CN202916806U

CN202916806U - 键盘接口切换装置

Info

Publication number: CN202916806U
Application number: CN 201220613060
Authority: CN
Inventors: 梁东; 李伟; 谢建新; 许忠阳; 张力健; 辛建明; 赵凤阳
Original assignee: BEIJING ESD POWER COMMUNICATIONS Co Ltd
Current assignee: BEIJING ESD POWER COMMUNICATIONS Co Ltd
Priority date: 2012-11-19
Filing date: 2012-11-19
Publication date: 2013-05-01
Anticipated expiration: 2022-11-19

Abstract

本实用新型公开一种键盘接口切换装置，连接于键盘接口处，包括：数据选择模块、信号展宽模块、控制模块以及通道切换模块，以解决PS/2接口不支持热插拔以及两个PS/2接口的电路不能同时接在一个PS/2接口上同时使用的问题。

Description

键盘接口切换装置

技术领域

本实用新型涉及电子电路领域，具体地说，涉及一种键盘接口切换装置。

背景技术

键盘是最常见的计算机输入设备，它广泛应用于微型计算机和各种终端设备上，计算机操作者通过键盘向计算机输入各种指令、数据，指挥计算机的工作。计算机的运行情况输出到显示器，操作者可以很方便地利用键盘和显示器与计算机对话，对程序进行修改、编辑，控制和观察计算机的运行。

在工控设备人机界面上，装置上会有一个小键盘，并且经常会使用到外接标准104键键盘。PS/2接口键盘和USB键盘相比，有着价格低，各种操作系统兼容性强，抗干扰能力强的特点。

但是，目前PS/2接口不支持热插拔以及两个PS/2接口的电路不能同时接在一个PS/2接口上同时使用，由此带来的问题是主板的PS/2的接口由于带电插拔经常损坏，或者只能先关掉装置的电源在插上键盘再上电，这样做影响了正常的使用。

因此，上述PS/2接口不支持热插拔以及两个PS/2接口的电路不能同时接在一个PS/2接口上同时使用的问题便成为亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种键盘接口切换装置，以解决PS/2接口不支持热插拔以及两个PS/2接口的电路不能同时接在一个PS/2接口上同时使用的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种键盘接口切换装置，连接于键盘接口处，其特征在于，包括：数据选择模块、信号展宽模块、控制模块以及通道切换模块；其中，

所述数据选择模块，与所述键盘接口、信号展宽模块以及控制模块相耦接，用于在所述控制模块的控制下，对键盘数据信号进行实时监测，并将所述数据信号传输至所述信号展宽模块；

所述信号展宽模块，与所述数据选择模块和控制模块相耦接，用于接收所述数据选择模块输出的检测信号，并将该检测信号进行展宽操作，输入至所述控制模块；

所述控制模块，与所述信号展宽模块、数据选择模块以及通道切换模块相耦接，用于接收所述信号展宽模块输出的展宽信号的触发，进行输出状态翻转操作，并将翻转后的输出状态作用于所述数据选择模块和通道切换模块，进行键盘选择控制；

所述通道切换模块，与所述键盘接口和控制模块相耦接，用于接收所述控制模块的控制信号，并根据该控制信号做出键盘选择的操作。

进一步地，所述数据选择模块进一步由多个与非门构成。

进一步地，所述信号展宽模块进一步是由型号为定时器构成的单稳态电路。

进一步地，所述控制模块进一步是由双D型触发器构成的双稳态电路。

进一步地，所述通道切换模块进一步是由两个模拟开关组成的通道切换电路。

进一步地，所述键盘接口是PS/2类型。

与现有技术相比，本实用新型所述一种键盘接口切换装置达到了如下效果：

1）本实用新型所述装置可以使PS/2接口经过热插拔不再损坏，并且具备ESD的防护能力；

2）本实用新型所述装置还可以支持外接键盘和人机界面装置键盘共用同一个PS/2接口，并可实现两个键盘无缝切换，无需断电等多余动作，方便了现场应用。

附图说明

图1为本实用新型实施例所述的一种键盘接口切换装置的结构框图；

图2为本实用新型实施例所述的一种键盘接口切换装置具体实施电路图；

图3为本实用新型具体实施例中所述装置中的型号为555的定时器内部电路图；

图4为本实用新型具体实施例中所述装置中的模拟开关内部电路图。

具体实施方式

如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接受的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。此外，“耦接”一词在此包含任何直接及间接的电性耦接手段。因此，若文中描述一第一装置耦接于一第二装置，则代表所述第一装置可直接电性耦接于所述第二装置，或通过其他装置或耦接手段间接地电性耦接至所述第二装置。说明书后续描述为实施本实用新型的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本实用新型的一般原则为目的，并非用以限定本实用新型的范围。本实用新型的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明，但不作为对本实用新型的限定。

