CN217640191U - 一种usb设备通讯断连控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种USB设备通讯断连控制装置，包括可编程门阵列、微控制器、若干个继电器，所述可编程门阵列与微控制器通信连接，所述微控制器的多个输出端与多个继电器的控制线圈一一对应连接，每个所述继电器的常开触点分别对应串联接入一个USB通讯通道；所述可编程门阵列用于输入USB通讯通道切换指令；所述微控制器用于根据所述USB通讯通道切换指令输出对应通道的USB通讯控制指令；所述继电器用于根据所述USB通讯控制指令控制对应USB通讯通道的通断。本实用新型的装置减少了频繁插拔对USB接口造成的磨损以及由于人工插拔可能造成的插拔不准确的问题，减少了设备损耗，提升了USB设备连接的准确度。

Description

一种USB设备通讯断连控制装置

技术领域

本实用新型涉及电子电路技术领域，具体涉及一种USB设备通讯断连控制装置。

背景技术

USB，即通用串行总线(Universal Serial Bus，USB)是一种新兴的并逐渐取代其他接口标准的数据通信方式，由Intel、Compaq、Digital、IBM、Microsoft、NEC及NorthernTelecom等计算机公司和通信公司于1995年联合制定，并逐渐形成了行业标准。USB总线作为一种高速串行总线，其极高的传输速度可以满足高速数据传输的应用环境要求，且该总线还兼有供电简单(可总线供电)、安装配置便捷(支持即插即用和热插拔)、扩展端口简易(通过集线器最多可扩展127个外设)、传输方式多样化(4种传输模式)，以及兼容良好(产品升级后向下兼容)等优点。

USB自推出以来，已成功替代串口和并口，成为21世纪大量计算机和智能设备的标准扩展接口和必备接口之一，现已发展到USB 4.0版本。USB具有传输速度快、使用方便、支持热插拔、连接灵活、独立供电等优点，可以连接键盘、鼠标、大容量存储设备等多种外设，该接口也被广泛用于智能手机中。计算机等智能设备与外界数据的交互主要以网络和USB接口为主。

USB设备具有即插即用和热插拔等多种功能，使用起来非常方便。然而，在不同的使用场合，则需要交叉使用多个USB设备进行通讯行为，工作人员就会频繁的进行USB物理插拔，这不仅会给USB和相关设备造成磨损，也会造成管理混乱和工作效率低下的问题。因此，本领域需要一种新的USB插拔控制设备来解决此问题。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术中存在的技术问题，提供一种USB设备通讯断连控制装置，解决了进行设备插拔测试时，人工进行USB设备频繁物理插拔造成的相关问题。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：

一种USB设备通讯断连控制装置，包括可编程门阵列、微控制器、若干个继电器，所述可编程门阵列与微控制器通信连接，所述微控制器的多个输出端与多个继电器的控制线圈一一对应连接，每个所述继电器的常开触点分别对应串联接入一个USB通讯通道；

所述可编程门阵列用于输入USB通讯通道切换指令；

所述微控制器用于根据所述USB通讯通道切换指令输出对应通道的USB通讯控制指令；

所述继电器用于根据所述USB通讯控制指令控制对应USB通讯通道的通断。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

优选的，还包括直流电源，所述直流电源与微控制器供电连接。

优选的，所述USB通讯通道一端设置为公共端、另一端设置为设备端；多个所述公共端共用一个USB端口，多个所述设备端的USB端口阵列排布。

优选的，所述继电器为机械继电器。

优选的，所述继电器的控制线圈连接所述微控制器的输出端，所述继电器的常开触点串联在所述公共端与设备端之间。

优选的，所述USB通讯通道切换指令包括对应USB通讯通道的通/断时间、通/断次数。

本实用新型的有益效果是：本实用新型提供的一种USB设备通讯断连控制装置，可通过可编程门阵列输入各个USB通讯通道的切换指令，微控制器将USB通讯通道的切换指令转换为对应USB通讯通道的控制信号，控制对应USB通讯通道的继电器常开触点闭合或断开，从而控制对应USB通讯通道切换。该装置实现了在需要对USB通讯通道进行频繁通断的工况下，通过继电器的触点通断控制USB设备的通断，减少了频繁插拔对USB接口造成的磨损以及由于人工插拔可能造成的插拔不准确的问题，减少了设备损耗，提升了USB设备连接的准确度。

