CN1540475A - 实现计算机多种开关机方法的电路 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种实现计算机多种开关机方法的电路，主要由单片机、计算机开机和复位信号输入接口、计算机开机和复位信号输入电路、计算机开关机方式信号输出接口、电源电路组成，单片机根据输入的按键信号或遥控信号或密码信号等判断使用者的权限，然后输出相应的电平来控制计算机的开机和复位以及给出网络选择控制信号，保证了使用者在其规定的权限范围内使用计算机。本发明不需要对计算机的主板和其他部件进行改造，就能够实现多种计算机开关机方法如：IC卡开关机、遥控开关机以及有条件授权后开关机，并根据授权级别享有只能访问内网或只能访问外网或双网都能访问等，保证了安全使用计算机，电路设计简单，易制造，成本低。

Description

实现计算机多种开关机方法的电路

技术领域

本发明是一种开关机电路，具体说是一种实现计算机多种开关机方法的电路，属于计算机制造领域。

背景技术

目前所说的计算机，通常指采用X86架构的计算机系统，大多数采用ATX规范的主板，计算机面板上具备开机(PWR ON/OFF)按钮和复位(RESET)按钮，传统的开机按钮都是机械开关，该开关有2根引出线，引出线的末端带有一个塑胶接插件，该接插件与主板上的2个开机接插针连接，主板上的2个开机接插针一个为PWR ON/OFF信号，另外一根为GND信号(地信号)，计算机在待机状态下(计算机电源接到220V交流电源上，但是没有按下电源开关，计算机没有开机的状态)，PWR ON/OFF信号为高电平。当开机按钮按下，按钮内部的开关导通，PWR ON/OFF信号被拉到逻辑地电平，计算机电源开机，主机开始启动，如果长时间(一般CMOS设置菜单中和BIOS规定为4秒)按下电源开关没有弹起，计算机电源会重新关闭，因此按下按钮后要马上松开手，让按钮弹起，就完成了一次开机动作。

复位按钮也有引出线，引出线的末端也带有塑胶插件，方便与主板上的RESET信号和逻辑地GND插针连接，计算机开机后，RESET信号处于逻辑高电平，如果按钮按下，按钮内部的开关导通，RESET信号被接到逻辑地电位，计算机处于复位状态，按钮弹起，按钮内部的开关断开，RESET信号重新回到逻辑高电平，计算机重新引导，这是复位的整个过程描述。

在计算机开机状态下，根据计算机运行的操作系统不同，开机按钮所起的作用也不同，例如在DOS下，按动一次开机按钮会关闭计算机；在WINDOWS下根据CMOS设置的不同，能够完成关闭系统、休眠功能，总之该开关具备计算机的开机和关机两种主要作用。完成机制就是通过控制主板PWR ON/OFF信号的电平实现。

在某些领域，不允许未经许可的人使用计算机，例如在有商业、军事、安全机密的场所、学校的资料室、图书馆等都需要许可开机的应用。而在有些领域却需要非常方便地打开计算机，甚至不用手按电脑的开关就可以打开计算机，例如在娱乐方面，需要人们使用遥控器，甚至自然语言打开计算机。现有技术不能满足这样多方面的需要。

在网络应用领域，有时需要对访问内部网络和外部网络进行隔离和控制，目前大都是采用双网隔离卡实现，内外网的选择由软件或一个外置开关实现，操作很随意，使用计算机的人未经许可就能随意访问内网或外网，安全性差。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术存在的不足提供一种实现计算机多种开关机方法的电路。使计算机能够针对不同的使用者提供不同的开关机方法：或使用遥控器开关机；或直接用手按电脑开关实现开关机；或者定时开关机；或有条件授权后开关机并根据授权级别享有只能访问内网或只能访问外网或双网都能访问，而且针对不同的使用者和不同的电脑可以设置多种开关机条件。并且电路设计简单，制造成本低，达到安全使用计算机的目的。

使用计算机必须打开电源，我们只要有条件地控制计算机的开关，就能够防止非法使用计算机的问题，在双网隔离的应用中只要有条件地控制双网隔离的网络选择开关信号，就能控制网络访问的权限。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种实现计算机多种开关机方法的电路，其特征在于：电路主要由单片机、计算机开机和复位信号输入接口、计算机开机和复位信号输入电路、计算机开关机方式信号输出接口、电源电路组成，计算机开机和复位信号输入接口的输入端是两个分别用来与计算机面板上的开机按钮和复位按钮对接的插件或连线端子，计算机开机和复位信号输入接口的输出端、计算机开机和复位信号输入电路的输出端、计算机开关机方式信号输出接口的信号输入端连接到单片机的I/O口的各个端口，计算机开关机方式信号输出接口的输出端是用来与计算机主板以及与其他板卡连接的插件或连线端子，电源电路的输入端是连接到计算机主板电源和计算机主机ATX电源的接插件或连线端子，电源电路的输出端连接到本发明各相关电路的工作电源端口。

