CN113577782A - 一种适用于游戏手柄、鼠标及键盘转换的适配装置及操作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种适用于游戏手柄、鼠标及键盘转换的适配装置及操作方法，将键盘和鼠标信号与游戏控制器信号‑手柄信号建立映射关系，并通过记忆模块预先存储，操作时通过主控模块即可读取相应的映射关系，将游戏手柄的各个按钮映射到鼠标和键盘上，实现通过键盘和鼠标来操作游戏角色。本发明在操作时，主控模块可直接读取相应映射关系，由此强化了键盘及鼠标的控制延迟标准，一般游戏主机上直接使用原厂的手柄，该手柄最大回报率(Report Rate)大约在250次/秒，也就是4ms汇报一次数据，而该转换器可以强化到1000次/秒，也就是1ms汇报一次数据，换言之，比原厂手柄的延迟缩短到1/4，极大地提升了竞技速率。

Description

一种适用于游戏手柄、鼠标及键盘转换的适配装置及操作 方法
技术领域
本发明属于游戏技术领域，涉及游戏控制技术，尤其涉及一种游戏中适用于游戏手柄、鼠标及键盘转换的适配装置及操作方法。
背景技术
随着游戏行业的发展，游戏机越发普及。多数游戏主机操作控制游戏内容都是使用游戏手柄，现在基本都是使用无线手柄，没有连接线的限制，手柄拿在手里的手感和操作范围都提升了不少，不过无线也存在缺点，手柄操作延时是比较常见的问题，摇杆延迟很大，过了两三秒，视角才会有反应，然后就天旋地转，游戏视角转动根本不受控制。
而有一部分游戏内容并不适合使用游戏手柄操作，如一些基于键盘鼠标设计的游戏，此部分游戏使用游戏手柄操作复杂且体验较差，特别是fps射击类游戏操作会不精准，导致游戏体验效果差。且多数玩家不但习惯使用键盘及鼠标来进行游戏的操作，并且也常使用属于自己个性化的键盘及鼠标当竞技的武器，而不再使用传统的手柄来进行游戏的操作。
发明内容
本发明的目的旨在解决上述游戏手柄操作复杂、延时且体验感差的问题，提供一种适用于游戏手柄、鼠标及键盘转换的适配装置，将键盘及鼠标的信号转换为游戏控制信号，并强化了键盘及鼠标控制延迟标准，为玩家提供更好的游戏操作方式，增进游戏的乐趣。
为了达到上述目的，本发明提供的适用于游戏手柄、鼠标及键盘转换的适配装置包括主控模块以及与主控模块连接的USB Host模块、记忆模块、音频模块、USB Device模块、无线通讯模块、显示模块以及电源管理模块；
所述主控模块用于所述USB Host模块、记忆模块、音频模块、USB Device模块、无线通讯模块、显示模块以及电源管理模块之间协作处理，并用于设定游戏手柄上的按钮及摇杆与键盘上的按键之间、和游戏手柄上的按钮及摇杆与鼠标上的光标移动及按键之间的映射关系，并将设定的映射关系保存至记忆模块；
所述USB Device模块通过有线方式与游戏主机连接；所述无线通讯模块通过无线方式与游戏主机连接；所述USB Host模块分别与键盘、鼠标、游戏手柄相连接；所述音频模块与耳机/麦克风连接；
所述电源管理模块还与USB Host模块连接，电源管理模块为内部各模块及与USBHost模块连接的外接设备供电。
上述适配装置的技术方案中，主控模块可以采用具有逻辑控制功能的微处理器或单片机。所述主控模块除了进行内部各模块间的协作处理外，还对各外接设备USB/无线通讯协议的处理，包括鼠标、键盘、游戏手柄USB协议以及游戏主机的USB/无线通讯协议，这属于本领域的常规处理，均属于本发明的保护范围，但对本发明没有任何限制作用。所述主控模块进一步用于对来自游戏手柄的手柄信号进行加速处理，以提升对游戏操控性，降低延迟。
上述适配装置的技术方案中，所述记忆模块主要用于存储游戏手柄上的按钮及摇杆与键盘上的按键之间、和游戏手柄上的按钮及摇杆与鼠标上的光标移动及按键之间的映射关系。映射关系是指游戏手柄各按钮及摇杆对应键盘鼠标的映射按键。记忆模块中可存储多组映射关系以适应不同的游戏或游戏手柄，用户可以通过键盘上的按键进行映射关系的切换以适用于不同的游戏，即，游戏手柄上的按钮及摇杆与键盘上的按键之间可设置多种映射关系，且游戏手柄上的按钮及摇杆与键盘上的按键之间的映射关系可以根据用户的需求和习惯进行自定义；同样游戏手柄上的按钮及遥感与鼠标上的光标移动及按键之间也可设置多种映射关系，且游戏手柄上的按钮及摇杆与鼠标上光标移动及按键之间的映射关系可以根据用户的需求和习惯进行自定义。
上述适配装置的技术方案中，所述USB Host模块主要用于采集游戏手柄、键盘、鼠标信号进行采集。所述USB Device模块、无线通讯模块均主要用于连接游戏主机。
上述适配装置的技术方案中，所述音频模块主要用于接收并处理来自麦克风的语音信息以及经主控模块传送来的音频数据。所述显示模块主要用于对鼠标键盘转化器的功能操作上的显示以及提示。本发明中，所述显示模块包括单色LED灯和RGB-LED显示灯单元。
上述适配装置的技术方案中，电源管理模块优选内置TypeC PD功能，TypeC PD功能的作用是：当连接的游戏主机具备充电功能或快充功能时，外接电源时也能对游戏主机进行相应的充电。在实现上述供电功能的前提下，电源管理模块可根据常规手段设计即可，也可以采用本领域常用电源管理系统实现，通过电源管理模块将电源有效分配给系统的不同组件。
上述适配装置的技术方案中，游戏主机可以采用但不限于电子游戏机、电脑(PC)、手机或平板等本领域常规的可用于玩电子游戏的设备。电子游戏机包括但不限于PS4、XBoxOne、Switch、PS3、XBox360等本领域常规各类游戏机。
