CN1538306A - 计算机外围装置及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种计算机外围装置和方法。该装置包括：内部电源；无线通信装置；信号汇集装置；有线接口；有线接口检测装置；信号处理与控制装置，处理与控制计算机外围装置，与计算机或其它具有接口的装置交互；切换控制装置，用于根据检测结果控制计算机外围装置通过有线接口供电或内部电源供电。该方法包括步骤：检测外围装置的接口的状态；根据检测的状态，判断外围装置的接口是否与计算机有线连接；如果连接，切换电源到接口的电源线的管脚，断开内部电源供电，如果未连接，利用内部电源供电。利用本发明，鼠标输入设备可在无线功能和有线功能自动切换，且在有线鼠标状态能为计算机自动扩展一个无线适配器，节约了资源。

Description

计算机外围装置及其工作方法

技术领域

本发明涉及计算机及信息技术，具体涉及计算机外围装置及其工作方法；特别涉及一种自动切换功能的计算机外围设备-鼠标和其工作方法。

背景技术

随着短距离无线技术，如蓝牙技术、射频技术的逐步成熟，越来越多的个人电子设备，如手机、掌上电脑都具备了无线功能，可以实现设备间的无线互联。在个人电脑的外围输入输出设备中，也出现越来越多的无线外设，如无线鼠标、无线键盘、无线耳机、无线打印机等等。其中无线鼠标的个人电脑的应用中是最多的。

就个人电脑而言，有许多笔记本电脑已把无线端口作为自己的标配组件。这些具有无线端口的个人电脑，可以通过点对点无线通信技术，不需连线即可方便的管理手机或掌上电脑的信息，如通讯录、短信、电子邮件等；这些个人电脑还可通过同时具备点对点无线通信和GPRS功能的手机，实现无线上网；这些个人电脑，可以不受连线的约束，使用无线外设，特别是配备较多的无线鼠标。

同时，许多个人电脑还没有无线端口，这些个人电脑必须另外购置无线适配器，如通过USB口扩展的无线适配器，才能具备无线功能。

而在个人电脑中使用较多的无线鼠标也有一个需要克服的问题：电源问题。当鼠标内的电源耗尽时，鼠标就失去功能，需要更换电池或进行充电。

中国专利申请01120050.2“可提供多种无线型电脑鼠标的充电方法”公开了利用电脑充电的鼠标。在中国授权实用新型“具无线网域连接功能的计算机鼠标”中公开了在一个有线的USB鼠标中增加一个无线局域网装置及一个USB集线器，利用USB设备的串联功能，在USB鼠标的基础上实现无线局域网功能。这个专利申请或授权实用新型均未公开可切换为USB鼠标且在作为USB鼠标还作为计算机的一个无线通信接口的无线鼠标。

因此，希望能有可以在无线接口与USB接口切换的鼠标，且在作为USB鼠标还作为计算机的一个无线通信接口的无线鼠标。

发明内容

本发明的目的是在无线鼠标内设计一种切换电路及一个USB接口，当USB接口插入鼠标时，切换电路自动地把一个无线的鼠标转换为一个有线的USB接口鼠标；这样在无线鼠标的内置电源耗尽时，可以为个人电脑仍提供鼠标输入设备。同时，当USB接口插入鼠标，并通过USB线连接到一台个人电脑上时，切换电路可以自动地把无线鼠标内原有的无线模块转换为一个USB接口的无线适配器。

