CN107562286A - 一种触控一体机的触摸切换装置 - Google Patents
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Abstract
本发明适用于电路设计领域，提供了一种触控一体机的触摸切换装置，包括硬件式切换单元，及分别与所述硬件式切换单元相连接的若干触摸输出单元，所述触摸输出单元包括内置电脑触摸输出单元、前置触摸输出单元和后置触摸输出单元：所述硬件式切换单元，用于接收触摸框数据，当通过所述触摸输出单元检测到插入信号时，通过硬件切换的方式将所述触摸框数据发送给所述插入信号对应的触摸输出单元；其中，所述硬件式切换单元在同一时刻仅给一个触摸输出单元发送所述触摸框数据。在本发明实施例中，触摸一体机不需要用户手动切换，操作方便，同时本发明实施例通过硬件式切换，避免了主控IC出现故障时切换失败的问题。
Description
技术领域
本发明属于电路设计，尤其涉及一种触控一体机的触摸切换装置。
背景技术
在现实生活中，触控一体机是学校教学常用的设备，教师在教课期间，触控设备的触摸功能可能需要从触控机内部电脑切换到外部电脑使用。
目前触控一体机上使用的触摸框有两种接入方式，即通过USB接口或串口接入。触控一体机的触摸切换方式有两种：1、使用触控一体机上的按键控制继电器或电子开关，在内置电脑与外部笔记本之间切换。2、增加多路接口，增加USB转换芯片，通过软件控制芯片切换触摸。对每一路信源接入触摸线，切入哪一路信源时，通过软件控制芯片上的切换软件切换到响应的触摸线。
现有的触控一体机的切换方式存在以下问题：1、触控一体机按键控制继电器或者电子开关，继电器至少需要两个以上才能满足要求，整机成本会提高，占用PCB面积，每次切换都需要按相应的按键，操作繁琐。2、增加多路接口，增加软件控制，这样切换确实带来不少便利。但是对于内部电路而言，由于主控IC没有多余的控制脚，需要增加转换控制芯片来控制切换，增加成本，同时使用软件进行切换，当主控IC出现故障时，容易切换失败。对于外部而言，每一路信源都需要有对应的外部USB接口，整机接口偏多，增加成本。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种触控一体机的触摸切换装置，旨在解决现有触控一体机的切换方式操作繁琐，使用软件进行切换，当主控IC出现故障时，容易切换失败的问题。
本发明是这样实现的，一种触控一体机的触摸切换装置，包括硬件式切换单元，及分别与所述硬件式切换单元相连接的若干触摸输出单元，所述触摸输出单元包括内置电脑触摸输出单元、前置触摸输出单元和后置触摸输出单元，所述内置电脑触摸输出单元与内置电脑相连接，所述前置触摸输出单元与前置触摸设备相连接，所述后置触摸输出单元与后置触摸设备相连接；
所述硬件式切换单元，用于接收触摸框数据，当通过所述触摸输出单元检测到插入信号时，通过硬件切换的方式将所述触摸框数据发送给所述插入信号对应的触摸输出单元；
其中，所述硬件式切换单元在同一时刻仅给一个触摸输出单元发送所述触摸框数据。
进一步地，所述硬件式切换单元包括切换芯片和与门电路；
所述切换芯片，包括输入引脚和若干输出引脚，所述输入引脚用于接收数据框数据，若干所述输出引脚分别与所述内置电脑触摸输出单元、前置触摸输出单元或后置触摸输出单元相连接；其中，所述切换芯片的前置输出引脚HSD1+和HSD1-与所述前置触摸输出单元相连接；所述切换芯片的后置输出引脚HSD2+和HSD2-与所述后置触摸输出单元相连接；所述切换芯片的与门输出引脚SW_OE与所述与门电路相连接；所述切换芯片的后置检测反向输出引脚TC-USBIN-A与所述后置触摸输出单元相连接，所述切换芯片的前置检测反向输出引脚TC-USBIN-B与所述前置触摸输出单元相连接