如图1所示，为本实用新型实施例一所述的一种键盘接口切换装置的结构框图，该装置连接于键盘接口处，包括：数据选择模块10、信号展宽模块20、控制模块30以及通道切换模块40；其中，

所述数据选择模块10，与所述键盘接口、信号展宽模块20以及控制模块30相耦接，用于在所述控制模块30的控制下，对键盘数据信号进行实时监测，并将所述数据信号传输至所述信号展宽模块20。

在具体实施例中，所述数据选择模块10可以是由多个与非门构成的数据选择电路，在此不作出限定，数据选择电路选择一个键盘的数据信号作为被监测信号，键盘在没有按下按键时数据线一直为高电平，当有按键按下时，数据线上会出现高低电平组成的一串脉冲。

所述信号展宽模块20，与所述数据选择模块10和控制模块30相耦接，用于接收所述数据选择模块10输出的检测信号，并将该检测信号进行展宽操作，输入至所述控制模块30。

在具体实施例中，所述信号展宽模块20可以是由型号为555的定时器构成的单稳态电路，在此不做出限定，单稳电路被数据线上的第一个下降沿触发，输出一个被展宽了的正脉冲。

所述控制模块30，与所述信号展宽模块20、数据选择模块10以及通道切换模块40相耦接，用于接收所述信号展宽模块20输出的展宽信号的触发，进行输出状态翻转操作，并将翻转后的输出状态作用于所述数据选择模块10和通道切换模块40，进行键盘选择控制。

在具体实施例中，所述控制模块30可以是由型号为74HC74的双D型触发器构成的双稳态电路，在此不做出限定，所述信号展宽模块20输出的脉冲的上升沿去触发双稳电路，双稳电路输出状态发生翻转；双稳电路的输出控制模拟开关将开关打到目前键盘的通道。

所述通道切换模块40，与所述键盘接口和控制模块30相耦接，用于接收所述控制模块30的控制信号，并根据该控制信号做出键盘选择的操作。

在具体实施例中，所述通道切换模块40可以是由两个型号为NLAS323的模拟开关组成的通道切换电路。

下面为一具体实施例

如图2所示，为本实用新型所述的一种键盘接口切换装置具体实施电路图，其应用于PS/2的键盘接口，假设只接入两个键盘A和B，键盘接口为两个（图2中标号为CN1和CN2），所述数据选择模块10是由4个与非门（图2中标号为U1A~D）构成的数据选择电路，所述信号展宽模块20是由型号为555的定时器（图中标号为U2）构成的单稳态电路，所述控制模块30是由型号为74HC74的双D型触发器（图2中标号为U3）构成的双稳态电路，所述通道切换模块40是由两个型号为NLAS323的模拟开关（图2中标号为U4和U5）组成的通道切换电路。

所述一种PS/2接口键盘切换装置上电后，所述双稳态电路中的电阻R3和电容C5将双稳态电路的输出端Q（U3的第5脚）初始化成0（低电平），反相输出端Q（U3的第6脚）输出1（高电平），这时所述通道切换电路切换到键盘A的通道（CN1）。由于所述双稳态电路的输出Q（U3的第5脚）为0（低电平），所以所述数据选择电路选择监视键盘B的数据线，监视数据线上是否有数据传送，一旦键盘B有按键操作，U2的第2脚会有下降沿发生，所述单稳态电路输出一个高电平脉冲信号，触发所述双稳态电路，使该双稳态电路的输出Q（U3的第5脚）变为1，所述通道切换电路将键盘B的时钟和数据线切到输出上。如果操作键盘A，基于同样原理，所述通道切换电路将键盘A的时钟和数据线切到输出上。

进一步地，所述数据选择模块10的对应电路工作过程：键盘A（CN1）的数据线接U1B的第4脚，键盘B的数据线接U1C的第10脚，上拉电阻R1和R2将数据线上拉成高电平，电容C1和C2滤除干扰，增加高干扰性能。控制端DSO分为两路，该控制端DSO为高电平“1”时，一路进入U1B的第5脚，这时与非门U1B输出状态完全由U1B的第4脚决定，U1B的第4脚信号经与非门U1B反相后输出到U1D的第13脚；另一路经与非门U1A反相为低电平“0”进入U1C的第9脚，这时无论第10脚的电平怎样变化，U1C的输出都是“1”；U1D的第12脚的输入为“1”，U1D的第13脚的内容再次反相从U1D第11脚输出，U1D第11脚输出内容与键盘A的数据线内容一致。当控制端DSO为高电平“0”时，U1D第11脚输出内容与键盘B的数据线内容一致。