本发明提供一种计算机外围装置，通过有线或无线连接到计算机或其它具有接口的装置，包括：

内部电源，用于在所述装置没有外部电源时向装置供电；

无线通信装置，用于通过无线接口与所述计算机或其它具有接口的装置的无线接口耦合；

信号汇集装置，用于汇集来自所述装置和所述计算机或其它具有接口的装置的信号；

有线接口，用于与所述计算机或其它具有接口的装置的有线接口耦合；

有线接口检测装置，用于检测所述计算机外围装置的所述有线接口是否与所述计算机或其它具有接口的装置连接；

信号处理与控制装置，用于处理与控制所述计算机外围装置，并通过所述有线接口或无线接口与所述计算机或其它具有接口的装置交互；

切换控制装置，用于根据有线接口检测装置的检测结果控制所述计算机外围装置通过所述有线接口供电或通过内部电源供电。

可选地，所述切换控制装置还包括无线通信控制装置，以在所述计算机外围装置通过所述有线接口连接时，将所述无线通信装置设置为无线适配器，以与其他无线设备实现无线交互。

优选地，所述有线接口检测装置为电平检测装置，用于检测所述有线接口对应管脚的电压或电流；或机械检测装置，用于根据所述有线接口是否插入所述计算机或其它具有接口的装置。

可选地，所述机械检测装置包括自动拨动开关，在接口插入时，通过机械控制杆拨动开关，使所述自动拨位开关闭合。

优选地，所述有线接口为串行有线接口，所述信号处理与控制装置包括微控制器，所述微控制器根据其程序设置所述无线通信装置为串行设备接口模式和所述串行有线接口模式，以分别构成所述装置的无线收发装置和所述计算机或其它具有接口的装置的无线适配器。

可选地，所述串行有线接口为USB接口；所述微控制器根据其程序设置所述无线通信装置为串行设备接口SPI模式和USB口模式；或所述串行有线接口为1394接口；所述微控制器根据其程序设置所述无线通信装置为串行设备接口SPI模式和1394接口模式。

优选地，装置还包括充电切换装置，用于在通过所述有线接口连接时，向所述内部电源充电。

可选地，所述装置为鼠标。

优选地，所述有线接口检测装置包括USB插入检测电路，所述信号汇集装置包括USB集线器。

本发明还提供一种计算机外围装置工作的方法，所述计算机外围装置通过有线或无线连接到计算机或其它具有接口的装置，所述方法包括步骤：

检测所述外围装置的接口的状态；

根据所述检测的状态，判断所述外围装置的接口是否与计算机有线连接；如果连接，切换电源到所述接口的电源线的管脚，断开内部电源供电，如果未连接，利用内部电源供电。

可选地，如果未通过有线接口连接，还包括步骤：设置所述计算机外围装置为无线工作模式；

如果通过有线接口连接，还包括步骤：设置所述计算机外围装置为有线模式；设置所述计算机外围装置中的无线模块为计算机的无线适配器。

利用本发明，鼠标输入设备可在无线功能和有线功能自动切换，且在有线鼠标状态能为计算机自动扩展一个无线适配器，这样在只占用这台原来没有无线端口的个人电脑一个USB接口的情况下，用户既可以使用鼠标，又可以通过扩展的无线适配器与其他无线设备实现无线互联，节约了资源。

附图说明

图1示出了本发明的实施例的具有USB功能的无线鼠标的原理框图。

图2是本发明的另一个实施例的鼠标的原理框图；

图3是图1和图2中的USB插入检测电路和电源自动切换电路的原理图。

具体实施方式

为了便于本领域一般技术人员实施和理解本发明，现结合附图通过实施例描绘本发明，应该知道，本发明并不限于这里描绘的实施例。

图1示出了本发明的实施例的具有USB功能的无线鼠标的原理框图。其中，虚线框内的电路是普通无线鼠标的电路。由内部电源模块13直接为鼠标信号模块14、微控制器MCU15和无线模块16供电。鼠标信号模块14可以是光电鼠标信号模块、滚轮鼠标信号模块或者是轨迹球信号模块，鼠标信号模块14定位的X和Y轴位置通过串行设备接口SPI(Serial Peripheral Interface)送给微控制器MCU15，微控制器MCU15在直接通过串行设备接口SPI送给无线模块16，无线模块16把位置信号调制后通过发射天线发送出去。同样，鼠标的按键信号，经微控制器MCU15在处理后通过串行设备接口SPI送给无线模块16，无线模块16把按键信号调制后通过发射天线发送出去。本发明的鼠标中还包括USB插入检测电路11、电源自动切换电路12、USB端口21和USB集线器22，通过修改微控制器MCU15和无线模块16的内部程序，使其具有数据传送和接收两种工作模式：串行设备接口SPI模式和USB口模式；无线模块16具备二选一的设备识别身份：无线鼠标识别身份和无线适配器识别身份。

