CN1567268A - 计算机多功能控制卡 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种计算机多功能控制卡，其特点是：主要由单片机处理器、串行通讯口、多路音频转换和声音控制电路、IDE接口转接电路、LCD显示驱动接口、按键编码电路、I²C串行EEROM电路、遥控接收电路、开关信号和复位信号控制电路、工作电源输入接口、实时时钟电路组成。将本卡安装在计算机内，再适当改变计算机电源和内部连接线，就可使计算机具备三种工作模式：在“家电模式”下可以不打开计算机主机播放CD；在“信息模式”下可以不进入WINDOWS直接进入网络软件实现快速启动上网和多媒体播放；在“电脑模式”下完成目前普通计算机的各种功能。突破了使用计算机的常规概念，本发明结构合理，功能较多，操作使用简单、方便，制造成本较低，便于普及与推广。

Description

计算机多功能控制卡

技术领域

本发明是一种计算机多功能控制卡，具体说是一种使计算机具备多种工作模式的多功能控制卡，属于计算机板卡制造领域。

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，大多数采用常用的DOS/WINDOWS操作系统，也有少数特殊应用领域采用LINUX/UNIX/NETWARE操作系统，这种计算机成本低，应用方便，使用门槛低，在全世界的应用量最大，随着硬件和软件技术的发展，计算机可以胜任很多工作，除办公、商业用途外，还具备多种信息发布、收集及娱乐功能。

现有的计算机在使用中都是先开机，然后进入操作系统(例如WINDOWS系统)，安装各种应用软件，运行相关的应用软件来实现相应的功能，例如：运行多媒体播放器，可以听音乐看影碟；运行网络软件可以上网查询、发布信息，运行财务软件可以计帐、运行办公软件可以起草公文等。

但是计算机的操作和普通电器的操作不同，尤其与普通家用电器的操作存在较大的差异，例如：使用影碟机看碟片时，只要将碟片放入影碟机，其播放、停止、倒退、音量大小都是通过影碟机或遥控器上相应的按键来实现，而使用计算机看碟片时需要先开机，然后进入操作系统(例如WINDOWS系统)，运行多媒体播放器，其播放、停止、倒退、音量大小都是在播放器众多菜单中寻找需要的选项进行确认来实现的。对不熟悉计算机的人来说这种操作是复杂和困难的。用计算机上网时，许多消费者感到进WINDOWS和浏览器十分复杂，总之，计算机在与家电的相互融合方面没有表现出家电一样的易用性。这就阻碍了计算机在家庭的进一步深入应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种计算机多功能控制卡，将此卡安装在计算机主机中，再适当改变计算机内部连接线和电源结构，在计算机面板上增加操作按键，就可以使计算机具备多种工作模式，即“家电模式”、“信息模式”和“电脑模式”三种。在计算机的“家电模式”下，用户和消费者可以不进入计算机的WINDOWS操作系统，甚至不打开计算机电源就可以象操作传统家电一样通过计算机面板或遥控器上的按键操作，而不是通过鼠标或键盘与计算机屏幕操作来实现多媒体娱乐功能；在计算机的“信息模式”下，用户和消费者可以不进入计算机的WINDOWS操作系统，直接进入网络软件实现快速启动上网(从开机到上网小于35秒钟)和多媒体播放；在普通“电脑模式”下完成目前普通计算机的各种功能。另外，用户还可以采用遥控器来实现电脑的开机和关机，并利用遥控器操控电脑。

