CN111913901A - 一种usb转多种总线接口的装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种USB转多种总线接口的装置及方法，包括总线转换模块；所述总线转换模块包括计算机连接端、控制器和电子设备连接端；所述控制器包括USB接口、通用总线接口和GPIO口；所述计算机连接端通过控制器的USB接口通与计算机连接，接收计算机数据；所述电子设备连接端通过控制器的其他接口与电子设备连接，进行数据传输。所述总线转换模块还包括一个参数配置模块，所述参数配置模块输入端连接计算机连接端，输出端连接控制器，通过计算机的配置软件对控制器的相关接口进行参数配置。通过本发明减少计算机连接电子产品的总线类型；解决某些总线无法连接情况。
Description
技术领域
本发明涉及计算机领域，特别是涉及一种USB转多种总线接口的装置及方法。
背景技术
电子设备的开发、调试、使用离不开电子计算机，电子计算机一般需要通过有线总线连接电子产品进行使用、调试。目前计算机对外总线接口有串口、并口、USB等，而电子设备因功能而异对外接口很丰富，比如有I2C、SPI、串口、并口、USB等通用接口以及自定义接口。计算机连接不同接口的电子设备需用不同的连接总线，通用总线一般有成熟的接口连接线，但需要的总线类型多，而计算机一般不具备I2C、SPI等通用总线接口和自定义总线接口，因此在开发、使用电子设备时需要通过总线转换来实现计算机对其连接。计算机一般都具备USB接口，USB作为通用串行总线被广泛应用，利用USB接口转换其他多种总线接口，转出的总线接口再连接电子设备，从而达到计算机控制电子设备的目的。
而目前，计算机连接总线类型过多，且经常出现某些总线无法连接的情况发生。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，减少计算机连接电子产品的总线类型，甚至解决某些总线无法连接情况，提供一种USB转多种总线接口的装置及方法，利用一种总线完成计算机对电子产品的通信、控制。
本发明的发明目的是通过以下技术方案实现的：一种USB转多种总线接口的装置，包括总线转换模块；所述总线转换模块包括计算机连接端、控制器和电子设备连接端；所述控制器包括USB接口、通用总线接口和GPIO口；所述计算机连接端通过控制器的USB接口通与计算机连接，接收计算机数据；所述电子设备连接端通过控制器的其他接口与电子设备连接，进行数据传输。
所述总线转换模块还包括一个参数配置模块，所述参数配置模块输入端连接计算机连接端，输出端连接控制器，通过计算机的配置软件对控制器的相关接口进行参数配置。
所述总线转换模块还包括一个透传模块，所述透传模块输入端连接计算机连接端，输出端连接控制器，通过将接收的计算机数据进行透传。
所述的一种USB转多种总线接口的装置的方法，包括以下步骤：
S1. 将总线转换模块的USB接口连接计算机，其他接口连接电子设备的对应接口；
S2. 通过配置模式，对参数进行配置；
S3. 通过穿透模式，将接收到的计算机数据进行透传。
所述的步骤S2还包括以下子步骤：
S201. 通过控制将总线转换模块工作模式设置为配置模式；
S202. 设置相应转换接口传输参数。
所述的步骤S3还包括以下子步骤：
S301. 通过控制将总线转换模块工作模式设置为透传模式；
S302. 控制器接收到计算机数据后，通过按照接口类型字段设定的转发接口，选择对应接口，将接收到的计算机数据进行转发。
本发明的有益效果：
（1）本发明减少计算机连接电子产品的总线类型；
（2）本发明解决某些总线无法连接情况。
附图说明
图1为本发明的系统结构框图
图2为本发明的系统原理图；
图3为本发明的控制器接口示意图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
如图1、2，一种USB转多种总线接口的装置，包括总线转换模块；所述总线转换模块包括计算机连接端、控制器和电子设备连接端；所述控制器如图3，包括USB接口、通用总线接口和GPIO口；所述计算机连接端通过控制器的USB接口通与计算机连接，接收计算机数据；所述电子设备连接端通过控制器的其他接口与电子设备连接，进行数据传输。
所述总线转换模块还包括一个参数配置模块，所述参数配置模块输入端连接计算机连接端，输出端连接控制器，通过计算机的配置软件对控制器的相关接口进行参数配置。
所述总线转换模块还包括一个透传模块，所述透传模块输入端连接计算机连接端，输出端连接控制器，通过将接收的计算机数据进行透传。
所述的一种USB转多种总线接口的装置的方法，包括以下步骤：
S1. 将总线转换模块的USB接口连接计算机，其他接口连接电子设备的对应接口；
S2. 通过配置模式，对参数进行配置；