所述与门电路，包括与门电阻、第一二极管和第二二极管；所述与门电阻的第一端连接电源VCC，所述与门电阻的第二端连接所述切换芯片的与门输出引脚SW_OE；所述第一二极管的阳极连接所述切换芯片的与门输出引脚SW_OE，所述第一二极管的阴极连接所述后置触摸单元的输入端USBA；所述第二二极管的阳极连接所述切换芯片的与门输出引脚SW_OE，所述第二二极管的阴极连接所述前置触摸单元的输入端USBB。
进一步地，所述后置触摸输出单元包括后置TC和后置检测信号反向电路；
所述后置TC包括第一双向瞬态抑制二极管、第二双向瞬态抑制二极管、第一电阻和第二电阻；
其中，所述第一双向瞬态抑制二极管的第一端连接所述切换芯片的后置输出引脚HSD2+，所述第一双向瞬态抑制二极管的第二端接地；所述第二双向瞬态抑制二极管的第一端连接所述切换芯片的后置输出引脚HSD2-，所述第二双向瞬态抑制二极管的第二端接地；所述第一电阻的第一端连接所述电源VCC，所述第一电阻的第二端连接所述输入端USBA；所述第二电阻的第一端连接所述输入端USBA，所述第二电阻的第二端接地；
所述后置检测信号反向电路包括第一三极管、第三电阻和第四电阻；所述第一三极管的第一端通过所述第四电阻连接所述输入端USBA，所述第一三极管的第二端接地，所述第一三极管的第三端通过所述第三电阻连接所述电源VCC，其中，所述第一三极管的第三端与所述切换芯片的后置检测反向输出引脚TC-USBIN-A相连接。
进一步地，所述第一三极管为NPN三极管。
进一步地，所述前置触摸输出单元包括前置TC和前置检测信号反向电路；
所述前置TC包括第三双向瞬态抑制二极管、第四双向瞬态抑制二极管、第五电阻和第六电阻；
其中，所述第三双向瞬态抑制二极管的第一端连接所述切换芯片的前置输出引脚HSD1+，所述第三双向瞬态抑制二极管的第二端接地；所述第四双向瞬态抑制二极管的第一端连接所述切换芯片的前置输出引脚HSD1-，所述第四双向瞬态抑制二极管的第二端接地；所述第五电阻的第一端连接所述电源VCC，所述第五电阻的第二端连接所述输入端USBB；所述第六电阻的第一端连接所述输入端USBB，所述第六电阻的第二端接地；
所述前置检测信号反向电路包括第二三极管、第七电阻和第八电阻；所述第二三极管的第一端通过所述第七电阻连接所述输入端USBB，所述第二三极管的第二端接地，所述第二三极管的第三端通过所述第八电阻连接所述电源VCC，其中，所述第二三极管的第三端与所述切换芯片的前置检测反向输出引脚TC-USBIN-B相连接。
进一步地，所述第二三极管为NPN三极管。
本发明与现有技术相比，有益效果在于：本发明实施例提供的触摸切换装置，当检测到触摸输出单元的插入信号时，将通过硬件切换的方式将触摸框数据发送给对应的触摸输出单元，且在同一时刻，硬件式切换单元仅发送触摸框数据给一个触摸输出单元。在本发明实施例中，触摸一体机不需要用户手动切换，操作方便，同时本发明实施例通过硬件式切换，避免了主控IC出现故障时切换失败的问题。
附图说明
图1是本发明实施例提供的触控一体机的触摸切换装置的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的切换芯片的引脚示意图；
图3是本发明实施例提供的与门电路的结构示意图；
图4是本发明实施例提供的后置TC的结构示意图；
图5是本发明实施例提供的后置检测信号反向电路的结构示意图；
图6是本发明实施例提供的前置TC的结构示意图；
图7是本发明实施例提供的前置检测信号反向电路的结构示意图；
