CN106339037A - 一种带多通道切换usb集线器的显示器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种带多通道切换USB集线器的显示器，包括1个USB集线器，1个电源模块和1个显示器驱动板。USB集线器包含若干上行端口、若干下行端口、1个USB集线器控制器和1个多路选通芯片，USB上行端口，用于连接计算机主机的USB连接器，USB下行端口，用于连接USB外设；在显示器的主机信号选择菜单中，多路选通芯片每次只能对多个主机信号中的一路进行选通，并将信号输入给USB集线器控制器，实现了显示器看同时接多个主机，方便画面切换。
Description
技术领域
本发明涉及一种带多通道切换USB集线器的显示器，属于计算机辅助设备相关技术领域。
背景技术
通用串行总线(简USB)是连接外部设备的一个串口总线标准，是一种快速、双向、同步、可动态监测的即插即用的新型串行接口。
随着计算机外接USB设备的不断增多，传统的USB主机已不能满足与复杂的外围设备之间以高性能、高速度的数据传输，USB集线器具有多个扩展接口使之成为可能。USB集线器是一种特殊的USB设备，在整个USB系统中起着重要的作用，所有的USB设备都是通过USB集线器连接到USB总线上的。USB集线器包含3个重要部分：集线器中继器、集线器控制器和多个端口。
传统的USB集线器只有一个上行口与主机相连，无法满足多台主机USB通讯的切换功能，这给需要同时连接多台主机的用户带来了不便。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种带有多通道选择USB集线器的显示器，可以同时接多个主机，方便画面切换和其他操作。
为解决上述技术问题，本发明提供一种带多通道切换USB集线器的显示器，包括1个USB集线器，1个电源模块和1个显示器驱动板；所述USB集线器包含若干USB上行端口、若干USB下行端口、1个USB集线器控制器和1个多路选通芯片；
所述USB上行端口，用于连接计算机主机的USB连接器；
所述USB下行端口，用于连接USB外设；
所述多路选通芯片，用于实现多路差分信号输入、1路差分信号输出，所述多路选通芯片的输入通道连接多个USB上行端口，输出通道连接USB集线器控制器的上行口；所述多路选通芯片上包括三个选通信号和一个使能信号，由显示器驱动板上的芯片2的I/O管脚配置；
所述USB集线器控制器，用于控制USB 外设与计算机主机之间的数据传输，USB集线器控制器通过USB下行端口连接USB外设；
所述电源模块，提供5V和3.3V的供电电压，其中，5V给USB下行端口和USB集线器控制器供电，5V通过DC-DC转换成3.3V给多路选通芯片供电；
所述显示驱动板上设芯片1和芯片2，显示驱动板驱动显示面板点亮画面，并对USB集线器的多路选通芯片进行配置，在菜单中实现对USB上行端口的切换。
前述的USB集线器包括外置USB接口和内置USB接口，外置USB接口和内置USB接口共有8个上行端口和4个下行端口，其中，外置USB接口包括6个上行端口和2个下行端口，内置USB接口包括2个上行端口和2个下行端口。
前述的4个下行端口分别接无线键鼠、触摸屏、显示器驱动板的通讯口和预留端口，其中触摸屏和显示器驱动板的通讯口对应内置USB接口的2个下行端口，所述显示器驱动板的通讯口用于显示器驱动板程序以及上位机程序的烧录。
前述的多路选通芯片兼容USB 2.0标准，采用3.3V供电。
前述的每个管脚共有0和1两种状态，则三个选通位信号共有8种状态，分别为000、001、010、011、100、101、110、111，对应8个USB上行端口，当使能端置高后USB上行端口选通，将这8种状态通过芯片1写进显示器的菜单中，操作菜单选择通道，菜单的选择通道信息会由芯片1传给芯片2，然后芯片2根据得到的信号去配置USB集线器的多路选通芯片，使该通道对应的USB上行端口的使能引脚被置高。
前述的USB集线器控制器同时连接多个USB外设，由下行端口的数量决定。
