[實用新型]一種多任務(wù)輸入輸出接口

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202020615572.1
• 申請日: 2020-04-22
• 公開（公告）號: CN211653642U
• 公開（公告）日: 2020-10-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳立明;李加海;楊旭宏;章瑜
• 申請（專利權(quán)）人: 安徽華可智能科技有限公司
• 主分類號: G06F13/38
• 分類號: G06F13/38;G06F13/40
• 代理公司: 合肥律眾知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 34147
• 代理人: 趙娟

本實用新型公開了一種多任務(wù)輸入輸出接口，屬于接口技術(shù)領(lǐng)域，包括接口控制板以及基于I²C總線通信協(xié)議與所述接口控制板連接的若干個擴(kuò)展接口板；所述接口控制板通過串口協(xié)議與主控計算機(jī)連接；所述擴(kuò)展接口板通過串口協(xié)議與I/O外設(shè)連接；所述接口控制板和所述擴(kuò)展接口板均由電源模塊供電。通過接口控制板作為主控計算機(jī)和諸多I/O的中間環(huán)節(jié)，在接口控制板通過I²C總線連接若干個擴(kuò)展接口板，從而通過擴(kuò)展接口板完成主控計算機(jī)與外設(shè)的所有通信，這樣既提高了接口的數(shù)量，實現(xiàn)了多通道、多類型信號的同步采集和控制功能，也節(jié)約所需的接口成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于接口技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種多任務(wù)輸入輸出接口。

背景技術(shù)

接口技術(shù)是一種計算機(jī)主控軟件對計算機(jī)各種外部設(shè)備的實時交互技術(shù)。功能是負(fù)責(zé)實現(xiàn)CPU通過系統(tǒng)總線把I/O電路和外圍設(shè)備聯(lián)系在一起。具體是設(shè)置數(shù)據(jù)的寄存、緩沖邏輯，以適應(yīng)CPU與外設(shè)之間的速度差異，接口通常由一些寄存器或RAM芯片組成，如果芯片足夠大還可以實現(xiàn)批量數(shù)據(jù)的傳輸；能夠進(jìn)行信息格式的轉(zhuǎn)換，例如串行和并行的轉(zhuǎn)換；能夠協(xié)調(diào)CPU和外設(shè)兩者在信息的類型和電平的差異，如電平轉(zhuǎn)換驅(qū)動器、數(shù)/?；蚰?數(shù)轉(zhuǎn)換器等；協(xié)調(diào)時序差異；地址譯碼和設(shè)備選擇功能；設(shè)置中斷和DMA控制邏輯，以保證在中斷和DMA允許的情況下產(chǎn)生中斷和DMA請求信號，并在接受到中斷和DMA應(yīng)答之后完成中斷處理和DMA傳輸。按照電路和設(shè)備的復(fù)雜程度，I/O接口的硬件主要分為兩大類：(1)I/O接口芯片；(2)I/O接口控制卡。CPU通過接口對外設(shè)進(jìn)行控制的方式有以下幾種：(1)程序查詢方式；(2)中斷處理方式；(3)DMA(直接存儲器存取)傳送方式。

在模擬訓(xùn)練系統(tǒng)中一般都需要用到接口技術(shù)來使主控計算機(jī)軟件對各控制臺上輸入/輸出接口的實時交互，由于模擬訓(xùn)練系統(tǒng)中的各控制臺上控制按鍵、開關(guān)、手輪、顯示信息、信號指示燈繁多，輸入/輸出信號類型多種多樣，傳統(tǒng)的接口技術(shù)無法滿足較多外設(shè)端口的接入，只能通過增加接口控制板數(shù)量的方式來實現(xiàn)多外設(shè)通信，不僅提高了使用成本，還增加了安裝布線的難度，接口控制板數(shù)量較多也會影響接口通信的可靠性。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的就在于為了解決上述接口技術(shù)在面對多外設(shè)和信號類型復(fù)雜的情況下不方便擴(kuò)展接口數(shù)量的問題提出一種多任務(wù)輸入輸出接口，具有方便擴(kuò)展接口數(shù)量，實現(xiàn)實時多任務(wù)信號輸入輸出的優(yōu)點。

本實用新型通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)上述目的，一種多任務(wù)輸入輸出接口，包括接口控制板以及基于I²C總線通信協(xié)議與所述接口控制板連接的若干個擴(kuò)展接口板；

所述接口控制板通過串口協(xié)議與主控計算機(jī)連接；

所述擴(kuò)展接口板通過串口協(xié)議與I/O外設(shè)連接；

所述接口控制板和所述擴(kuò)展接口板均由電源模塊供電。

優(yōu)選的，所述串口協(xié)議為USB2.0通信協(xié)議。

優(yōu)選的，所述接口控制板還連接有復(fù)位電路。

優(yōu)選的，所述電源模塊用于向接口控制板輸出5V或12V的電壓，電源模塊與擴(kuò)展接口板之間還連接有低壓差線性穩(wěn)壓器，通過低壓差線性穩(wěn)壓器向擴(kuò)展接口板輸出3.3V和2.3V的電壓。

優(yōu)選的，所述擴(kuò)展接口板包括CPLD主控芯片以及外圍的光電耦合電路和電平轉(zhuǎn)換驅(qū)動電路，其中光電耦合電路用于接收I/0外設(shè)的輸入信號，電平轉(zhuǎn)換驅(qū)動電路用于輸出對I/0外設(shè)的控制信號。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是：

1、通過接口控制板作為主控計算機(jī)和諸多I/O的中間環(huán)節(jié)，在接口控制板通過I²C總線連接若干個擴(kuò)展接口板，從而通過擴(kuò)展接口板完成主控計算機(jī)與外設(shè)的所有通信，這樣提高了接口的數(shù)量，實現(xiàn)了多通道、多類型信號的同步采集和控制功能，也節(jié)約所需的接口成本。