微控制器MCU15通过USB口1与USB集线器22进行数据交互和控制和监测USB集线器22，无线模块16通过USB口2与USB集线器22进行数据交互，以通过USB端口21收发原通过无线模块16收发的与计算机交互的信号。当USB插入检测电路11发现USB端口21与计算机的USB口连接时，触发微控制器MCU15将装置切换为USB鼠标，同时，将无线模块16设置为该计算机的无线适配器，以与其他无线设备实现无线互联。同时，也将鼠标的供电由内部电源模块13供电切换为由USB接口上的电源供电。

当鼠标没有通过USB连线连接到正常工作的个人电脑时，电源自动切换电路12选择内部电源模块13来供电，微控制器MCU15和无线模块16工作在原来的串行设备接口SPI模式，无线模块具有无线鼠标识别身份，此时的鼠标是一个无线鼠标。

当鼠标通过USB连线连接到正常工作的个人电脑时，电源自动切换电路12选择从USB端口21来供电；USB插入检测电路11在USB正常插入时发出控制信号，通知微控制器MCU15和无线模块16改变工作模式为USB口模式，并且无线模块改变设备识别身份为无线适配器识别身份，无线鼠标就变为一个USB接口鼠标及一个USB无线适配器。

当USB拔离鼠标时，电源自动切换电路12又选择内部电源模块13来供电，微控制器MCU15和无线模块16切换回原来的串行设备接口SPI模式，无线模块切换回无线鼠标识别身份，此时的鼠标又变回一个无线鼠标。

参照图1，在本发明的第一优选实施例中，鼠标以下几部分组成：电源自动切换电路；USB插入检测电路；蓝牙模块(即图1中的无线模块16)；微控制器MCU；光电鼠标信号模块；内部电源模块；USB端口；USB集线器。

其中，硬件构成的电源自动切换电路利用USB端口+5V电压来实现电源的自动切换。当USB连线正常插入时，即USB端口有从个人电脑端输入的+5V电压时，自动切换为由USB端口供电；当USB连线从鼠标拔下，或USB连线从个人电脑拔下，或个人电脑关机时，即USB端口没有+5V电压输入时，自动切换为由内部电源模块供电。

USB插入检测电路根据USB端口(“USB PW IN”)有没有+5V电压输入，来检测USB连线有没有正常插入，并以一个信号电平(“USB IN”)的高低作为控制信号。当USB PW IN为+5V时，USBIN为低电平；当USB PW IN为低时，USB IN为高电平。

蓝牙模块选用CSR公司生产的BC212015来实现此模块的功能。BC212015是一颗可编程的单芯片蓝牙系统，同时具备串行设备接口SPI和USB接口。其还有一个口USB_DETACH，用于选择其USB接口是否有效；可以把USB检测电路的输出USB IN连接到此口，其程序可以根据此口电平高低选择执行不同模块的程序。

当USB连线正常插入，USB检测电路的输出USB IN为低电平时，BC212015的USB接口有效，从USB接口接收需调制信号，并把自己标识为一个蓝牙适配器；当USB连线拔下，USB检测电路的输出USB IN为高电平时，BC212015的USB接口无效，从串行设备接口SPI接收需调制信号，并把自己标识为一个蓝牙鼠标。

微控制器MCU选用CYPRESS公司生产的CY7C63723来实现此模块的功能。CY7C63723是一颗USB设备控制器，内置一颗8Bit的微控制器，具备串行设备接口SPI和USB接口，及16位GPIO口。把USB检测电路的输出USB IN连接到其中一个GPIO口上，其程序根据此口电平高低选择执行不同模块的程序。其他的GPIO口，作为鼠标信号模块的X轴和Y轴信号、鼠标按键信号的输入口。其串行设备接口SPI可以连接到蓝牙模块BC212015的串行设备接口SPI上。