所述的计算机开机和复位信号输入电路是IC卡读卡槽或红外接收头或标准串行接口或实时时钟电路，也可以是IC卡读卡槽、红外接收头、标准串行接口、实时时钟电路的组合，他们的输出端连接到单片机的I/O口，其中标准串行接口的输入端通过电平转换器与单片机的I/O口连接，所述的计算机开关机方式信号输出接口包括：计算机开机和复位信号输出接口和网络选择控制信号输出接口，计算机开机和复位信号输出接口的输出端是两个可分别与计算机主板上开机信号接插针和复位信号接插针连接的接插件或连线端子，网络选择控制信号输出接口的输出端是可与双网隔离卡网络选择开关接插针连接的接插件或连线端子。

所述的单片机的某个八位I/O口的一个端口还与关机测试信号电路相连，电源电路的输出端是输出+5VSB待机电压、+5V计算机工作电压、地的插件或连线端，其中+5VSB待机电压输出端连接到单片机、电平转换器、标准串行接口、红外接收头、IC卡读卡槽、实时时钟电路的工作电源端口，电源电路的+5V工作电压输出端连接到关机测试信号电路的工作电源端口。

本发明设计为内插卡、CD盒或软驱盒的形式，安装在计算机主机箱内，IC卡读卡槽和红外接收头安装在电脑主机箱面板上。

所述的标准串行接口是标准RS232接口，或RS485接口，或标准USB接口。

所述的开关机测试信号电路由二个串联的电阻组成，串联电阻的一端连接直流电源地，另一端连接计算机的+5V工作电压，串联电阻的中点连接单片机的某个八位I/O口的一个端口。

本发明的优点和积极效果是，不需要改动计算机的部件，就能够实现多种计算机开关机方法如：条件许可开关机和遥控开关机、定时开关机、条件许可使用网络等，保证了安全使用计算机，电路设计简单，易制造，成本低。

附图说明

图1是本发明一个实现计算机多种开关机方法的实施例电路图。

具体实施方式

参见图1，本实施例主要由单片机4、计算机开机和复位信号输入接口2、计算机开机和复位信号输入电路6、计算机开关机方式信号输出接口5、电源电路1组成。

计算机开机和复位信号输入接口2的输入端是两个分别用来与计算机面板上的开机按钮和复位按钮对接的插件或连线端子JP8、JP7，计算机开机和复位信号输入接口2的输出端连接到单片机4的一个8位I/O口P1的两个端口P15、P16。

计算机开机和复位信号输入电路6包括：电平转换器6-1、标准串行接口6-2、红外接收头6-3、IC卡读卡槽6-4、实时时钟电路6-5，他们的输出端连接到单片机4的I/O口，其中标准串行接口6-2可以是标准RS232接口，或RS485接口，或标准USB接口，它们通过电平转换器6-1与单片机4的P3口的二个端口P30、P31连接；红外接收头6-3的信号输出端连接到单片机4的另一个8位I/O口P2口的一个端口P32；IC卡读卡槽6-4的三个信号输出端连接到单片机4的P2口的三个端口P35、P36、P37；实时时钟电路6-5通过串行线连接在单片机4的3个I/O口P25、P26、P27上，也可以采用I2C接口的时钟芯片与单片机连接，这样可以节约单片机I/O口线。

计算机开关机方式信号输出接口5包括：计算机开机和复位信号输出接口5-1和网络选择控制信号输出接口5-2，其中计算机开机和复位信号输出接口5-1的信号输入端连接到单片机4的P1口的两个端口P11、P10，输出端是两个可分别与计算机主板上开机信号接插针和复位信号接插针连接的塑胶接插件JP1和JP2，网络选择控制信号输出接口5-2的输入端与单片机4的一个I/O口P00连接，输出端是可与双网隔离卡网络选择开关接插件对接的塑胶插件JP3。

电源电路1的输入端是一个可与计算机主板电源接头对接的插头(JP4)和一个与计算机主机ATX电源接头对接的插头(JP5)，电源电路1的输出端是一个输出+5VSB待机电压、+5V计算机工作电压、地的插座(JP6)，其中，+5VSB待机电压输出端(JP6-2)连接到单片机4、电平转换器6-1、标准串行接口6-2、红外接收头6-3、IC卡读卡槽6-4、实时时钟电路6-5的工作电源端口，电源电路1的+5V工作电压输出端(JP6-3)连接到关机测试信号电路3的工作电源端口。