附图说明

图1为本实用新型测试接线原理图；

图2为本实用新型装置组成原理框图；

图3为本实用新型继电器控制原理图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

由于传统的USB设备测试通过人工频繁插拔USB设备与测试装置之间的连接，来进行USB设备的测试。人工插拔USB设备的缺陷在于，不仅插拔次数、时间不精准，并且多次插拔会造成设备USB接口损坏、接触不良等问题，并且人工插拔USB设备不仅效率低、而且还非常容易出错，也会存在工作人员手、肩膀等酸痛不适。

因此，本实施例提供如图1～2所示的一种USB设备通讯断连控制装置，包括可编程门阵列、微控制器、若干个继电器，所述可编程门阵列与微控制器通信连接，所述微控制器的多个输出端与多个继电器的控制线圈一一对应连接，每个所述继电器的常开触点分别对应串联接入一个USB通讯通道；

所述可编程门阵列用于输入USB通讯通道切换指令；

所述微控制器用于根据所述USB通讯通道切换指令输出对应通道的USB通讯控制指令；

所述继电器用于根据所述USB通讯控制指令控制对应USB通讯通道的通断。

本实施例中的USB设备可以为独立的电子设备，如手机、平板等设备，本实施例以手机进行举例。本实施例提供的USB设备通讯断连控制装置，如图1所示，在使用时，可将被测的USB设备通过USB接口连接在USB通讯通道的一端、USB通讯通道的另一端接入测试装置，例如HUB装置等显示装置(此显示装置可以是独立的可显示设备，比如车机、PC、平板、手机等，本实施例以车机进行举例)。测试时，可通过可编程门阵列输入各个USB通讯通道的切换指令，或者在微控制器中预存测试指令，微控制器将USB通讯通道的切换指令转换为对应USB通讯通道的控制信号，控制对应USB通讯通道的继电器常开触点闭合或断开，从而控制对应USB通讯通道切换；当USB通讯通道接通时，可实现对应的USB设备与显示装置的数据交互，比如USB互联投屏。该装置实现了在需要对USB通讯通道进行频繁通断的工况下，通过继电器的触点通断控制USB设备的通断，减少了频繁插拔对USB接口造成的磨损以及由于人工插拔可能造成的插拔不准确的问题，减少了设备损耗，提升了USB设备连接的准确度。

在上述技术方案的基础上，本实施例还可以做如下改进。

本实施例中，还包括直流电源，所述直流电源与微控制器供电连接。

可以理解的是，通过直流电源为本装置提供工作电源，例如为微控制器以及可编程门阵列提供工作电源、为继电器提供直流控制电压。直流电源的来源可以是适配器的输出端，也可以是PC的端口，可根据实际使用需求设置。

本实施例中，所述USB通讯通道一端设置为公共端、另一端设置为设备端；多个所述公共端共用一个USB端口，多个所述设备端的USB端口阵列排布。

可以理解的是，通过本实施例的装置可进行USB设备的批量测试，将若干个USB设备直接或通过Type－C数据线连接到设备端的USB口、通过本装置同时连接到公共端的显示装置上，例如在公共端连接一台车机、在设备端可同时连接多台手机；通过控制装置中各继电器的触点通断，从而实现对应通讯通道中的USB设备与显示装置的通信连接，本实施例复用一个显示装置可批量测试多个USB设备，提升了测试效率，节省了测试设备成本。