S3. 通过穿透模式，将接收到的计算机数据进行透传。
所述的步骤S2还包括以下子步骤：
S201. 通过控制将总线转换模块工作模式设置为配置模式；
S202. 设置相应转换接口传输参数。
所述的步骤S3还包括以下子步骤：
S301. 通过控制将总线转换模块工作模式设置为透传模式；
S302. 控制器接收到计算机数据后，通过按照接口类型字段设定的转发接口，选择对应接口，将接收到的计算机数据进行转发。
本实施例为一种USB转多种总线接口的装置，具体原理流程如下：
1.计算机连接端：
USB作为HID设备连接到计算机，计算机都具备USB接口，计算机能识别的USB设备包括大容量存储设备、HID设备、音频设备、图像设备等，其中HID设备由于计算机windows系统自带驱动，因此无需安装驱动即会被识别，省去编写、安装驱动繁琐过程。在使用时，计算机端只需编写应用操作软件即可。
2.USB总线转发处理：
需要一个转发模块，转发模块主要由控制器及外围电路组成，控制器具有USB、I2C、SPI、UART、CAN等通用总线接口和GPIO口（供自定义接口使用）。控制器的USB接口连接计算机，其余接口连接电子产品的对应接口。计算机端应用软件和控制器通过USB进行通讯，需要定义一个它们之间的通讯协议如下：
帧头：通讯协议包数据开始字段；
接口类型：指定需要转发的接口类型，如I2C、SPI、UART等；
转发长度：“转发数据”字段的数据长度；
转发数据：需要其他接口转发的数据；
校验：对通讯协议数据包数据的校验值，校验方法可以选用和校验、CRC校验等；
帧尾：通讯协议包数据结束字段；
需要转发的数据封装成通讯数据包，计算机发送通讯数据包，控制器接收到后按照“接口类型”字段设定的转发接口选择对应接口将“转发数据”转发出去。
转换模块设置两种工作模式，1)配置模式：用于配置转换输出总线接口参数；2)透传模式：将接收到的计算机端传输数据直接完整转发出去。
转换模块工作过程：
a)配置参数：
通过开关将转换模块工作模式设置为配置模式，设置相应转换接口传输参数，比如传输速率、数据位宽、转换接口类型等，可在计算机端利用自编写软件配置，参数本地保存，设置一次即可，或者采用默认参数。
b)数据转发：
通过开关将转换模块工作模式设置为透传模式，将接收到的计算机数据完整透传出去。
3.转发接口参数配置：
控制器上的I2C、SPI、UART等接口数据传输具有各自的波特率、数据位宽等特性，为了满足不同的传输需求，使用前需要通过计算机端的配置软件对控制器的相关接口进行参数配置，配置完后才进行工作。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。
Claims (6)
1.一种USB转多种总线接口的装置，其特征在于，包括总线转换模块；所述总线转换模块包括计算机连接端、控制器和电子设备连接端；所述控制器包括USB接口、通用总线接口和GPIO口；所述计算机连接端通过控制器的USB接口通与计算机连接，接收计算机数据；所述电子设备连接端通过控制器的其他接口与电子设备连接，进行数据传输。
2.根据权利要求1所述的一种USB转多种总线接口的装置，其特征在于，所述总线转换模块还包括一个参数配置模块，所述参数配置模块输入端连接计算机连接端，输出端连接控制器，通过计算机的配置软件对控制器的相关接口进行参数配置。
3.根据权利要求1所述的一种USB转多种总线接口的装置，其特征在于，所述总线转换模块还包括一个透传模块，所述透传模块输入端连接计算机连接端，输出端连接控制器，通过将接收的计算机数据进行透传。
4.根据权利要求1-3所述的一种USB转多种总线接口的装置的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1. 将总线转换模块的USB接口连接计算机，其他接口连接电子设备的对应接口；
S2. 通过配置模式，对参数进行配置；
S3. 通过穿透模式，将接收到的计算机数据进行透传。
5.根据权利要求4所述的一种USB转多种总线接口的方法，其特征在于，所述的步骤S2还包括以下子步骤：
S201. 通过控制将总线转换模块工作模式设置为配置模式；
S202. 设置相应转换接口传输参数。
6.据权利要求4所述的一种USB转多种总线接口的方法，其特征在于，所述的步骤S3还包括以下子步骤：
S301. 通过控制将总线转换模块工作模式设置为透传模式；
S302. 控制器接收到计算机数据后，通过按照接口类型字段设定的转发接口，选择对应接口，将接收到的计算机数据进行转发。
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2020
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