本发明进一步提供了上述适用于游戏手柄、鼠标及键盘转换的的适配装置操作方法，其包括设定模式和操作模式，默认情况下，所述适配装置处于操作模式：
(一)所述设定模式用于设定游戏手柄上的按钮及摇杆与键盘上的按键之间、和游戏手柄上的按钮及摇杆与鼠标上的光标移动及按键之间的映射关系，包括以下步骤：
S1所述主控模块将适配装置调节至设定模式；
S2所述USB Host模块将接收的游戏手柄信号以及与游戏手柄信号对应的键盘或鼠标信号，发送给主控模块；
S3所述主控模块将接收的游戏手柄信号以及与游戏手柄信号对应的键盘或鼠标信号，关联在一起，建立游戏手柄与键盘或鼠标之间的映射关系，并将建立的映射关系存储至记忆模块；
S4所述主控模块将适配装置调节至操作模式；
这里鼠标信号是指鼠标左键、右键、中间键触发信号或者鼠标位置移动感应信号等；键盘信号是指相应按键触发信号；游戏手柄信号是指手柄相应按键触发信号或者摇杆方向信号等。
(二)所述操作模式包括手柄信号传输，音频信号传输；
(1)所述适配装置按照以下步骤完成手柄信号传输：
L1所述USB Host模块将来自键盘或/和鼠标的信号发送给主控模块；
L2所述主控模块根据接收的键盘或/和鼠标信号，从记忆模块中读取与键盘或/和鼠标信号对应的映射关系，并依据映射关系，将键盘或/和鼠标信号作为对应的手柄信号发送给USB Device模块或无线通讯模块；
L3所述USB Device模块或无线通讯模块将接收到的手柄信号发送给游戏主机，游戏主机完成与手柄信号相应的操作；
(2)所述音频信号包括来自游戏主机的音频信号、或/和来自麦克风的音频信号；
当音频信号来自游戏主机时，所述USB Device模块或无线通讯模块将来自游戏主机的音频信号，经主控模块传送至音频模块，音频模块再将音频信号发送给耳机；
当音频信号来自麦克风时，音频模块将来自麦克风输入的语音信号(即音频信号)，并将语音信号转换成数字信号后，再经USB Device模块或无线通讯模块传送到游戏主机。
对于手柄信号传输，在优选实现方式中：
当步骤L2中，所述主控模块同时接收键盘和鼠标信号时，主控模块从记忆模块中读取与键盘和鼠标信号对应的映射关系，并依据映射关系，将键盘和鼠标信号作为对应的手柄信号进行整合，得到整合后的手柄信号，再将其发送给USB Device模块或无线通讯模块。在优选实现方式中，以键盘和鼠标两者传送速度(即回报率)较大者作为整合后的手柄信号的传送速度，将整合后的手柄信号发送给USB Device模块或无线通讯模块。
当步骤L1中，所述USB Host模块或无线通讯模块进一步将来自游戏手柄接收的手柄信号发送给主控模块；步骤L2中，所述主控模块对来自游戏手柄的手柄信号进行加速处理；并依据映射关系，将键盘或/和鼠标信号作为对应的手柄信号与加速后的手柄信号一起进行整合，得到整合后的手柄信号，再将其发送给USB Device模块或无线通讯模块。对来自游戏手柄的手柄信号进行加速处理具体实现方式为，以键盘或鼠标的传送速度(当主控模块同时接收到键盘和鼠标信号时，以键盘和鼠标两者传送速度较大者)作为来自游戏手柄的手柄信号的传送速度。
对于音频信号传输，若游戏手柄连接有耳机，则音频数据同时也经主控模块和USBHost模块传送至游戏手柄，由游戏手柄连接的耳机也输出音频。若游戏手柄连接有麦克风，则USB Host模块读取由与游戏手柄连接的麦克风输入的语音信号，并传送给主控模块，再经USB Device模块或无线通讯模块传送给游戏主机。
所述操作模式进一步包括手柄振动信号传输：当游戏手柄可以操作时，所述USBDevice模块或无线通讯模块将来自游戏主机的手柄振动信号并传送至主控模块，再经USBHost模块把手柄振动数据传送给游戏手柄，让游戏手柄执行相应振动。
本发明提供的适用于游戏手柄、鼠标及键盘转换的适配装置及操作方法具有以下有益效果：
(1)本发明可将键盘和鼠标信号与游戏控制器信号-手柄信号建立映射关系，并通过记忆模块预先存储，操作时通过主控模块即可读取相应的映射关系，将游戏手柄的各个按钮映射到鼠标和键盘上，实现通过键盘和鼠标来操作游戏角色。
(2)本发明游戏手柄上的按钮及摇杆与键盘上的按键之间和游戏手柄上的按钮及摇杆与鼠标上的光标移动及按键之间的映射关系由主控模块进行设定，对应不同的游戏主机或游戏手柄可设定多组映射关系并预存在记忆模块；而且，用户可以根据不同的游戏主机选择预设的映射配置或根据个人需要通过主控模块调整预设映射关系，使用属于自己个性化的键盘及鼠标当游戏竞技的武器。
(3)本发明鼠标、键盘与手柄的映射关系直接存储于记忆模块中，在操作时，主控模块可直接读取相应映射关系，由此强化了键盘及鼠标的控制延迟标准(包括回报率及延迟时间)，一般游戏主机上直接使用原厂的手柄，该手柄最大回报率(Report Rate)大约在250次/秒，也就是4ms汇报一次数据，而该转换器可以强化到1000次/秒，也就是1ms汇报一次数据，换言之，比原厂手柄的延迟缩短到1/4，极大地提升了竞技速率。
(4)本发明通过主控模块设置的主控模块，能够对来自游戏手柄的手柄信号进行加速处理，进一步提升竞技速率。
(5)本发明设置有音频模块，玩家可通过音频模块进行音频数据接收和麦克风信号传送，简单方便，能满足音频特效体验感。
附图说明