本发明的目的是通过如下技术方案实现的：一种计算机多功能控制卡，其特征在于：主要由单片机处理器、串行通讯口、多路音频转换和声音控制电路、IDE接口转接电路、按键编码电路、开关信号和复位信号控制电路、工作电源输入接口组成；串行通讯口与单片机处理器的I/O口连接，也用来连接计算机主板的串行通讯口和光驱的串行通讯口；多路音频转换和声音控制电路通过单片机的I/O控制线以I2C总线的方式与单片机处理器连接，多路音频转换和声音控制电路有一可与光驱CDOUT和声卡音频输出连接的音频输入端口，还有一可与音箱连接的音频输出端口；按键编码电路的输出端与单片机处理器连接，输入端用来连接计算机操作模式按键和其他操作按键；工作电源输入接口的+5V待机电压输出端连接到单片机处理器，+5V、+12V工作电源连接到本多功能控制卡各电路器件的工作电源端口，也用来连接到光驱电源输入端口；开关信号和复位信号控制电路有一计算机开机、复位信号输出端口用来与计算机主板上的开机、复位信号输入端连接；还有一计算机ATX电源输出控制信号输出端口用来与计算机ATX电源中的电源输出控制端连接；IDE接口转接电路的输出端与单片机处理器连接，输入端用来连接光驱的IDE接口和计算机主板的IDE接口。

所述的计算机多功能控制卡中还有一输出端用来连接LCD显示器的LCD显示驱动接口，LCD显示驱动接口的输入端与单片机处理器连接。

所述的计算机多功能控制卡中还有一可接收遥控器按键信号的遥控接收电路，其输出与单片机处理器连接。

所述的计算机多功能控制卡中还有一实时时钟电路，其输出与单片机处理器连接。

所述的串行通讯口包括：单片机串行口、标准串行口和电平转换器，单片机串行口的输入端与单片机处理器的I/O口连接，输出端通过电平转换器与标准串行口连接，单片机串行口用来连接光驱的串行通讯口，标准串行口用来连接计算机主板的串行通讯口。

所述的计算机多功能控制卡具有符合PCI尺寸规范或其他计算机标准插槽规范，例如CNR、AMR、AGP、3GIO插槽的金手指，可以安装在计算机主板上的相应的插槽内。

本发明有许多优点和积极效果：

在计算机内安装本发明所提供的计算机多功能控制卡，再适当改变计算机电源和内部连接线，就可使计算机具有多种工作模式，实现了计算机主机不开机、不进入操作系统就可以象操作传统家电一样在计算机上进行多媒体娱乐，实现了快速上网，突破了使用计算机的常规概念，使计算机操作使用更简单、方便、快捷、节省，便于普及与推广。

附图说明

图1为本发明一种计算机多功能控制卡的一个实施例的电路图。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细描述。

参见图1，本发明的实施例是一种计算机多功能控制卡，主要由单片机处理器2、串行通讯口1、多路音频转换和声音控制电路3、IDE接口转接电路4、LCD显示驱动接口5、按键编码电路6、I²C串行EEROM电路、遥控接收电路8、开关信号和复位信号控制电路9、工作电源输入接口10、实时时钟电路11组成。

串行通讯口1包括：单片机串行口1-3、标准串行口1-1、电平转换器1-2，单片机串行口1-3的输入端与单片机处理器2的I/O口连接，输出端通过电平转换器1-2与标准串行口1-1连接，单片机串行口1-3用来连接光驱的串行通讯口，标准串行口1-1用来连接计算机主板的串行通讯口。

多路音频转换和声音控制电路3通过单片机的I/O控制线以I²C总线的方式与单片机处理器2连接，多路音频转换和声音控制电路3有一可与光驱CDOUT和声卡音频输出连接的音频输入端口，还有一可与音箱连接的音频输出端口。

IDE接口转接电路4的输出端与单片机处理器2连接，输入端用来连接光驱的IDE接口和计算机主板的IDE接口。

按键编码电路6的输出端与单片机处理器2连接，输入端用来连接计算机操作模式按键和其他操作按键。LCD显示驱动接口5的输入端与单片机处理器2连接，输出端用来连接LCD显示器。

工作电源输入接口10的+5V待机电压输出端连接到单片机处理器2，+5V、+12V工作电源连接到本多功能控制卡各电路器件的工作电源端口，也用来连接到光驱电源输入端口。

开关信号和复位信号控制电路9有一计算机开机、复位信号输出端口用来与计算机主板上的开机、复位信号输入端连接；还有一计算机ATX电源输出控制信号输出端口用来与计算机ATX电源中的电源输出控制端连接。