前述的电源模块还给显示器驱动板供电。
前述的每个USB上行端口和USB下行端口都含有一个静电防护芯片。
前述的某个时刻只能有1路计算机主机信号输入给USB集线器。
本发明所达到的有益效果：
本发明通过显示器菜单选择计算机主机通道，避免了显示器接多个主机USB接口操作的不便，且结构简单、集成度高、实用性强。
附图说明
图1为带多通道切换的USB集线器的显示器的结构示意图；
图2为带USB集线器的显示器电气连接示意图；
图3为带有多通道选择的USB集线器信号流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
参见图1和图2，本发明的带多通道切换USB集线器的显示器，包括：1个USB集线器，1个电源模块和1个显示器驱动板。其中，USB集线器包含若干上行端口、若干下行端口、1个USB集线器控制器和1个多路选通芯片。
具体的，USB上行端口，用于连接计算机主机的USB连接器；USB下行端口，用于连接若干USB外设。
优选的，USB集线器包括外置USB接口和内置USB接口，外置USB接口和内置USB接口共有8个上行端口和4个下行端口，8个上行端口可以接8个主机，通过显示器的菜单选择哪个主机通道被选通；4个下行端口分别接无线键鼠、触摸屏、显示器驱动板的通讯口和预留端口，其中触摸屏和显示器驱动板的通讯口对应内置USB接口的2个下行端口，其他为外置接口，显示器驱动板的通讯口用于显示器驱动板程序以及上位机程序的烧录。特别地，外置USB接口包括6个上行端口和2个下行端口，内置USB接口包括2个上行端口和2个下行端口。
多路选通芯片，用于实现多路差分信号输入、1路差分信号输出功能，多路选通芯片的输入通道可以连接多个USB上行端口，输出通道连接USB集线器控制器的上行口。显示器驱动板上设芯片1和芯片2。多路选通芯片上的三个选通信号和一个使能信号由显示器驱动板上的芯片2的I/O管脚配置，每个数字逻辑管脚共有0和1两种状态，则三个选通位信号共有8种状态，分别为000、001、010、011、100、101、110、111，对应8个USB上行端口，当使能端置高后方可有效。将这8种状态通过芯片1写进显示器的菜单中，用户可以手动选择通道接口，这个在显示器同时接多个主机时非常方便。
多路选通芯片具有多路数字输入，即前面提到的三个选通信号和一个使能信号，用来控制模拟信号通路。这些逻辑信号分别与显示器驱动板上芯片2的I/O口相连。在操作菜单选择通道时，菜单的选择通道信息会由芯片1传给芯片2，然后芯片2根据得到的信号去配置USB集线器的多路选通芯片，即决定哪个USB上行端口开放。只有当使能引脚被置高后，通道选择才有效。当某个通道被选通后，芯片1就将选通的通道信号传送至显示器面板，实现该主机的显示。此外，该芯片兼容USB 2.0标准，采用3.3V供电。
USB集线器控制器，用于控制USB 外设与计算机主机之间的数据传输，USB集线器控制器通过USB下行端口连接USB外设；且可以同时连接多个USB外设，由下行端口的数量决定。
电源模块，为USB集线器供电。供电电压分别为5V和3.3V。其中，5V给USB下行端口和USB集线器控制器供电，5V通过DC-DC转换成3.3V给多路选通芯片供电。电源模块为USB下行端口单独供电，解决了USB集线器下行端口依靠主机供电的问题，不需要考虑计算机主机输入到USB上行端口的供电功耗是否满足的问题。此外，电源模块还会给其他模块如显示器驱动板以及屏等供电。
显示驱动板，驱动显示面板点亮画面，并对USB集线器的多路选通芯片进行配置，在画面菜单中实现对USB上行端口的切换。
优选的，在每个USB端口（包括上行端口和下行端口）都含有一个静电防护芯片，使连接到高速数据的敏感元件免受静电放电、电缆放电以及电快速瞬变所引起的过压损害。