图1为本发明适用于游戏手柄、鼠标及键盘转换的适配装置结构示意图。
图2为本发明适用于游戏手柄、鼠标及键盘转换的适配装置与外接部件连接示意图。
图3为电源管理模块及外围电路；
图4为USB Host模块及外围电路原理示意图。
图5为USB接口；其中(a)为游戏手柄接口USB1；(b)为键盘/鼠标接口USB0；(c)为键盘/鼠标接口USB2。
图6为主控模块及外围电路原理示意图。
图7为记忆模块及外围电路。
图8为音频模块及外围电路。
图9为RGB-LED及外围电路。
图10是本发明适用于游戏手柄、鼠标及键盘转换的适配装置操作模式下的工作原理示意图。
具体实施方式
以将结合附图对本发明各实施例的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本发明。
本实施例中，适用于游戏手柄、鼠标及键盘转换的适配装置结构示意图如图1所示，其包括主控模块、USB Host模块、记忆模块、音频模块、USB Device模块、无线通讯模块、显示模块以及电源管理模块。
USB Host模块、记忆模块、音频模块、USB Device模块、无线通讯模块、显示模块以及电源管理模块均与主控模块连接。记忆模块用于存储该适配装置的配置参数，配置参数包括游戏手柄上的按钮及摇杆与键盘上的按键之间和游戏手柄上的按钮及摇杆与鼠标上的光标移动及按键之间的映射关系。电源管理模块还与USB Host模块连接，电源管理模块为内部各模块及与USB Host模块连接的外接设备供电。
USB Device模块通过有线方式与游戏主机连接；无线通讯模块通过无线方式与游戏主机连接；USB Host模块分别与键盘、鼠标、游戏手柄相连接；所述音频模块与耳机/麦克风连接。游戏手柄也可以与耳机/麦克风连接，耳机接口用于连接耳机及麦克风；本实施例中，可以连接3.5mm的标准耳机。
本实施例中，游戏主机为电子游戏机或电脑。该适配装置可以支持游戏手柄、键盘、鼠标来控制游戏，也可以舍弃游戏手柄，直接用键盘、鼠标来控制游戏。
(1)电源管理模块
电源管理模块为主控模块和USB Host模块供电，并通过主控模块上的电源接口为内部其它模块(包括记忆模块、音频模块、USB Device模块、无线通讯模块和显示模块)供电。电源管理模块除了为内部各模块的提供电源，同时也为与USB Host模块连接的外接设备(如鼠标、键盘、游戏手柄)供电。在本实施例中，电源管理模块内置TypeC PD功能，当连接的游戏主机具备充电功能或快充功能时，外接电源时也能对游戏主机进行相应的充电。通过电源管理模块将电源有效分配给系统的不同组件。
如图2所示，将游戏手柄、鼠标、键盘分别通过手柄接口、键盘/鼠标接口与USBHost模块连接，将耳机/麦克风通过耳机接口与音频模块连接，耳机/麦克风也可直接与游戏手柄连接。游戏主机与无线通讯模块无线连接或通过TypeC USB接口与USB Device模块有线连接。
本实施例提供的电源管理模块如图3所示，其包括接口J1和接口J2，J1是电源供电接口，J2是电源供电与USB数据接口，J1电源供电优先于J2电源供电。两者均为JK TYPE-C16针接口。J1的Pin3、4、13、14与供电输出端连接。J2的Pin3、4、13、14与供电输出端连接，J1的Pin4依次经串联的Q1、Q5、Q2三个三极管与J2的Pin4连接；Q1的栅极分为三支，第一支经电阻R8与Q5的源极连接，第二支与三极管Q4的集电极连接，第三支经电阻R6与三极管Q3的基极连接，Q1的源极与Q5的漏极连接，Q1的漏极分为两支，一支与J1的Pin4连接，另一支经电阻R10接地；Q5的栅极分为三支，第一支与Q3的集电极连接，第二支经电阻R7与Q5的源极连接，第三支与Q2的栅极连接，Q5的源极与Q2的源极连接；Q2的漏极与J2的Pin4连接；Q3的基极分为两支，一支经电阻R6与二极管D1的负极连接，另一支与D1的正极连接，D1的正极经电阻R5和电容并联后接地，Q3的发射极接地；Q4的基极经电阻R9与Q1的漏极连接，发射极接地；J2的Pin7、8分别作为游戏主机连接的端口。
J1、J2供电逻辑说明：
(1.1)J2接到USB设备(包括电脑、游戏主机、手机等)，J2 Pin3、4、13、14供电出来，电源经过Q2 MOSFET内部二极管给Q5、R8供电，当J1未接入电源，Q4三极管截止，Q4集电极为高电平，电源经过R8、R6给Q3三极管供电，Q3导通，Q2、Q5栅极为低电平，Q2、Q5导通，给5V网络供电；Q1栅极为高电平，所以Q1截止，5V电源不会串到J1。
(1.2)J2接到USB设备后，J1接入电源，J1 Pin3、4、13、14供电出来，经过R9给Q4基极，Q4导通，Q4集电极为低电平，Q3基极通过D1接到低电平，Q3截止，Q3集电极通过R7给出高电平，Q2、Q5截止；Q1栅极通过Q4集电极接到低电平，Q1导通，J1实现给5V网络供电。
(1.3)J2到USB设备，J1接到电源后，拔除J1供电，供电逻辑转到(1.1)流程。
USB设备传输的数据通过R2、R3接到U3 Pin23、Pin24。
(2)USB Host模块
USB Host模块与游戏手柄、键盘、鼠标均相连接，用于采集游戏手柄、键盘、鼠标信号进行采集。这里鼠标的信号是指鼠标左键、右键、中间键触发信号或者鼠标位置移动感应信号等；键盘的信号是指相应按键触发信号；游戏手柄的信号是指手柄相应按键触发信号或者摇杆方向信号等。USB Host模块包括手柄接口、键盘/鼠标接口。手柄接口用于连接游戏手柄。键盘/鼠标接口用于连接键盘及鼠标。USB Host模块支持常用的低速和全速USB设备的控制传输、批量传输、中断传输、同步/等时传输。