当USB连线正常插入，USB检测电路的输出USB IN为低电平时，CY7C63723把X轴和Y轴信号、鼠标按键信号从串行设备接口SPI送给蓝牙模块BC212015；当USB连线拔下，USB检测电路的输出USB IN为高电平时，CY7C63723把X轴和Y轴信号、鼠标按键信号从USB接口送给USB集线器。

光电鼠标信号模块采用一个光电鼠标的信号模块，如选用Agilent公司生产的ADNS-2050。其检测到的X轴和Y轴信号从其串行接口送到微控制器MCU CY7C63723的GPIO口上。

内部电源模块为AA或AAA电池构成。

USB端口采用标准的USB从设备的接口的接插件。

USB集线器采用ALCOR公司生产的AU9254。

图2是本发明的另一个实施例的鼠标的原理框图。这个实施例中，还将USB的电源连接到内部电源模块13上，以对其进行充电，其中，可以包括内部电源模块13的电源检测装置和充电检测装置，及开关装置(未示出)，以在不需要充电时或充电完成后，关闭充电回路，因此，电池为可充电电池。为了描绘的简洁，上面描绘的部分下面将不详细描绘。其中，USB插入检测电路通过在USB端口边设一个自动拨动开关(这是一个机械开关，也可以用电子开关)来检测USB连线有没有插入，并以一个信号电平(命名为USB IN)的高低作为控制信号。当USB端口插入时，自动拨位开关闭合，USBIN输出低电平；当USB端口拔下时，自动拨位分离，USB IN输出高电平。

在USB IN输出与射频模块、微控制器MCU的输入之间加一个手动选择开关。当手动选择开关拨到USB IN时，鼠标的功能自动选择，即根据USB端口的插入与否，来自动实现USB鼠标加无线适配器功能，或是无线鼠标功能。当手动选择开关拨到另一边，连到一个高电平上时，不管USB端口是否插入，鼠标都只有无线鼠标功能。后一种情况，应用于只想利用USB端口为鼠标供电，和(或)利用USB端口为内置充电电池充电。

射频模块采用Nordic公司生产的nRF401来实现此模块的功能。

鼠标信号模块采用一个滚轮鼠标的信号模块，如EMC公司生产的EM84502。

其它部分，同本发明的图1的实施例。

图3是图1和图2中的USB插入检测电路和电源自动切换电路的原理图。在USB接入时，检测脚USB PWIN控制晶体管Q61与其它电阻R601、R605、R606和电容C607构成的电路导致输出USB IN电平改变，指示USB的插入或拔出。同时，检测脚USB PWIN控制电源自动切换电路中的晶体管Q62A和Q62B与电阻R611、R612和二极管D61、D63构成的电路来切换内外电源。

概言之，本发明的实施例中的鼠标是这样工作的，首先，检测USB接口的状态，判断USB接口是否与计算机连接；如果连接，切换电源到USB端口的电源线，同时，断开内部电源供电，通过微控制器MCU15将鼠标设置为USB模式；将鼠标的无线模块设置为计算机的无线适配器。如果未连接，设置鼠标为无线鼠标模式。

在实施例中，通过硬件实现判断USB接口的连接状态，因此，通过硬中断控制微控制器MCU15，也通过硬件切换电源。改变鼠标的无线模块的模式通过微控制器MCU15控制。应该知道，这些切换，均可由微控制器MCU15检测与控制，利用软件加硬件控制，而不是通过硬中断实现。

在另一个实施例中，还包括将内电源切换到USB电源，以通过USB电源充电，另外，还监控内电源的状态，以根据其状态，在USB接口连接时，确定是否需要充电，及根据需要连接或断开充电电路。这个检测由硬件实现，也可主要由微控制器MCU15通过软件实现，通过软件实现是本发明的较佳的实施方式。