图3展示的是本发明的带有多通道选择的USB集线器信号流程图。该流程图包含4个部分：上行端口、下行端口、集线器中继器和集线器控制器。上行端口与下行端口是集线器进行数据传输的接口，集线器控制器负责管理主机与集线器自身的数据通信，集线器中继器的作用是传输上行端口与下行端口以及上行端口和集线器控制器之间的数据包。传统的USB集线器只有1个上行端口，本发明中的USB集线器有8个上行端口，可以接8个主机。通过显示器菜单进行设置选择想要的主机通道，USB集线器控制器控制USB 外设与计算机主机之间的数据传输，被选通的计算机主机数据通过集线器中继器传输至USB集线器控制器，同时与下行端口相连接的USB 外设的数据通过集线器中继器传输至USB集线器控制器。
显示器菜单中外置USB接口分别标示为外置USB1~外置USB6，内置USB接口分别标示为内置USB1~内置USB2。某个时刻只能有1路计算机主机信号输入给USB集线器，通道的选择可以由显示器的菜单操作完成。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种带多通道切换USB集线器的显示器，其特征在于，包括1个USB集线器，1个电源模块和1个显示器驱动板；所述USB集线器包含若干USB上行端口、若干USB下行端口、1个USB集线器控制器和1个多路选通芯片；
所述USB上行端口，用于连接计算机主机的USB连接器；
所述USB下行端口，用于连接USB外设；
所述多路选通芯片，用于实现多路差分信号输入、1路差分信号输出，所述多路选通芯片的输入通道连接多个USB上行端口，输出通道连接USB集线器控制器的上行口；所述多路选通芯片上包括三个选通信号和一个使能信号，由显示器驱动板上的芯片2的I/O管脚配置；
所述USB集线器控制器，用于控制USB 外设与计算机主机之间的数据传输，USB集线器控制器通过USB下行端口连接USB外设；
所述电源模块，提供5V和3.3V的供电电压，其中，5V给USB下行端口和USB集线器控制器供电，5V通过DC-DC转换成3.3V给多路选通芯片供电；
所述显示驱动板上设芯片1和芯片2，显示驱动板驱动显示面板点亮画面，并对USB集线器的多路选通芯片进行配置，在菜单中实现对USB上行端口的切换。
2.根据权利要求1所述的一种带多通道切换USB集线器的显示器，其特征在于，所述USB集线器包括外置USB接口和内置USB接口，外置USB接口和内置USB接口共有8个上行端口和4个下行端口，其中，外置USB接口包括6个上行端口和2个下行端口，内置USB接口包括2个上行端口和2个下行端口。
3.根据权利要求2所述的一种带多通道切换USB集线器的显示器，其特征在于，所述4个下行端口分别接无线键鼠、触摸屏、显示器驱动板的通讯口和预留端口，其中触摸屏和显示器驱动板的通讯口对应内置USB接口的2个下行端口，所述显示器驱动板的通讯口用于显示器驱动板程序以及上位机程序的烧录。
4.根据权利要求1所述的一种带多通道切换USB集线器的显示器，其特征在于，所述多路选通芯片兼容USB 2.0标准，采用3.3V供电。
5.根据权利要求1所述的一种带多通道切换USB集线器的显示器，其特征在于，每个管脚共有0和1两种状态，则三个选通位信号共有8种状态，分别为000、001、010、011、100、101、110、111，对应8个USB上行端口，当使能端置高后USB上行端口选通，将这8种状态通过芯片1写进显示器的菜单中，操作菜单选择通道，菜单的选择通道信息会由芯片1传给芯片2，然后芯片2根据得到的信号去配置USB集线器的多路选通芯片，使该通道对应的USB上行端口的使能引脚被置高。
6.根据权利要求1所述的一种带多通道切换USB集线器的显示器，其特征在于，所述USB集线器控制器同时连接多个USB外设，由下行端口的数量决定。
7.根据权利要求1所述的一种带多通道切换USB集线器的显示器，其特征在于，所述电源模块还给显示器驱动板供电。
8.根据权利要求1所述的一种带多通道切换USB集线器的显示器，其特征在于，每个USB上行端口和USB下行端口都含有一个静电防护芯片。
9.根据权利要求1所述的一种带多通道切换USB集线器的显示器，其特征在于，某个时刻只能有1路计算机主机信号输入给USB集线器。
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