USB Host模块结构如图4所示，其包括芯片U2及其外围电路。U2为SSOP 24封装芯片，其Pin3、4、7、8、9、10，3组USB数据，经过U2内部处理，转成并行数据(U2Pin1、2、5、13、14、15、16、17、18、19、20、22、24)与U3通讯。
手柄接口、键盘/鼠标接口如图5所示。USB1接口为手柄接口，USB0接口为键盘/鼠标接口，USB2接口为键盘/鼠标接口。USB1接口接手柄，Pin1与Pin4为供电输出，Pin2与Pin3为USB通讯数据，与U2 Pin9、Pin10连接。USB0接口接键盘或鼠标，Pin1与Pin4为供电输出，Pin2与Pin3为USB通讯数据，与U2 Pin7、Pin8连接。USB2接口接键盘或鼠标，Pin1与Pin4为供电输出，Pin2与Pin3为USB通讯数据，与U2 Pin3、Pin4连接。
(3)主控模块
主控模块主要用于内部各模块间的协作处理，以及各外接设备的USB/无线通讯协议，包括鼠标、键盘、游戏手柄的USB协议以及游戏主机的USB/无线通讯协议。主控模块采用具有相应逻辑控制功能的微处理器(Microprocessor，MPC)或单片机(MicrocontrollerUnit，MCU)即可实现。在进行游戏操作时，当鼠标、键盘、手柄被操作时，主控模块接收鼠标、键盘、手柄的信号，同时读取记忆模块中相应记忆位置的映射关系，并以此映射关系为基础将鼠标、键盘及手柄信号整合成操作信号，经USB Device模块或无线通讯模块传递给游戏主机，从而实现将键盘和鼠标信号转换为游戏控制器信号的功能。
此外，主控模块还用于设定游戏手柄上的按钮及摇杆与键盘上的按键之间、和游戏手柄上的按钮及摇杆与鼠标上的光标移动及按键之间的映射关系，以及对来自游戏手柄的手柄信号进行加速处理，以提升竞技速率。
本实施例提供的主控模块结构如图6所示，其包括单片机芯片U3及其外围电路，U3芯片为LQFP48封装芯片，主要包括以下设置：
(3.1)电源：U3 Pin3电源输入脚；Pin42为3.3V电源输出脚，给U2与U6供电。Pin2与Pin12为数字地，Pin40为模拟地。
(3.2)单色LED控制：U3 Pin5、6、48、47、46、45、44、43分别控制LED1-LED8灯亮灭。
(3.3)RGB LED控制：U3 Pin22输出脉冲信号，控制RGB LED显示各种颜色。
(3.4)记忆模块通讯：U3 Pin15、16、21与U4连接，从U4数据读取或写入数据到U6。
(3.5)电脑主机/手机通讯：U3 Pin23、24通过J2连接器与电脑主机/手机通讯。
(3.6)USB Host通讯：U3 Pin20、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35与U2(USBHost模块)连接通讯。
(3.7)声音输入输出：U3 Pin36、37为声音输出，U3 Pin41为声音输入，Pin18为耳机接入检测。
(3.8)无线通讯：U3 Pin10为无线信号输入与输出。
(4)记忆模块
记忆模块用于存储游戏手柄上的按钮及摇杆与键盘上的按键之间和游戏手柄上的按钮及摇杆与鼠标上的光标移动及按键之间的映射关系。游戏手柄上的按钮及摇杆与键盘上的按键之间可设置多种映射关系，且游戏手柄上的按钮及摇杆与键盘上的按键之间的映射关系可以根据用户的需求和习惯进行自定义；对游戏手柄上的按钮及遥感与鼠标上的光标移动及按键之间也可设置多种映射关系，且游戏手柄上的按钮及摇杆与鼠标上光标移动及按键之间的映射关系可以根据用户的需求和习惯进行自定义。记忆模块可创建多个页区以储存不同的映射关系以适用于不同的游戏。如，记忆模块具有8页区，即可储存8组设定值。记忆模块可以采用本领域常规记忆芯片实现相应功能。
本实施例提供的记忆模块如图7所示，其包括芯片U4及其外围电路。U4为EEPROM芯片，其与U3通过I2C通讯，R11、R12给I2C提供高电平。
(5)音频模块
音频模块主要用于接收并处理来自麦克风的语音信息并经主控模块传送给游戏主机，接收并处理由游戏主机经主控模块传送来的音频数据。通过插接耳机及麦克风，即可实现游戏音乐、游戏音效的播放以及对话等音频功能。音频模块可以采用本领域常规音频芯片实现相应功能。
本实施例提供的音频模块如图8所示，其包括PJ1耳机座。DACVDD与U3的EARPHONES-ADC并联设置，分别经电阻R13和R14与PJ1的Pin1连接；MIC(麦克风)为声音输入端，其经电容C25接入PJ1的Pin1；PJ1的Pin2和PJ1的Pin3分别经电容C26和C27作为耳机左、右通道接口，U3的EARPHONES-CHECK经电阻R15与PJ1的Pin7连接；Pin1经电容C28与Pin4连接。耳机插入到PJ1耳机座，PJ1的Pin7与Pin4之间连接断开，EARPHONES_CHECK网络变为高电平，U3 Pin18检测到高电平，U3芯片打开音频功能。声音通过U3 Pin36、Pin37输出，经过C26、C27驱动耳机喇叭；DACVDD网络通过R13给麦克风供电，麦克风的声音转成电信号，通过PJ1 Pin1接入，经过C25隔直耦合，传入U3 Pin41。EARPHONES-ADC检测耳机按键功能，传入U3的Pin1。
