CN114840457A - 一种多通道无延时切换系统 - Google Patents

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CN114840457A
CN114840457A CN202210565968.3A CN202210565968A CN114840457A CN 114840457 A CN114840457 A CN 114840457A CN 202210565968 A CN202210565968 A CN 202210565968A CN 114840457 A CN114840457 A CN 114840457A
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switching system
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usb interface
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徐敏迪
柴孟阳
蒋磊磊
吴真蓉
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Nantong Academy of Intelligent Sensing
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Nantong Academy of Intelligent Sensing
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    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F13/00—Interconnection of, or transfer of information or other signals between, memories, input/output devices or central processing units
    • G06F13/38—Information transfer, e.g. on bus
    • G06F13/382—Information transfer, e.g. on bus using universal interface adapter
    • G06F13/385—Information transfer, e.g. on bus using universal interface adapter for adaptation of a particular data processing system to different peripheral devices
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2213/00—Indexing scheme relating to interconnection of, or transfer of information or other signals between, memories, input/output devices or central processing units
    • G06F2213/0042—Universal serial bus [USB]

Abstract

本发明提供了一种多通道无延时切换系统，可用于扫码枪、共享键盘、鼠标、打印机等具有串行总线接口且需要多台电脑共享且切换的设备，通过所述多通道无延时切换系统，可使多个电脑同享同一设备，节省设备使用成本；同时相比于USB端口的物理切换会产生信号延时、且不可靠的问题，本发明提供的切换系统通过采用HID协议信号转换，解决了USB物理切换产生的延时问题，性价比高且稳定可靠，为共享设备在工业现场低成本批量应用提供了一种解决办法。

Description

一种多通道无延时切换系统
技术领域
本发明涉属于智能设备领域，具体涉及一种多通道无延时切换系统。
背景技术
随着信息技术的不断发展，人机接口设备从物流、工业生产、零售到医疗服务都得到了广泛的应用。这些设备如扫码枪，用于读取如条形码和QR码；如鼠标，用于读取滑动信息；如键盘，用于键入按键信息；这些读取的信息通过通信接口传输到PC机、手机和控制器。在各种基于PC的工业生产线上可以看到，每台PC需要配置一个扫描枪，一块键盘，一只鼠标；而单个作业单位往往会架设多台PC以满足同时生产的需要，而PC和这些设备之间需要一对一的通信，导致需要架设大量的设备；因闲置的时间远远大于使用这些设备本身的时间，造成这些人机接口设备有效利用率低；且需要作业人员从多个设备中选择，影响了工作效率。传统的USB切换器是在信号线上去做物理切换，而USB设备在切换时需要一定的枚举时间，会导致一定的时间延时；在这里我们使用串行总线接口，使用了模拟信号切换芯片，将信号路由到多个串行总线接口转USB HID的协议芯片，其中每一个USB口对应一台PC；由于串行总线信号切换不需要等待时间，且每一个USB HID协议芯片都处于工作状态，可以实现多通道、无延时、且免驱动的切换系统；实现一台人机设备在多台PC间快速切换。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种多通道无延时切换系统，以解决扫码枪、鼠标、键盘、打印机等共享设备数量多以致影响工作效率且浪费资源的问题。
为实现上述目的，本发明提供技术方案如下：
一种多通道无延时切换系统，包括薄膜开关、MCU芯片、通道切换电路、共享设备接口、HID协议芯片、USB接口；
所述薄膜开关与所述MCU芯片电性连接，用于发送开关指令至所述MCU芯片；
所述MCU芯片与所述通道切换电路电性连接，用于发送控制指令至所述通道切换电路；
所述共享设备接口输入端连接共享设备，用于接受共享设备的信号，所述共享设备接口的输出端与所述通道切换电路电性连接，用于传送共享设备信号至所述通道切换电路；
所述通道切换电路与所述HID协议芯片电性连接，用于执行控制指令传送共享设备信号至所述HID协议芯片；
所述HID协议芯片与所述USB接口电性连接，用于将共享设备信号转化为USB信号后传送至所述USB接口；所述USB接口连接PC端，用于发送USB信号至PC端。
进一步地，所述系统还包括USB接口供电电路，与所述USB接口电性连接，用于USB接口的供电。
进一步地，所述系统还包括通道指示LED灯，所述与所述MCU芯片连接，用于显示工作通道。
进一步地，所述USB接口叠层排列。
进一步地，所述USB接口数量大于1个。
进一步地，每个所述USB接口对应一个HID协议芯片；每个所述HID协议芯片对应一个通道；每个所述通道对应一个薄膜开关。
进一步地，所述MCU芯片选用意法半导体STM8。
进一步地，所述通道切换电路选用74HC4051模拟多路切换器。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本发明提供的多通道无延时切换系统，可用于扫码枪、共享键盘、鼠标、打印机等具有串行总线接口且需要多台电脑共享且切换的设备，通过多通道无延时切换系统，可使多个电脑同享同一设备，节省设备使用成本；同时相比于USB端口的物理切换会产生信号延时、且不可靠的问题，本发明提供的切换系统通过采用HID协议信号转换，解决了USB物理切换产生的延时问题，性价比高且稳定可靠，为共享设备在工业现场低成本批量应用提供了一种解决办法。
附图说明
图1为一实施例中的多通道无延时切换系统的结构示意图。
具体实施方式
以下参考说明书附图介绍本发明的多个优选实施例，使其技术内容更加清楚和便于理解。本发明可以通过许多不同形式的实施例来得以体现，本发明的保护范围并非仅限于文中提到的实施例。
如图1所示，本实施例提供了一种多通道无延时切换系统，用于实现一个共享设备进行多个通道的接口切换。
所述切换系统包括薄膜开关1、MCU芯片2、通道切换电路3、共享设备接口7、HID协议芯片4、USB接口5；薄膜开关1与MCU芯片2电性连接，用于发送开关指令至MCU芯片2；MCU芯片2与通道切换电路3电性连接，用于发送控制指令至通道切换电路3；共享设备接口7输入端连接共享设备，用于接受共享设备的信号，共享设备接口7的输出端与通道切换电路3电性连接，用于传送共享设备信号至通道切换电路3；通道切换电路3与HID协议芯片4电性连接，用于执行控制指令传送共享设备信号至HID协议芯片4；HID协议芯片4与USB接口5电性连接，用于将共享设备信号转化为USB信号后传送至USB接口5；USB接口5连接PC端，用于发送USB信号至PC端。
可选地，切换系统还包括USB接口供电电路8，与USB接口5电性连接，用于USB接口的供电。切换系统还包括通道指示LED灯6，与MCU芯片2连接，用于显示工作通道。
可选地，为节省空间，USB接口5采用叠层排列的方式。
可选地，USB接口5数量大于1个，以实现多通道的切换。
优选地，每个USB接口5对应一个HID协议芯片4；每个HID协议芯片对应一个通道；每个通道对应一个薄膜开关。
在本实施例中，MCU芯片3选用意法半导体STM8。
在另一实施例中，通道切换电路选用74HC4051模拟多路切换器。
在另一实施例中，通道切换电路3选用74HC4051模拟多路切换器。
当采用多通道无延时切换系统进行工作时，首先按下薄膜开关1，MCU芯片2接受到开关信号后，传送指令至通道切换电路3，同时相应通道指示LED灯6亮，此时共享设备进行工作，通道切换电路3将共享设备信号传送给HID协议芯片4，HID协议芯片4将得到的信号转化为USB信号并传送至USB接口，最终传至PC端。通过按下不同通道对应的薄膜开关即可进行不同通道的切换，实现一个共享设备完成多个通道的工作。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (8)