利用本发明可以在无线鼠标内部电源耗尽时，为个人电脑仍提供一个鼠标输入设备。

另外，本发明可以为原来没有无线端口的个人电脑提供同时工作的一个鼠标输入设备和一个无线适配器，减少用户投入，且只占用个人电脑的一个USB接口。

对于使用具备短距离无线功能的笔记本电脑和本发明的无线鼠标的用户，可以把此无线鼠标通过USB连线到其他原来没有无线端口的个人电脑上，使两台电脑可以无线互联。

虽然通过实施例描绘了本发明，本领域普通技术人员知道，本发明有许多变形和变化而不脱离本发明的精神，例如，依据本发明的原理，可以改造其他计算机外围无线设备，使其具备同样的切换功能，变成一个有线设备加一个无线适配器。依据本发明的原理，USB端口21、USB集线器22和USB插入检测电路11可以变换为相应的串行类总线接口1394接口型的电路，实现类似功能。因此，希望所附的权利要求包括这些变形和变化而不脱离本发明的精神。

Claims (11)

1.一种计算机外围装置，通过有线或无线连接到计算机或其它具有接口的装置，包括：

内部电源，用于在所述装置没有外部电源时向装置供电；

无线通信装置，用于通过无线接口与所述计算机或其它具有接口的装置的无线接口耦合；

信号汇集装置，用于汇集来自所述装置和所述计算机或其它具有接口的装置的信号；

有线接口，用于与所述计算机或其它具有接口的装置的有线接口耦合；

有线接口检测装置，用于检测所述计算机外围装置的所述有线接口是否与所述计算机或其它具有接口的装置连接；

信号处理与控制装置，用于处理与控制所述计算机外围装置，并通过所述有线接口或无线接口与所述计算机或其它具有接口的装置交互；

切换控制装置，用于根据有线接口检测装置的检测结果控制所述计算机外围装置通过所述有线接口供电或通过内部电源供电。

2.如权利要求1所述的装置，其中，所述切换控制装置还包括无线通信控制装置，以在所述计算机外围装置通过所述有线接口连接时，将所述无线通信装置设置为无线适配器，以与其他无线设备实现无线交互。

3.如权利要求1或2所述的装置，其中，所述有线接口检测装置为电平检测装置，用于检测所述有线接口对应管脚的电压或电流；或机械检测装置，用于根据所述有线接口是否插入所述计算机或其它具有接口的装置。

4.如权利要求3所述的装置，其中，所述机械检测装置包括自动拨动开关，在接口插入时，通过机械控制杆拨动开关，使所述自动拨位开关闭合。

5.如权利要求1或2所述的装置，其中，所述有线接口为串行有线接口，所述信号处理与控制装置包括微控制器，所述微控制器根据其程序设置所述无线通信装置为串行设备接口模式和所述串行有线接口模式，以分别构成所述装置的无线收发装置和所述计算机或其它具有接口的装置的无线适配器。

6.如权利要求5所述的装置，其中，所述串行有线接口为USB接口；所述微控制器根据其程序设置所述无线通信装置为串行设备接口SPI模式和USB口模式；或所述串行有线接口为1394接口；所述微控制器根据其程序设置所述无线通信装置为串行设备接口SPI模式和1394接口模式。

7.如权利要求1或2所述的装置，其中，还包括充电切换装置，用于在通过所述有线接口连接时，向所述内部电源充电。

8.如前述权利要求之一所述的装置，其中，所述装置为鼠标。

9.如权利要求8所述的装置，其中，所述有线接口检测装置包括USB插入检测电路，所述信号汇集装置包括USB集线器。

10.一种计算机外围装置工作的方法，所述计算机外围装置通过有线或无线连接到计算机或其它具有接口的装置，所述方法包括步骤：

检测所述外围装置的接口的状态；

根据所述检测的状态，判断所述外围装置的接口是否与计算机有线连接；如果连接，切换电源到所述接口的电源线的管脚，断开内部电源供电，如果未连接，利用内部电源供电。

11.如权利要求10所述的方法，其中，如果未通过有线接口连接，还包括步骤：设置所述计算机外围装置为无线工作模式；

如果通过有线接口连接，还包括步骤：设置所述计算机外围装置为有线模式；设置所述计算机外围装置中的无线模块为计算机的无线适配器。

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