(6)USB Device模块
USB Device模块通过有线方式与游戏主机连接。在进行游戏时，可通过USBDevice模块传送主控模块的操作信号至游戏主机；同时可通过USB Device模块将游戏主机的音频数据经主控模块传送至音频模块。USB Device模块包括TypeC USB接口，主要用于连接游戏设备。TypeC USB接口的数量可以为一个或两个。当有两个时，另一个TypeC USB接口可以用于外接电源，以满足功耗较大的键盘及鼠标，并对游戏主机进行充电。
本实施例使用前面给出的接口J2来实现。
(7)无线通讯模块
无线通讯模块通过无线方式与游戏主机连接。无线通讯模块与USB Device模块的功能相似，在实际使用过程中，无线通讯模块与USB Device模块择其一与游戏主机(或电脑等外接设备)进行连接。进行游戏时，可通过无线通讯模块传送主控模块的操作信号至游戏主机；同时可通过无线通讯模块将游戏主机的音频数据经主控模块传送至音频模块。无线通信模块可以采用蓝牙模块或WIFI模块等本领域常用无线连接模块。蓝牙、WIFI等无线连接方式均为本领域内成熟的技术，其具体实现方式根据本领域常规手段设计即可。
本实施例中，芯片U3 Pin10为无线信号输入与输出，通过与Pin10连接的天线，接收或发射无线信号。
(8)显示模块
显示模块包括单色LED灯和RGB-LED显示灯单元。显示灯单元用于当操作切换状态时，提醒操作者。指示灯模块包括至少一个LED指示灯。可为一个或多个，可根据实际情况进行设置。显示灯产生的光效还可让用户情绪融入游戏中。
本实施例中设置了LED1-LED8八个单色LED和一个RGB LED。
LED1-LED8八个单色LED与U3连接，U3做输出控制LED1-LED8灯，输出高，LED灯亮；输出低，LED灯灭。
如图9所示，RGB-LED Pin2与Pin4分别为供电脚，Pin1为通讯数据脚，RGB-LED通讯信号高电平为大于3.5V与低电平小于1.5V；TIME_SERIES网络连接到U3 Pin22，输出高电平为3.3V，输出低电平为0V；R17、D2、C29组成电压转换，输出高电平为4V，输出低电平为0.7V；高低电平都在RGB-LED接收范围内。
可以根据实际情况，选择LED1-LED8单色LED之一或者RGB-LED来分别表示设定模式、键盘接入、鼠标接入、返回默认等操作。
实施例2
本实施例提供了实施例1中给出的适用于游戏手柄、鼠标及键盘转换的适配装置操作方法，其包括设定模式和操作模式，默认情况下，所述适配装置处于操作模式。根据显示模块(指示灯单元)可确定当下操作状态。操作模式下，操作键盘、鼠标及游戏手柄即可进行游戏；设定模式下，可对游戏手柄上的按钮及摇杆与键盘上的按键之间和游戏手柄上的按钮及摇杆与鼠标上的光标移动及按键之间的映射关系进行设置，并存储于记忆模块中。除此之外，针对于游戏中常用的功能，可以通过设定的功能快捷键来实现，功能快捷键及相应关联的功能存储于至记忆模块。表1给出了一组功能快捷键示例。
表1键盘按键与适配装置功能切换
功能切换 按键
模式选择 KEY_F12+KEY_F11
页区选择 KEY_F12+KEY_F1-KEY_F8
鼠标感度选择 KEY_F12+KEY_1-KEY_9
鼠标Y轴方向切换 KEY_F12+KEY_Y
死区设定 KEY_F11+Num(默认权限属于管理者，游戏使用者无此权限)
页区1返回默认 KEY_F12+KEY_F10+KEY_F1(长按3秒)
页区2返回默认 KEY_F12+KEY_F10+KEY_F2(长按3秒)
全页区返回默认 KEY_F12+KEY_F10+KEY_F9(长按3秒)
ISP功能 KEY_F12+KEY_F10+KEY_ESC(长按3秒)
… …
表1中，设定模式是指：同时按下键盘上的KEY_F12、KEY_F11即可进行操作模式和设定模式的切换；页区主要是用于游戏配置，不同页区用于对不同游戏或者同一游戏的不同场景进行配置，页区选择是指：用户可通过同时按键盘的KEY_F12及F1-F8，F1为页区1；F2为页区2；...依此类推，在多组映射关系中切换；默认是指：出厂设置；ISP(In SystemProgram)功能，用于产品升级。
上述鼠标感度选择用于调整鼠标的移动速度，可依游戏操控需求进行选择，同时按下KEY_F12及英文字母上方的数字键1-9，1为感度最低，9为感度最高，默认值为4。部分游戏Y轴的控制方向设定为相反方向，使用者可依游戏操控需求和使用习惯进行鼠标Y轴方向切换，同时按下KEY_F12及KEY_Y，即可对鼠标Y轴方向进行切换。
两种工作模式的切换以及功能切换，可以由主控芯片依据接收的功能快捷键信号，从记忆模块读取关联的功能来执行。
以下分别对设定模式下和操作模式下的具体操作进行详细的解释。
(一)设定模式
设定模式用于设定游戏手柄上的按钮及摇杆与键盘上的按键之间、和游戏手柄上的按钮及摇杆与鼠标上的光标移动及按键之间的映射关系，其是通过主控模块来实现的。主控模块具有的映射功能可定制游戏手柄上所有的按钮及摇杆，并将游戏手柄的各个按钮及摇杆映射到鼠标和键盘上，主控模块再将相应的映射关系存储于记忆模块中。