本实施例中，如图3所示，所述继电器为机械继电器。

继电器作为一种电控制器件，是当输入量(激励量)的变化达到规定要求时，在电气输出电路中使被控量发生预定的阶跃变化的一种电器。它具有控制系统(又称输入回路)和被控制系统(又称输出回路)之间的互动关系。通常应用于自动化的控制电路中，它实际上是用小电流去控制大电流运作的一种“自动开关”，故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。机械继电器的组成结构以及控制原理较为简单、成本相对较低，因此采用机械继电器实现本装置的USB通讯通道切换可降低装置整体成本。可以理解的是，本实施例的继电器通过控制线圈得电来控制衔铁(电磁铁)吸合，从而控制其常开触点闭合，以模拟人工插入USB动作；当其控制线圈断电时，衔铁(电磁铁)断开，此时在复位弹簧的作用下，其常开触点断开复位，模拟人工拔除USB动作。

本实施例中，所述继电器的控制线圈连接所述微控制器的输出端，所述继电器的常开触点串联在所述公共端与设备端之间。微控制器的输出端与继电器的控制线圈连接、以向控制线圈输出低压控制电，通过控制控制线圈是否得电，从而控制继电器的触点状态，实现以低压控制高压的效果。

本实施例中，所述USB通讯通道切换指令包括对应USB通讯通道的通/断时间、通/断次数。可通过可编辑门阵列对USB通讯通道切换进行实时的控制，也可通过调用预设在微控制器中的测试程序来控制测试过程。对USB设备进行测试时，通过控制每个USB通讯通道的通/断时间、通/断次数，可自动完成批量的USB设备测试。

工作原理：

本实用新型提供的一种USB设备通讯断连控制装置，可通过可编程门阵列输入各个USB通讯通道的切换指令，微控制器将USB通讯通道的切换指令转换为对应USB通讯通道的控制信号，控制对应USB通讯通道的继电器常开触点闭合或断开，从而控制对应USB通讯通道切换。该装置实现了在需要对USB通讯通道进行频繁通断的工况下(例如对USB设备进行批量测试)，通过继电器的触点通断控制对应USB设备的通断，减少了频繁插拔对USB接口造成的磨损以及由于人工插拔可能造成的插拔不准确的问题，减少了设备损耗，提升了USB设备连接的准确度。尤其是，在现场可编辑门阵列中，可手动输入需要测试的次数、被测USB设备对应的USB端口、USB通讯通道断开以及连接的时间，可同时进行至少一台USB设备与HUD显示装置进行反复断开及连接(插拔)测试，避免人工插拔出现的问题，能更快、更有效、更精准处理插拔测试问题。本实施例提供的装置不仅测试次数、时间精准，而且有效避免了设备损坏、接触不良、效率低等问题，另外还可以进行多设备自动切换，根据实际场景进行测试的覆盖，有效节省了人力投入。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种USB设备通讯断连控制装置，其特征在于，包括可编程门阵列、微控制器、若干个继电器，所述可编程门阵列与微控制器通信连接，所述微控制器的多个输出端与多个继电器的控制线圈一一对应连接，每个所述继电器的常开触点分别对应串联接入一个USB通讯通道；

所述可编程门阵列用于输入USB通讯通道切换指令；

所述微控制器用于根据所述USB通讯通道切换指令输出对应通道的USB通讯控制指令；

所述继电器用于根据所述USB通讯控制指令控制对应USB通讯通道的通断。

2.根据权利要求1所述一种USB设备通讯断连控制装置，其特征在于，还包括直流电源，所述直流电源与微控制器供电连接。

3.根据权利要求1所述一种USB设备通讯断连控制装置，其特征在于，所述USB通讯通道一端设置为公共端、另一端设置为设备端；多个所述公共端共用一个USB端口，多个所述设备端的USB端口阵列排布。

4.根据权利要求1所述一种USB设备通讯断连控制装置，其特征在于，所述继电器为机械继电器。

5.根据权利要求3所述一种USB设备通讯断连控制装置，其特征在于，所述继电器的控制线圈连接所述微控制器的输出端，所述继电器的常开触点串联在所述公共端与设备端之间。

6.根据权利要求1所述一种USB设备通讯断连控制装置，其特征在于，所述USB通讯通道切换指令包括对应USB通讯通道的通/断时间、通/断次数。

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