图8是本发明实施例提供的触摸切换装置的切换逻辑表。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
图1示出了本发明实施例提供的一种触控一体机的触摸切换装置，包括硬件式切换单元101，及分别与硬件式切换单元101相连接的若干触摸输出单元102，触摸输出单元102包括内置电脑触摸输出单元1021、前置触摸输出单元1022和后置触摸输出单元1023；内置电脑触摸输出单元1021与内置电脑相连接，前置触摸输出单元1022与前置触摸设备相连接，后置触摸输出单元1023与后置触摸设备相连接；
硬件式切换单元101，用于接收触摸框数据，当通过触摸输出单元102检测到插入信号时，通过硬件切换的方式将所述触摸框数据发送给所述插入信号对应的触摸输出单元102；
其中，硬件式切换单元101在同一时刻仅给一个触摸输出单元102发送所述触摸框数据。
在本发明实施例中，用户将前置触摸设备或者后置触摸设备插入触摸切换装置时，触摸切换装置检测到前置触摸设备或者后置触摸设备发送的电平时，将以该电平作为插入信号，硬件式切换单元101具有四路输出，但是在本实施例中仅仅使用其中的三路，当接收到触摸框数据后，硬件式切换单元101将该触摸框数据切换到三路输出中的其中一路，即分别将该触摸框数据输出到内置电脑、前置触摸设备或后置触摸设备，硬件式切换单元在同一时刻控制只有一路信号有效。
硬件式切换单元101包括切换芯片和与门电路；
如图2所示，切换芯片包括输入引脚和若干输出引脚，所述输入引脚用于接收数据框数据，若干所述输出引脚分别与内置电脑触摸输出单元101、前置触摸输出单元102或后置触摸输出单元103相连接；其中，所述切换芯片的前置输出引脚HSD1+和HSD1-与前置触摸输出单元102相连接；所述切换芯片的后置输出引脚HSD2+和HSD2-与后置触摸输出单元103相连接；所述切换芯片的与门输出引脚SW_OE与所述与门电路相连接；所述切换芯片的后置检测反向输出引脚TC-USBIN-A与所述后置触摸输出单元相连接，所述切换芯片的前置检测反向输出引脚TC-USBIN-B与所述前置触摸输出单元相连接
如图3所示，所述与门电路，包括与门电阻R112、第一二极管D208和第二二极管D209；与门电阻R112的第一端连接电源VCC，与门电阻R112的第二端连接所述切换芯片的与门输出引脚SW_OE；第一二极管D208的阳极连接所述切换芯片的与门输出引脚SW_OE，第一二极管D208的阴极连接后置触摸单元103的输入端USBA；第二二极管D209的阳极连接所述切换芯片的与门输出引脚SW_OE，第二二极管D209的阴极连接前置触摸单元102的输入端USBB。
后置触摸输出单元1031包括后置TC和后置检测信号反向电路；
如图4所示，所述后置TC包括第一双向瞬态抑制二极管D44、第二双向瞬态抑制二极管D43、第一电阻R300和第二电阻R114；
其中，第一双向瞬态抑制二极管D44的第一端连接所述切换芯片的后置输出引脚HSD2+，第一双向瞬态抑制二极管D44的第二端接地；第二双向瞬态抑制二极管D43的第一端连接所述切换芯片的后置输出引脚HSD2-，第二双向瞬态抑制二极管D43的第二端接地；第一电阻R300的第一端连接所述电源VCC，第一电阻R300的第二端连接所述输入端USBA；第二电阻R114的第一端连接所述输入端USBA，第二电阻R114的第二端接地。具体地，上述仅阐述了图4中的部分元器件的连接关系，具体的其他如接地等详见图4。
如图5所示，所述后置检测信号反向电路包括第一三极管Q120、第三电阻R97和第四电阻R291；第一三极管Q120的第一端通过第四电阻R291连接所述输入端USBA，第一三极管Q120的第二端接地，第一三极管Q120的第三端通过第三电阻R97连接所述电源VCC，其中，第一三极管Q120的第三端与所述切换芯片的后置检测反向输出引脚TC-USBIN-A相连接。