关机测试信号电路3由二个串联的电阻R2、R3组成，串联电阻R3的一端连接计算机的电源地，R2的一端连接计算机的+5V电源，电阻R2、R3的连接点接到单片机4的端口P12。

本实施例可设计为内插卡、CD盒或软驱盒的形式，安装在计算机主机箱内，IC卡读卡槽6-4和红外接收头6-3安装在电脑主机箱面板上。

与传统的计算机开关机方法不同，本发明采用单片机输出的逻辑电平信号控制计算机主板的开机信号和复位信号以及双网隔离卡的网络选择信号，不需要对计算机的主板和其他部件进行改造，由于计算机的电源都有+5VSB待机电源，开机后都有+5V工作电源，关机后+5V工作电源为0，因此本发明全部电路器件的工作电源直接引用计算机的待机电源+5VSB。因此本发明只要将电源电路1中的插件JP4与计算机主板电源的相应插件对接、插件JP5与计算机主机ATX电源的相应插件对接，再将计算机开机和复位信号输出口5-1中的JP1和JP2与计算机主板上开机信号插针和复位信号插针对接，计算机面板上的开机按键(PWR ON/OFF)和复位按键(RESET)的输出端分别与计算机开机和复位信号输入接口2中的JP8和JP7对接，将网络选择控制信号输出接口5-2的JP3与双网隔离卡网络选择信号插件对接就可以了。

本实施例设计了多种计算机开关机的方法：

1、象通常计算机一样，通过按动计算机面板上的开机(PWR ON/OFF)按钮K1和复位(RESET)按钮K2开机和关机。

2、通过红外接收器6-3接收遥控器的信号通过接收电路和单片机内部对遥控编码的解码，实现通过遥控器开机和关机。

3、通过读取IC卡6-4的内容，根据IC卡是否符合要求，实现有条件开关计算机，以及有条件地访问内网或外网。在这种情况下，开机、关机和访问内网、外网的条件可以多种多样。

4、将多台这样的计算机通过标准串行接口如RS232口连接成网络，通过一台主计算机(例如教师机)控制这些网络计算机，每台网络计算机通过RS232接收到开关机信号，采取开关机动作，或通过RS232接收到访问内网或外网的信号，进入相应的网络，这种应用在类似学校的电脑教室的场合很有用处，可以避免教师逐台开机的繁琐现象。

5、通过按键或者通过计算机运行软件与单片机串行口通讯，来预先设置开关机的时间，可以达到定时开关机的目的。

计算机究竟采用哪种开关机方式，也即在什么情况下单片机4在P11、P10口输出控制计算机开机和复位的电平信号和在P00口输出网络选择控制信号，取决于单片机内部程序，本发明中各种开关机方法都有相应的单片机内部程序支持，各种开关机方法可以单独使用，也可以有选择地综合使用，当综合使用时可以根据需要排定优先级。

下面举一例说明本发明的工作过程：

由多台计算机通过标准RS232串行接口连接成网络，都安装了本发明的电路，这意味着：电源电路1中的JP4已与计算机主板电源接头对接，JP5已与计算机主机ATX电源接头对接，而计算机开机和复位信号输出口中的JP1和JP2已与计算机主板上开机信号接插针和复位信号接插针对接，网络选择控制信号输出接口5-2已与双网隔离卡网络选择开关接插件对接，计算机面板上的开机按键(PWR ON/OFF)和复位按键(RESET)的输出端已经分别与主机开机和复位信号输入接口对接。

采取读IC卡开关机方式。参见图1，当计算机插上电源，本发明的电路因有5VSB待机电源供电开始工作，此时，单片机4的内部程序自动屏蔽由P15、P16输入的按键开关机信号和P32输入的遥控开关机信号，从P35、P36、P37读入IC卡上的信息，与内部程序中的信息进行比较，如果IC卡上的信息符合本机开机条件则从P11或P10口发出信号通过计算机开机和复位信号输出口5-1使计算机主板获得开机或复位信号，IC卡上的信息不符合本机开机条件则不能开机，同样如果IC卡上的信息符合访问内网或访问外网或双网都能访问，则从单片机4的P00口发出信号通过网络选择控制信号输出口5-2打开相应的网络通道，IC卡上的信息不符合访问网络条件则网络通道关闭。