实时时钟电路11的输出与单片机处理器2连接。实施例所述的计算机多功能控制卡具有符合PCI尺寸规范的金手指，可以安装在计算机主板上的相应的插槽内。这样可以通过这些插槽上的电源信号来判断计算机是处在开机还是关机状态，开机后可以利用这些插槽提供的电源工作。

使用本发明所提供的计算机多功能控制卡，可以使计算机具备多种工作模式，即“家电模式”、“信息模式”和“电脑模式”三种。但需要对计算机的电源和内部连线做一些改动：

1、光驱(CD-ROM)需有串行通讯口RS232，串行通讯口的功能在大多数CD-ROM的主控器中都具备，只要稍加修改PCB，将该接口引出，并在CD-ROM的监控程序中增加串行口通信协议即可，这样该CD-ROM就可以通过串行口接收多功能控制卡发送的命令，例如播放、停止、音量大小、选曲、回送CD-ROM的状态等。由于该串行接口通常采用TTL/CMOS电平，因此可以直接与计算机多功能控制卡上的单片机串行口1-3连接，中间不需要增加电平转换器电路，有利于降低成本。该CD-ROM的串行通讯口，也可以采用USB接口，这样计算机多功能控制卡上的单片机也需要带USB口。将光驱的CD-OUT口连接到计算机多功能控制卡上的多路音频转换和声音控制电路3的音频输入端口，光驱的IDE接口连接到计算机多功能控制卡上的IDE接口转接电路4的输入端。

2、计算机电源中增加一路辅助电源电路，该电源符合ATX电源规范，能够支持目前INTEL P4处理器主板的供电要求。该电源特殊之处在于：增加了一路辅助电源电路，在主机电源关闭后，辅助电源可以单独完成给光驱和计算机多功能控制卡的供电。

该电源机械安装规格仍然符合ATX规范，输出的供电连接器仍然符合计算机的要求。本发明中采用了深圳长城电源有限公司的ATX-2509-CD电源，就具有双路供电的设计。

3、计算机主板上声卡的音频输出口可以采用外置的音频线连接到计算机多功能控制卡上的多路音频转换和声音控制电路3的音频输入端口，经过处理后，通过多路音频转换和声音控制电路3的音频输出端口连接到外部的声音设备-音箱上，从而使得音箱中获得主板上声卡的声音。计算机主板上的RS232口连接到计算机多功能控制卡上的串行通讯口1，计算机启动信号端连接到计算机多功能控制卡上开关信号和复位信号控制电路9的开机、复位信号输入端。

作为输入设备，操作按键板连接到计算机多功能控制卡上的按键编码电路6，遥控器连接到计算机多功能控制卡上的遥控接收电路8，操作按键板和遥控器的按键包括工作模式选择按钮：“家电模式”按钮K2、“信息模式”按钮K3、“电脑模式”按钮K1和声音控制按键；播放、停止、快进、快退、上一首、下一首、弹盘、循环播放、到第一首、到最后一首等。

LCD显示器连接到计算机多功能控制卡上的LCD显示器驱动电路，显示播放信息和时间。按键板和LCD显示器可以安装在计算机主机箱面板上。

4、计算机BIOS代码部分的修改和硬盘MBR(主引导区)程序代码的修改。

在计算机多功能控制卡上单片机控制软件中，采用点名的方式分别与CD-ROM和主板通讯，只有被点中的设备才能与计算机多功能控制卡通讯，该协议采用9600BPS传输速率。通讯过程简述如下：

计算机多功能控制卡与CD-ROM的通讯信息前面必须包括一个特殊的信息数(以下称为控制头信息)，该控制头信息为00，如果CD-ROM收到的控制头信息为00，则认为该信息流是发给自己的，并接受这个信息流，据根据信息流内容的不同，执行不同的动作，并返回相应信息给控制器，同样返回计算机多功能控制卡的控制头也必须是00。