进一步地，如图3所示，为本实用新型具体实施例中所述型号为555的定时器内部电路图，本领域技术人员可以理解，图2中的型号为555定时器（U2）的是电子元器件封装连接图，与图3的区别仅在于器件管脚的位置不一致，并不影响对器件工作原理的叙述（为了方便描述，申请人已将图3中的各管脚标号，对应于图2中的U2）。结合图2以及图3（其中，图3中的201为RS触发器电路），U2的第6脚在上电后为+5V，比较器C1输出低电平，触发端（U2的第2脚）为高电平比较器C2输出高电平；所述RS触发器电路201输入R=0、S=1,输出Q=0，U2的第3脚输出0，三极管T导通将C4的电荷放出，U2的第6脚低于2/3VCC（+5V），比较器C1输出1，另一比较器C2输出1，所述RS触发器电路201输入R=1、S=1,输出Q=0，U2的第3脚输出保持不变为0，此时为稳态。当触发端（U2的第2脚）为低电平,低于1/3VCC（+5V），比较器C2输出低电平,所述RS触发器电路201输入R=1、S=0,输出Q=1，U2的第3脚输出1，电路工作在非稳态；三极管T截止，通过R4对C4充电，当U2的第6脚高于2/3VCC（+5V），比较器C1输出0，由于键盘数据速率比较高，很快触发端（U2的第2脚）为高电平，比较器C2输出1，所述RS触发器电路201的电路输入R=0、S=1,输出Q=0，U2的第3脚输出0，三极管T导通将C4的电荷放出，U2的第6脚低于2/3VCC（+5V），比较器C1输出1，另一比较器C2输出1，所述RS触发器电路201输入R=1、S=1,输出Q=0，U2的第3脚输出保持不变为0，电路回到稳态。通过对R4和C4元器件值的调整，是RC时间常数大于键盘数据线数据长度，此电路完成了对脉冲展宽的作用，使后级双稳电路可靠翻转，不会误动作。

进一步地，所述控制模块30的对应电路工作原理：刚上电时U3第1脚（清零端）为低电平，U3第5脚输出0，第6脚输出1，随着R3对C5充电，U3第1脚（清零端）为高电平。当U3第3脚出现上升沿时，由于U3的第6脚和第2脚相连，第6脚的状态从U3的第5脚输出，第5脚变成1，第6脚变成0，输出都发生了翻转。从一种稳态0到另一种稳态1，如果当U3第3脚再次出现上升沿，输出就会再次从1翻转到0。

进一步地，如图4所示，为实用新型具体实施例中所述的模拟开关内部电路图，结合图2及图4，所述通道切换模块40对应电路的工作原理：NLAS323模拟开关控制端IN1和IN2高电平时，模拟开关闭合，低电平时，模拟开关断开。当U4和U5的第3脚（IN2）为高电平时，U4和U5的第7脚（IN1）为低电平，U4和U5的第5脚和第6脚导通，U4和U5的第1脚和第2脚断开，键盘B的数据和时钟信号从PS2连接器经过模拟开关从U4和U5的第6脚输出；当U4和U5的第7脚（IN1）为高电平时，U4和U5的第3脚（IN2）为低电平，U4和U5的第1脚和第2脚导通，U4和U5的第5脚和第6脚断开，键盘B的数据和时钟信号从PS2连接器经过模拟开关从U4和U5的第2脚输出。U4和U5的第2脚和第6脚相连作为数据和时钟信号的输出。

上述说明示出并描述了本实用新型的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述实用新型构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。

Claims

1.一种键盘接口切换装置，连接于键盘接口处，其特征在于，包括：数据选择模块、信号展宽模块、控制模块以及通道切换模块；其中，

2.如权利要求1所述的一种键盘接口切换装置，其特征在于，所述数据选择模块进一步由多个与非门构成。

3.如权利要求1所述的一种键盘接口切换装置，其特征在于，所述信号展宽模块进一步是由型号为定时器构成的单稳态电路。

4.如权利要求1所述的一种键盘接口切换装置，其特征在于，所述控制模块进一步是由双D型触发器构成的双稳态电路。

5.如权利要求1所述一种键盘接口切换装置，其特征在于，所述通道切换模块进一步是由两个模拟开关组成的通道切换电路。

6.如权利要求1~5中任一所述的一种键盘接口切换装置，其特征在于，所述键盘接口是PS/2类型。