1.一种多通道无延时切换系统，其特征在于，包括薄膜开关、MCU芯片、通道切换电路、共享设备接口、HID协议芯片、USB接口；
所述薄膜开关与所述MCU芯片电性连接，用于发送开关指令至所述MCU芯片；
所述MCU芯片与所述通道切换电路电性连接，用于发送控制指令至所述通道切换电路；
所述共享设备接口输入端连接共享设备，用于接受共享设备的信号，所述共享设备接口的输出端与所述通道切换电路电性连接，用于传送共享设备信号至所述通道切换电路；
所述通道切换电路与所述HID协议芯片电性连接，用于执行控制指令传送共享设备信号至所述HID协议芯片；
所述HID协议芯片与所述USB接口电性连接，用于将共享设备信号转化为USB信号后传送至所述USB接口；所述USB接口连接PC端，用于发送USB信号至PC端。
2.如权利要求1所述的多通道无延时切换系统，其特征在于，所述系统还包括USB接口供电电路，与所述USB接口电性连接，用于USB接口的供电。
3.如权利要求1所述的多通道无延时切换系统，其特征在于，所述系统还包括通道指示LED灯，所述与所述MCU芯片连接，用于显示工作通道。
4.如权利要求1所述的多通道无延时切换系统，其特征在于，所述USB接口叠层排列。
5.如权利要求1所述的多通道无延时切换系统，其特征在于，所述USB接口数量大于1个。
6.如权利要求5所述的多通道无延时切换系统，其特征在于，每个所述USB接口对应一个HID协议芯片；每个所述HID协议芯片对应一个通道；每个所述通道对应一个薄膜开关。
7.如权利要求1所述的多通道无延时切换系统，其特征在于，所述MCU芯片选用意法半导体STM8。
8.如权利要求1所述的多通道无延时切换系统，其特征在于，所述通道切换电路选用74HC4051模拟多路切换器。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116303186A (zh) * 2022-09-08 2023-06-23 深圳市湘凡科技有限公司 一种适用于两个设备的切换装置

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