计算机多功能控制卡与主板的通讯控制头信息为FF，如果向主板发送信息，则必须以FF开头，主板向计算机多功能控制卡发送信息也必须以FF开头。

本实施例在计算机中的具体工作过程如下：

在待机状态，计算机主板和计算机多功能控制卡上的单片机电路都由5V待机电压供电，以便随时等候开机命令。

使用者首先在计算机的面板或遥控器上选择工作模式，家电模式、信息模式或电脑模式。

当按一下计算机面板或遥控器上按钮K2时，就选择了“家电模式”，计算机多功能控制卡中的单片机处理器2通过按键编码电路6接收到此按钮K2信号后，从开关信号和复位信号控制电路9发出信号给计算机ATX电源中的电源输出控制端，使得电源输出+12V、+5V被连接到CD-ROM和多功能控制卡，而开关信号和复位信号控制电路9不输出计算机开机信号，计算机的启动信号处于关闭状态，计算机主板无工作电源供电，处于关闭状态，没有任何响应信息。计算机多功能控制卡通过单片机串行接口1-3只控制CD-ROM的工作，在这种模式下，CD-ROM中的声音信号通过模拟音频输出(CDOUT)口输入到多功能控制卡上的多路音频转换和声音控制电路3，经处理后从音频输出接口输出到音箱，而各种控制信号是由计算机多功能控制卡上的单片机处理器2根据遥控接收电路和按键编码电路接收到的来自遥控器或计算机面板上的操作按键的信号发出的，因此通过选择遥控器或计算机面板上的操作按键可以实现CD的播放、停止、控制播放的进度，并可以通过计算机面板上的LCD显示器显示播放的信息和时间，由于计算机多功能控制卡上具有实时时钟电路11，因此可以设定时间，在预定的时刻播放已经放进的CD光盘，达到预约播放的功能。这就实现了在计算机不开机状态(即计算机的常规配置：主板、硬盘、软驱、计算机键盘、鼠标、显示器都不工作)下，更不用进入计算机的操作系统就播放CD的娱乐功能。

当按一下计算机面板或遥控器上信息家电按钮K3或普通电脑按钮K1时，就选择了“信息模式”或“电脑模式”，计算机多功能控制卡中的单片机处理器2通过按键编码电路6接收到此按钮K3、K1信号后，从开关信号和复位信号控制电路9发出开机信号给计算机主机，计算机进入上电自检(POST)的启动阶段，在BIOS进行完上电自检POST后，需要运行增加的代码，此增加代码的主要功能是通过标准串行口1-1、电平转换器1-2、单片机串行口1-3向计算机多功能控制卡的单片机处理器2发送一个命令串，例如01 02 03 04，单片机处理器2接收到后，回送01 02 03 04 K3或者K1键码(在这里设K3键码定义为0A，K1键码定义为0B)最后以00结束。主板接收到此键码信息后，根据接收到的不同键码信号传递给硬盘上MBR(主引导分区)不同的参数，使程序进入不同的硬盘分区(K3进入硬盘的HPA区域的操作系统，K1进入正常分区的操作系统)，运行不同的操作系统。

如果主板接收到的是K3键码信息，则进入硬盘的HPA区域，此区域安装的是嵌入式的LINUX操作系统，该操作系统只保留了网络浏览器、多媒体播放、照片浏览、记事本等娱乐性常用模块，因此系统作的很小，代码精简，运行可靠，可以完成上网、多媒体播放等功能，并可以通过遥控器控制。这种方式的特点是启动快速，系统稳定，可以随时关机，这样就达到了快速启动上网的目的。

如果主板接收到的是K1键码信息则启动MBR指向硬盘的FAT分区，在该分区上安装WINDOWS操作系统，则从WINDOWS启动进入普通电脑模式。本发明的软件主要是多功能控制卡的控制软件，完成如下功能：与CD-ROM、通用主板的通讯；完成对CD-ROM的操作控制；接受主板发出的命令，回送指定的键码；接收计算机面板或遥控器的输入命令；完成对遥控器的解码并执行相应的命令；完成实时时钟的读写控制；根据上述信息完成相应输出，包括开机信号输出、报警输出、定时启动播放CD光盘、将时间及相关信息显示在计算机面板上的LCD显示屏上。

Claims (10)