本实施例中，芯片U3与芯片U2通讯连接，芯片U2通过USB1接口、USB0接口、USB2接口与游戏手柄、键盘、鼠标连接。U2将接收的来自游戏手柄、键盘和鼠标的信号进行处理，转成并行数据，再转发给芯片U3。在设定模式下，芯片U3将接收的来自游戏手柄的信号与来自键盘或鼠标的信号关联在一起，从而建立手柄与键盘或鼠标之间的映射关系，并将游戏手柄与键盘或鼠标的关联信息(即游戏手柄与键盘或鼠标之间的映射关系)保存至芯片U6。
基于上述主控模块结构，对游戏手柄上的按钮及摇杆与键盘上的按键之间、和游戏手柄上的按钮及摇杆与鼠标上的光标移动及按键之间的映射关系进行设定，主要可以分为键盘或鼠标按键设定、鼠标滑动设定。
①键盘或鼠标按键设定方法，具体步骤如下：
S1主控模块将适配装置调节至设定模式。
这里，可以同时按下KEY_F12、KEY_F11，主控模块依据接收的键盘信号进入设定模式。
S2 USB Host模块将接收的游戏手柄信号以及与游戏手柄信号对应的键盘或鼠标信号，发送给主控模块。
这里，游戏手柄信号指的是游戏手柄的按钮信号，按着游戏手柄的按钮不放(十字键可以支持8个方向设定)；再按一下要设定的键盘或鼠标上按键(按键只支持单键对应功能)，USB Host模块将接收的游戏手柄的按钮信号以及与键盘或鼠标上对应按键信号，发送给主控模块。
S3主控模块将接收的游戏手柄信号以及与游戏手柄信号对应的键盘或鼠标信号，关联在一起，建立游戏手柄与键盘按键或鼠标按键之间的映射关系，并将建立的映射关系存储至记忆模块。
放开手柄上的按键。重复步骤S2～S3，直至游戏手柄所有按钮映射完成。
S4主控模块将适配装置调节至操作模式。
这里，再次同时按下KEY_F12、KEY_F11，主控模块依据接收的键盘信号进入操作模式。
每个页区可以对键盘或鼠标按键设定不同的映射关系。各页区的键盘或鼠标按键设定，可以单独设定。在设定模式下，首先通过功能切换快捷键切换到相应的页区，然后重复上述步骤S2-S3，完成当前页区的键盘或鼠标按键设定；再通过功能切换快捷键切换到另一页区，继续重复上述步骤S2-S3，直至所有页区的键盘或鼠标按键设定完毕。
②鼠标滑动设定方法，步骤如下：
S1主控模块将适配装置调节至设定模式。
这里，可以同时按下KEY_F12、KEY_F11，主控模块依据接收的键盘信号进入设定模式。
S2 USB Host模块将接收的游戏手柄信号以及与游戏手柄信号对应的鼠标滑动信号，发送给主控模块。
这里，游戏手柄信号指的是游戏手柄的按钮信号，游戏手柄的摇杆左3D(即左摇杆)或右3D(即右摇杆)方向推到底(上、下、左、右任一方向)；滑一下鼠标(鼠标只支持左3D或右3D对应功能)；USB Host模块将接收的游戏手柄的摇杆信号以及鼠标对应动作信号(即鼠标滑动信号)，发送给主控模块。
S3主控模块将接收的游戏手柄信号以及与游戏手柄信号对应的鼠标滑动信号，关联在一起，建立游戏手柄与鼠标滑动操作之间的映射关系，并将建立的映射关系存储至记忆模块；
这里，主控模块将接收的摇杆左3D或右3D信号和鼠标对应动作信号存储至记忆模块中，从而建立摇杆左3D或右3D信号和鼠标对应动作信号的映射关系。
放开游戏手柄上的摇杆。重复步骤S2～S3，直至游戏手柄所有摇杆映射完成。
S4所述主控模块将适配装置调节至操作模式。
这里，再次同时按下KEY_F12、KEY_F11，主控模块依据接收的键盘信号进入操作模式。
每个页区可以对鼠标滑动设定不同的映射关系。各页区的鼠标滑动设定，可以单独设定。在设定模式下，首先通过功能切换快捷键切换到相应的页区，然后重复上述步骤S2-S3，完成当前页区的鼠标滑动设定；再通过功能切换快捷键切换到另一页区，继续重复上述步骤S2-S3，直至所有页区的鼠标滑动设定完毕。
设定过程中如果不按游戏手柄按钮或不推动摇杆，键盘或鼠标上原设定的按键功能会被清除。映射设置完成后(即游戏手柄的各个按钮及摇杆均映射到对应的鼠标/键盘的按键上)再离开设定模式。
根据上述设定操作，采用不同游戏手柄进行引导，具体映射关系设定如表2和表3所示。
表2鼠标映射关系
Figure BDA0003176275340000131
表3键盘映射关系
Figure BDA0003176275340000132
Figure BDA0003176275340000141
Figure BDA0003176275340000151
作为一种映射关系设置的可实现方式，也可以先在计算机(如电脑(PC)、手机或平板(IPAD))上将游戏手柄上的按钮及摇杆与键盘上的按键之间和游戏手柄上的按钮及摇杆与鼠标上的光标移动及按键之间的映射关系，按照上述方法编辑好程序，并将编辑好的程序通过USB Device模块(或无线通讯模块)经主控模块储存于记忆模块中。
游戏主机以PS4、XBoxOne、Switch、PC、PS3、XBox360为例，本实施例提供的适配装置分别连接PS4、XBoxOne、Switch、PC、PS3、XBox360，经相应手柄的引导(即将游戏手柄的各个按钮及摇杆映射到对应的鼠标/键盘的按键的设置过程，以下简称引导)，该适配装置将存储多组不同的映射关系，以适应不同的游戏主机。
PS4游戏主机上：USB Device模块(或无线通讯模块)与PS4游戏主机连接后，使用PS4手柄引导，引导后，适配装置的功能为具备耳机的PS4手柄，耳机参数为48K/16bit/2CH，麦克风(MIC)48K/16bit/1CH。如适配装置不使用PS4手柄引导，则适配装置只具备单纯PS4耳机功能。
