接口擴展裝置的對外接口布局與標識圖。“電源”為該模塊的交流220V電源輸入。“USB”為連接計算機主機USB接口的上行USB端口。“USB1-USB6”為擴展的USB端口。“I/O”?為擴展的GPIO端口。

附圖3是本實用新型提供的可擴展GPIO口的USB接口擴展裝置的結構示意圖。該裝置采用金屬的殼體密封，金屬殼體的縫隙處墊了導電橡膠并用螺釘鎖緊，殼體的底部設計了6顆螺釘的安裝孔，用于將其固定在控制機柜或操控臺內部。對外接口連接器選用廣泛應用于航天、航空領域的J14系列帶鎖緊裝置金屬矩形連接器，具備連接可靠性高，抗振性能好，防電磁干擾等特點。