前置触摸输出单元102包括前置TC和前置检测信号反向电路；
如图6所示，所述前置TC包括第三双向瞬态抑制二极管D46、第四双向瞬态抑制二极管D45、第五电阻R306和第六电阻R123；
其中，第三双向瞬态抑制二极管D46的第一端连接所述切换芯片的前置输出引脚HSD1+，第三双向瞬态抑制二极管D46的第二端接地；第四双向瞬态抑制二极管D45的第一端连接所述切换芯片的前置输出引脚HSD1-，第四双向瞬态抑制二极管D45的第二端接地；第五电阻R306的第一端连接所述电源VCC，第五电阻R306的第二端连接所述输入端USBB；第六电阻R123的第一端连接所述输入端USBB，第六电阻R123的第二端接地。
如图7所示，所述前置检测信号反向电路包括第二三极管Q121、第七电阻R293和第八电阻R99；第二三极管Q121的第一端通过第七电阻R293连接所述输入端USBB，第二三极管Q121的第二端接地，第二三极管Q121的第三端通过第八电阻R99连接所述电源VCC，其中，第二三极管Q121的第三端与所述切换芯片的前置检测反向输出引脚TC-USBIN-B相连接。
在本发明实施例中，第一三极管Q120和第二三极管Q121均为NPN型三极管。
在图2至图7中，通过检测插入设备电源脚上的电压来判断是否插入设备，检测到插入设备后，通过前置检测信号反向电路、后置检测信号反向电路和与门电路，将检测信号反向并与门，接入切换芯片的控制端，可实现自动硬件切换。更具体的，本发明实施例提供的触摸切换装置的前置TC和后置TC为USB-B母头插座，前置触摸设备和后置触摸设备为普通电脑或者笔记本，普通电脑或者笔记本都会带有USB-A母头插座，在实际应用中，客户通过插入电脑上的USB-A公头转触摸切换装置上的USB-B公头的普通USB线材即可实现触摸连接。
由图8所示的逻辑表中可以看出，本发明实施例主要通过控制切换芯片的三个控制脚来实现触摸切换功能，当使能信号为低时有效，在具体应用中，同时接入前置设备和后置设备时，即选择脚0和选择脚1均为1时，切换芯片会同时关断，不输出触摸框数据；当前置和后置都不插入时，即选择脚0和选择脚1均为0时，设置为内置电脑触摸有效；当插入前置设备时，即选择脚0为0，选择脚1为1时，切换到前置触摸有效；当插入后置设备时，即选择脚0为1，选择脚1为0时，切换到后置触摸有效，操作简单快捷。
本发明实施例通过检测触摸USB接口的电平状态，来判断是否有设备插入，再通过简单转换电路来实现触摸信号的自动切换，具有成本低，性能可靠，切换速度快的特点。
本发明实施例提供的电路简单，实现起来非常容易，可以广泛应用于触控一体机中，同时其触摸切换方法，切换速度快，准确，采用简单元件实现反向与门电路，可以有效降低成本，有效的提高触控一体机触控功能效率。
本发明实施例可以应用在触控一体机触摸功能切换的措施方面，能有效解决此方面问题的。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种触控一体机的触摸切换装置，其特征在于，所述触摸切换装置包括硬件式切换单元，及分别与所述硬件式切换单元相连接的若干触摸输出单元，所述触摸输出单元包括内置电脑触摸输出单元、前置触摸输出单元和后置触摸输出单元，所述内置电脑触摸输出单元与内置电脑相连接，所述前置触摸输出单元与前置触摸设备相连接，所述后置触摸输出单元与后置触摸设备相连接；
所述硬件式切换单元，用于接收触摸框数据，当通过所述触摸输出单元检测到插入信号时，通过硬件切换的方式将所述触摸框数据发送给所述插入信号对应的触摸输出单元；