XboxOne游侠主机上：USB Device模块(或无线通讯模块)与XboxOne游戏主机连接后，使用XboxOne手柄引导，引导后，适配装置的功能为具备耳机的XboxOne手柄，耳机参数为48K/16bit/2CH，麦克风(MIC)24K/16bit/1CH。
Switch游戏主机上：USB Device模块(或无线通讯模块)与Switch游戏主机连接后，使用SwitchPro手柄引导，引导后，适配装置的功能为标准SwitchPro手柄。当适配装置不使用手柄引导，其功能为具备耳机的一般手柄，耳机参数为48K/16bit/2CH，麦克风(MIC)48K/16bit/1CH。
PC主机上：USB Device模块(或无线通讯模块)与PC主机连接后，适配装置可以使用PS4/XBoxOne/Xbox360等手柄来引导，引导后，适配装置的功能如同相应手柄在PC上的功能。如果不接引导，适配装置会变为具备耳机的一般手柄。耳机参数为48K/16bit/2CH，麦克风(MIC)参数为48K/16bit/1CH。
需要说明的是，手机/平板等可进行电子游戏的移动平台与PC主机类似，USBDevice模块(或无线通讯模块)与手机/平板等可进行电子游戏的移动平台连接后，经不同游戏手柄引导后，适配装置的功能如同相应手柄在PC上的功能。
PS3游戏主机上：USB Device模块(或无线通讯模块)与PS3游戏主机连接后，使用PS3手柄引导，引导后，适配装置的功能为一般PS3手柄。
XBox360游戏主机上：USB Device模块(或无线通讯模块)与XBox360游戏主机连接后，使用XBox360手柄引导，引导后，适配装置的功能为一般XBox360手柄。
(二)操作模式包括手柄信号传输，音频信号传输和振动信号传输，如图10所示。
(1)适配装置按照以下步骤完成手柄信号传输：
L1 USB Host模块将来自键盘或/和鼠标的信号发送给主控模块。
当不需要游戏手柄时，可以通过USB Host的USB口拔除，将游戏手柄的信号接收端断开。
当USB Host模块同时连接有游戏手柄时，USB Host模块或无线通讯模块进一步将来自游戏手柄接收的手柄信号发送给主控模块。
L2本步骤分为以下几种情况：
(i)当主控模块接收的是键盘或鼠标信号时，主控模块根据接收的键盘或鼠标信号，从记忆模块中读取与键盘或鼠标信号对应的映射关系，并依据映射关系，将键盘或鼠标信号作为对应的手柄信号发送给USB Device模块或无线通讯模块。
(ii)当主控模块接收的是键盘和鼠标信号时，主控模块从记忆模块中读取与键盘和鼠标信号对应的映射关系，并依据映射关系，将键盘和鼠标信号作为对应的手柄信号进行整合，并以键盘和鼠标两者传送速度(即回报率)较大者作为整合后的手柄信号的传送速度，将整合后的手柄信号发送给USB Device模块或无线通讯模块。再将其发送给USBDevice模块或无线通讯模块。这里的整合，是将关于手柄的操作信号合并在一起，例如键盘信号对应的游戏手柄操作为“十字键下”，鼠标信号对应的游戏手柄操作为“手柄右摇杆左”，此时主控模块可以将作为“十字键下”的键盘信号和作为“手柄右摇杆左”的鼠标信号进行整合，得到整合后的手柄信号即为“十字键下”同时“手柄右摇杆左”。
(iii)当主控模块接收的是键盘信号和来自游戏手柄的手柄信号时，主控模块对来自游戏手柄的手柄信号进行加速处理，即以键盘的传送速度作为来自游戏手柄的手柄信号的传送速度；并依据映射关系，将键盘信号作为对应的手柄信号与加速后的手柄信号一起进行整合，得到整合后的手柄信号(整合后的手柄信号传送速度为键盘的传送速度)，并将其发送给USB Device模块或无线通讯模块。
(iv)当主控模块接收的是鼠标信号和来自游戏手柄的手柄信号时，主控模块对来自游戏手柄的手柄信号进行加速处理，即以鼠标的传送速度作为来自游戏手柄的手柄信号的传送速度；并依据映射关系，将鼠标信号作为对应的手柄信号与加速后的手柄信号一起进行整合，得到整合后的手柄信号(整合后的手柄信号传送速度为鼠标的传送速度)，并将其发送给USB Device模块或无线通讯模块。
(v)当主控模块接收的是键盘信号、鼠标信号和来自游戏手柄的手柄信号时，主控模块对来自游戏手柄的手柄信号进行加速处理，即以键盘和鼠标两者传送速度较大者作为来自游戏手柄的手柄信号的传送速度；并依据映射关系，将键盘信号、鼠标信号作为对应的手柄信号与加速后的手柄信号一起进行整合，得到整合后的手柄信号(整合后的手柄信号传送速度为键盘和鼠标两者传送速度较大者)，并将其发送给USB Device模块或无线通讯模块。
L3 USB Device模块或无线通讯模块将接收到的手柄信号发送给游戏主机，游戏主机完成与手柄信号相应的操作。
(2)音频信号传输
音频信号包括来自游戏主机的音频信号、或/和来自麦克风的音频信号；
当音频信号来自游戏主机时，USB Device模块或无线通讯模块将来自游戏主机的音频信号，经主控模块主控模块传送至音频模块，音频模块再将音频信号发送给耳机；若游戏手柄连接有耳机，则音频数据同时也经主控模块和USB Host模块传送至游戏手柄，由游戏手柄连接的耳机输出音频。
当音频信号来自麦克风时，音频模块将来自麦克风输入的语音信号(即音频信号)，并将语音信号转换成数字信号后，再经USB Device模块或无线通讯模块传送到游戏主机。若游戏手柄连接有麦克风，则USB Host模块读取由与游戏手柄连接的麦克风输入的语音信号，并传送给主控模块，再经USB Device模块或无线通讯模块传送给游戏主机。