如果用户没有IC卡或者IC卡损坏，管理人员可以通过RS232网络，由主控机通过P30或P31口发出信号通过电平转换器6-1进而通过标准RS232串行接口6-2使得相关网络机获得开机或复位信号。关闭计算机亦如此，计算机开机后单片机内部程序通过检测P12口的关机信号，达到在开机后外部开关—按键(PWR ON/OFF)和复位按键(RESET)都不能关机，也不能复位计算机，而必须验证IC卡的信息是否允许关机，如果允许关机则通过系统命令关闭计算机，达到安全使用计算机的目的。这样不同的IC卡就可以达到不同的开关机效果，本例中，一般工作人员可以使用只打开本人计算机的IC卡，管理者可以使用能够打开本人计算机又可以打开其他网络机的IC卡，需要时也可以设置只能打开计算机而不能关闭计算机的IC卡。总之改变IC卡的信息和单片机内部程序可以获得多种多样的开关机方法。

本发明还可以实现其他更多开关机应用和进入网络的应用，例如通过指纹识别获得计算机开关机和进入网络的许可信息，使得计算机及网络的安全性更高。

Claims (8)

1、一种实现计算机多种开关机方法的电路，其特征在于：电路主要由单片机(4)、计算机开机和复位信号输入接口(2)、计算机开机和复位信号输入电路(6)、计算机开关机方式信号输出接口(5)、电源电路(1)组成，计算机开机和复位信号输入接口(2)的输入端是分别用来与计算机面板上的开机按钮和复位按钮对接的插件或连线端子，计算机开机和复位信号输入接口(2)的输出端、计算机开机和复位信号输入电路(6)的输出端、计算机开关机方式信号输出接口(5)的信号输入端连接到单片机(4)的I/O口的各个端口，计算机开关机方式信号输出接口(5)的输出端是用来与计算机主板以及与其他板卡连接的插件或连线端子，电源电路(1)的输入端是连接到计算机主板电源和计算机主机ATX电源的接插件或连线端子，电源电路(1)的输出端连接到本发明各相关电路的工作电源端口。

2、按照权利要求1所述的一种实现计算机多种开关机方法的电路，其特征在于：所述的计算机开机和复位信号输入电路(6)是IC卡读卡槽(6-4)或红外接收头(6-3)或标准串行接口(6-2)或实时时钟电路(6-5)，也可以是IC卡读卡槽(6-4)、红外接收头(6-3)、标准串行接口(6-2)、实时时钟电路(6-5)的组合，他们的输出端连接到单片机(4)的I/O口，其中标准串行接口(6-2)的输入端通过电平转换器(6-1)与单片机(4)的I/O口连接，所述的主机开关机方式信号输出接口(5)包括：计算机开机和复位信号输出接口(5-1)和网络选择控制信号输出接口(5-2)，计算机开机和复位信号输出接口(5-1)的输出端是可分别与计算机主板上开机信号接插针和复位信号接插针连接的接插件或连线端子，网络选择控制信号输出接口(5-2)的输出端是可与双网隔离卡网络选择开关接插针连接的接插件或连线端子。

3、按照权利要求1或2所述的一种实现计算机多种开关机方法的电路，其特征在于：所述的单片机(4)的某个八位I/O口的一个端口还与关机测试信号电路(3)相连，电源电路(1)的输出端是输出+5VSB待机电压、+5V计算机工作电压、地的插件或连线端，其中+5VSB待机电压输出端连接到单片机(4)、电平转换器(6-1)、标准串行接口(6-2)、红外接收头(6-3)、IC卡读卡槽(6-4)、实时时钟电路(6-5)的工作电源端口，电源电路(1)的+5V工作电压输出端连接到关机测试信号电路(3)的工作电源端口。

4、按照权利要求1或2所述的一种实现计算机多种开关机方法的电路，其特征在于：所述的电路以内插卡、CD盒或软驱盒的形式，安装在计算机主机箱内，IC卡读卡槽(6-4)和红外接收头(6-3)安装在电脑主机箱面板上。

5、按照权利要求3所述的一种实现计算机多种开关机方法的电路，其特征在于：所述的电路以内插卡、CD盒或软驱盒的形式，安装在计算机主机箱内，IC卡读卡槽(6-4)和红外接收头(6-3)安装在电脑主机箱面板上。

6、按照权利要求1或2所述的一种实现计算机多种开关机方法的电路，其特征在于：所述的标准串行接口(6-2)是标准RS232接口，或RS485接口，或标准USB接口。

7、按照权利要求3所述的一种实现计算机多种开关机方法的电路，其特征在于：所述的开关机测试信号电路(3)由二个串联的电阻组成，串联电阻的一端连接直流电源地，另一端连接计算机的+5V工作电压，串联电阻的中点连接单片机(4)的某个八位I/O口的一个端口。

8、按照权利要求4所述的一种实现计算机多种开关机方法的电路，其特征在于：所述的开关机测试信号电路(3)由二个串联的电阻组成，串联电阻的一端连接直流电源地，另一端连接计算机的+5V工作电压，串联电阻的中点连接单片机(4)的某个八位I/O口的一个端口。

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