1、一种计算机多功能控制卡，其特征在于：主要由单片机处理器(2)、串行通讯口(1)、多路音频转换和声音控制电路(3)、IDE接口转接电路(4)、按键编码电路(6)、开关信号和复位信号控制电路(9)、工作电源输入接口(10)组成；串行通讯口(1)与单片机处理器(2)的I/O口连接，也用来连接计算机主板的串行通讯口和光驱的串行通讯口；多路音频转换和声音控制电路(3)通过单片机的I/O控制线以I2C总线的方式与单片机处理器(2)连接，多路音频转换和声音控制电路(3)有一可与光驱CDOUT和声卡音频输出连接的音频输入端口，还有一可与音箱连接的音频输出端口；按键编码电路(6)的输出端与单片机处理器(2)连接，输入端用来连接计算机操作模式按键和其他操作按键；工作电源输入接口(10)的+5V待机电压输出端连接到单片机处理器(2)，+5V、+12V工作电源连接到本多功能控制卡各电路器件的工作电源端口，也用来连接到光驱电源输入端口；开关信号和复位信号控制电路(9)有一计算机开机、复位信号输出端口用来与计算机主板上的开机、复位信号输入端连接；还有一计算机ATX电源输出控制信号输出端口用来与计算机ATX电源中的电源输出控制端连接；IDE接口转接电路(4)的输出端与单片机处理器(2)连接，输入端用来连接光驱的IDE接口和计算机主板的IDE接口。

2、按照权利要求1所述的计算机多功能控制卡，其特征在于：还有一输出端用来连接LCD显示器的LCD显示驱动接口(5)，LCD显示驱动接口(5)的输入端与单片机处理器(2)连接。

3、按照权利要求1或2所述的计算机多功能控制卡，其特征在于：还有一可接收遥控器按键信号的遥控接收电路(8)，其输出与单片机处理器(2)连接。

4、按照权利要求1或2所述的计算机多功能控制卡，其特征在于：还有一实时时钟电路(11)，其输出与单片机处理器(2)连接。

5、按照权利要求1所述的计算机多功能控制卡，其特征在于：所述的串行通讯口(1)包括：单片机串行口(1-3)、标准串行口(1-1)和电平转换器(1-2)，单片机串行口(1-3)的输入端与单片机处理器(2)的I/O口连接，输出端通过电平转换器(1-2)与标准串行口(1-1)连接，单片机串行口(1-3)用来连接光驱的串行通讯口，标准串行口(1-1)用来连接计算机主板的串行通讯口。

6、按照权利要求3所述的计算机多功能控制卡，其特征在于：所述的串行通讯口(1)包括：单片机串行口(1-3)、标准串行口(1-1)和电平转换器(1-2)，单片机串行口(1-3)的输入端与单片机处理器(2)的I/O口连接，输出端通过电平转换器(1-2)与标准串行口(1-1)连接，单片机串行口(1-3)用来连接光驱的串行通讯口，标准串行口(1-1)用来连接计算机主板的串行通讯口。

7、按照权利要求4所述的计算机多功能控制卡，其特征在于：所述的串行通讯口(1)包括：单片机串行口(1-3)、标准串行口(1-1)和电平转换器(1-2)，单片机串行口(1-3)的输入端与单片机处理器(2)的I/O口连接，输出端通过电平转换器(1-2)与标准串行口(1-1)连接，单片机串行口(1-3)用来连接光驱的串行通讯口，标准串行口(1-1)用来连接计算机主板的串行通讯口。

8、按照权利要求1或2所述的计算机多功能控制卡，其特征在于：具有符合PCI插槽尺寸规范或CNR、AMR、AGP、3GIO插槽尺寸规范的金手指，可以安装在计算机主板上的相应的插槽内。

9、按照权利要求6所述的计算机多功能控制卡，其特征在于：具有符合PCI插槽尺寸规范或CNR、AMR、AGP、3GIO插槽尺寸规范的金手指，可以安装在计算机主板上的相应的插槽内。

10、按照权利要求7所述的计算机多功能控制卡，其特征在于：具有符合PCI插槽尺寸规范或CNR、AMR、AGP、3GIO插槽尺寸规范的金手指，可以安装在计算机主板上的相应的插槽内。