其中，所述硬件式切换单元在同一时刻仅给一个触摸输出单元发送所述触摸框数据。
2.如权利要求1所述的触摸切换装置，其特征在于，所述硬件式切换单元包括切换芯片和与门电路；
所述切换芯片，包括输入引脚和若干输出引脚，所述输入引脚用于接收数据框数据，若干所述输出引脚分别与所述内置电脑触摸输出单元、前置触摸输出单元或后置触摸输出单元相连接；其中，所述切换芯片的前置输出引脚HSD1+和HSD1-与所述前置触摸输出单元相连接；所述切换芯片的后置输出引脚HSD2+和HSD2-与所述后置触摸输出单元相连接；所述切换芯片的与门输出引脚SW_OE与所述与门电路相连接；所述切换芯片的后置检测反向输出引脚TC-USBIN-A与所述后置触摸输出单元相连接，所述切换芯片的前置检测反向输出引脚TC-USBIN-B与所述前置触摸输出单元相连接
所述与门电路，包括与门电阻、第一二极管和第二二极管；所述与门电阻的第一端连接电源VCC，所述与门电阻的第二端连接所述切换芯片的与门输出引脚SW_OE；所述第一二极管的阳极连接所述切换芯片的与门输出引脚SW_OE，所述第一二极管的阴极连接所述后置触摸单元的输入端USBA；所述第二二极管的阳极连接所述切换芯片的与门输出引脚SW_OE，所述第二二极管的阴极连接所述前置触摸单元的输入端USBB。
3.如权利要求2所述的触摸切换装置，其特征在于，所述后置触摸输出单元包括后置TC和后置检测信号反向电路；
所述后置TC包括第一双向瞬态抑制二极管、第二双向瞬态抑制二极管、第一电阻和第二电阻；
其中，所述第一双向瞬态抑制二极管的第一端连接所述切换芯片的后置输出引脚HSD2+，所述第一双向瞬态抑制二极管的第二端接地；所述第二双向瞬态抑制二极管的第一端连接所述切换芯片的后置输出引脚HSD2-，所述第二双向瞬态抑制二极管的第二端接地；所述第一电阻的第一端连接所述电源VCC，所述第一电阻的第二端连接所述输入端USBA；所述第二电阻的第一端连接所述输入端USBA，所述第二电阻的第二端接地；
所述后置检测信号反向电路包括第一三极管、第三电阻和第四电阻；所述第一三极管的第一端通过所述第四电阻连接所述输入端USBA，所述第一三极管的第二端接地，所述第一三极管的第三端通过所述第三电阻连接所述电源VCC，其中，所述第一三极管的第三端与所述切换芯片的后置检测反向输出引脚TC-USBIN-A相连接。
4.如权利要求3所述的触摸切换装置，其特征在于，所述第一三极管为NPN三极管。
5.如权利要求2所述的触摸切换装置，其特征在于，所述前置触摸输出单元包括前置TC和前置检测信号反向电路；
所述前置TC包括第三双向瞬态抑制二极管、第四双向瞬态抑制二极管、第五电阻和第六电阻；
其中，所述第三双向瞬态抑制二极管的第一端连接所述切换芯片的前置输出引脚HSD1+，所述第三双向瞬态抑制二极管的第二端接地；所述第四双向瞬态抑制二极管的第一端连接所述切换芯片的前置输出引脚HSD1-，所述第四双向瞬态抑制二极管的第二端接地；所述第五电阻的第一端连接所述电源VCC，所述第五电阻的第二端连接所述输入端USBB；所述第六电阻的第一端连接所述输入端USBB，所述第六电阻的第二端接地；
所述前置检测信号反向电路包括第二三极管、第七电阻和第八电阻；所述第二三极管的第一端通过所述第七电阻连接所述输入端USBB，所述第二三极管的第二端接地，所述第二三极管的第三端通过所述第八电阻连接所述电源VCC，其中，所述第二三极管的第三端与所述切换芯片的前置检测反向输出引脚TC-USBIN-B相连接。
6.如权利要求5所述的触摸切换装置，其特征在于，所述第二三极管为NPN三极管。
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