(3)振动信号传输
当游戏手柄可以操作时，USB Device模块或无线通讯模块将来自游戏主机的手柄振动信号并传送至主控模块，再经USB Host模块把手柄振动数据传送给游戏手柄，让游戏手柄执行相应振动。
本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种适用于游戏手柄、鼠标及键盘转换的适配装置，其特征在于，包括主控模块以及与主控模块连接的USB Host模块、记忆模块、音频模块、USB Device模块、无线通讯模块、显示模块以及电源管理模块；
所述主控模块用于所述USB Host模块、记忆模块、音频模块、USB Device模块、无线通讯模块、显示模块以及电源管理模块之间协作处理，并用于设定游戏手柄上的按钮及摇杆与键盘上的按键之间、和游戏手柄上的按钮及摇杆与鼠标上的光标移动及按键之间的映射关系，并将设定的映射关系保存至记忆模块；
所述USB Device模块通过有线方式与游戏主机连接；所述无线通讯模块通过无线方式与游戏主机连接；所述USB Host模块分别与键盘、鼠标、游戏手柄相连接；所述音频模块与耳机/麦克风连接；
所述电源管理模块还与USB Host模块连接，电源管理模块为内部各模块及与USB Host模块连接的外接设备供电。
2.根据权利要求1所述的适用于游戏手柄、鼠标及键盘转换的适配装置，其特征在于，所述主控模块进一步用于对来自游戏手柄的手柄信号进行加速处理。
3.一种权利要求1或2所述适用于游戏手柄、鼠标及键盘转换的的适配装置操作方法，其特征在于，包括设定模式和操作模式，默认情况下，所述适配装置处于操作模式：
(一)所述设定模式用于设定游戏手柄上的按钮及摇杆与键盘上的按键之间、和游戏手柄上的按钮及摇杆与鼠标上的光标移动及按键之间的映射关系，包括以下步骤：
S1所述主控模块将适配装置调节至设定模式；
S2所述USB Host模块将接收的游戏手柄信号以及与游戏手柄信号对应的键盘或鼠标信号，发送给主控模块；
S3所述主控模块将接收的游戏手柄信号以及与游戏手柄信号对应的键盘或鼠标信号，关联在一起，建立游戏手柄与键盘或鼠标之间的映射关系，并将建立的映射关系存储至记忆模块；
S4所述主控模块将适配装置调节至操作模式；
(二)所述操作模式包括手柄信号传输，音频信号传输；
(1)所述适配装置按照以下步骤完成手柄信号传输：
L1所述USB Host模块将来自键盘或/和鼠标的信号发送给主控模块；
L2所述主控模块根据接收的键盘或/和鼠标信号，从记忆模块中读取与键盘或/和鼠标信号对应的映射关系，并依据映射关系，将键盘或/和鼠标信号作为对应的手柄信号发送给USB Device模块或无线通讯模块；
L3所述USB Device模块或无线通讯模块将接收到的手柄信号发送给游戏主机；
(2)所述音频信号包括来自游戏主机的音频信号、或/和来自麦克风的音频信号；
当音频信号来自游戏主机时，所述USB Device模块或无线通讯模块将来自游戏主机的音频信号，经主控模块传送至音频模块，音频模块再将音频信号发送给耳机；
当音频信号来自麦克风时，音频模块将来自麦克风输入的语音信号，并将语音信号转换成数字信号后，再经USB Device模块或无线通讯模块传送到游戏主机。
4.根据权利要求3所述的适用于游戏手柄、鼠标及键盘转换的适配装置操作方法，其特征在于，当步骤L2中，所述主控模块同时接收键盘和鼠标信号时，主控模块从记忆模块中读取与键盘和鼠标信号对应的映射关系，依据映射关系，将键盘和鼠标信号作为对应的手柄信号进行整合，得到整合后的手柄信号，并将其发送给USB Device模块或无线通讯模块。
5.根据权利要求4所述的适用于游戏手柄、鼠标及键盘转换的适配装置操作方法，其特征在于，以键盘和鼠标两者传送速度较大者作为整合后的手柄信号的传送速度，将整合后的手柄信号发送给USB Device模块或无线通讯模块。
6.根据权利要求3至5任一权利要求所述的适用于游戏手柄、鼠标及键盘转换的适配装置操作方法，其特征在于，当步骤L1中，所述USB Host模块或无线通讯模块进一步将来自游戏手柄接收的手柄信号发送给主控模块；步骤L2中，所述主控模块对来自游戏手柄的手柄信号进行加速处理；并依据映射关系，将键盘或/和鼠标信号作为对应的手柄信号与加速后的手柄信号一起进行整合，得到整合后的手柄信号，并将其发送给USB Device模块或无线通讯模块。
7.根据权利要求6所述的适用于游戏手柄、鼠标及键盘转换的适配装置操作方法，其特征在于，对来自游戏手柄的手柄信号进行加速处理的具体实现方式为，以键盘或鼠标的传送速度作为来自游戏手柄的手柄信号的传送速度。
8.根据权利要求7所述的适用于游戏手柄、鼠标及键盘转换的适配装置操作方法，其特征在于，当主控模块同时接收到键盘和鼠标信号时，以键盘和鼠标两者传送速度较大者作为来自游戏手柄的手柄信号的传送速度。
9.根据权利要求3所述的适用于游戏手柄、鼠标及键盘转换的适配装置操作方法，其特征在于，所述操作模式进一步包括手柄振动信号传输：当游戏手柄可以操作时，所述USBDevice模块或无线通讯模块将来自游戏主机的手柄振动信号并传送至主控模块，再经USBHost模块把手柄振动数据传送给游戏手柄。
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