專利名稱：通用串行總線多能轉(zhuǎn)接控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)于一種通用串行總線(USB)多功能轉(zhuǎn)接控制器，特別是應(yīng)用于個人電腦周邊介面設(shè)備資料傳輸，及具有自由定義與系列連結(jié)的電腦周邊設(shè)備轉(zhuǎn)換及控制。
電腦為目前資料處理、管理或控制的中樞，然而，在電腦結(jié)構(gòu)中，除了用于運算及執(zhí)行指令的中央處理器外，次要的結(jié)構(gòu)及裝置，則是用以作為輸入及輸出的電腦周邊設(shè)備，例如鍵盤(KEYBOARD)、搖桿(JOYSTICK)、數(shù)據(jù)機(MODEM)、印表機(PRINTER)、掃瞄器(SCANNER)、刷卡機、條碼讀取機(BAR CODE READER)……等外接的周邊設(shè)備。其中，每一個周邊設(shè)備必需通過界面卡(INTERFACE CARD))來作為這周邊設(shè)備的控制及資料連通管道，諸如一般常見的RS-232或RS-422等標準界面，故界面轉(zhuǎn)換對于周邊設(shè)備的操作就顯得相當重要。
又，傳統(tǒng)上，用于工業(yè)控制的工業(yè)電腦或控制主機上所使用的多端口卡(MULTIPORT CARD)模式，必需插在ISA BUS上，但是，此種ISA BUS的多端口卡在使用上，則存在如下缺點1.安裝時必需拆卸機器方能安裝，相當不便。
2.數(shù)量必需為二次方數(shù)，如2、4、8、16……等，因而使該界面卡在裝置使用上受到限制，且多余不使用的界面卡，將造成設(shè)備浪費及系統(tǒng)不必要的電源負擔。
3、在使用上，若其中有一個端(PORT)的界面卡發(fā)生故障或損壞，則必須將主電腦主機關(guān)閉或停機來進行維修，故對于無法停止或不適合停止的控制、通訊或監(jiān)控的動作，造成不必要的困擾。
4.制造成本高，維修不易，產(chǎn)業(yè)利用效率低。
5.在每一個多端口卡的界面卡，一定為單一功能的界面，例如RS-232或RS-422，且所能連接的電腦周邊設(shè)備功能，亦無法作改變，諸如恒為搖桿或恒為其他的監(jiān)測周邊設(shè)備，因而影響該周邊設(shè)備連結(jié)的運用范圍及靈活度；另外，若必須由RS-232界面轉(zhuǎn)接為RS-422，或由RS-422轉(zhuǎn)接為RS-232，則相當麻煩不便，且需耗費較多的設(shè)備成本。
再者，以目前的USB模式連結(jié)方式，皆以TOP TECH技術(shù)方式來連結(jié)，諸如圖6所示的連結(jié)結(jié)構(gòu)，其中，每一個HUB(中樞轉(zhuǎn)接器)向上或向下僅能連接其他HUB，也就是以串接方式來連結(jié)。且每一HUB可具有若干個FUNCTION(功能)選擇，雖不受限制，但其缺點是，當其中一個HUB損壞或發(fā)生故障時，則必需令系統(tǒng)中連結(jié)位置較為下層的HUB停止運作，以利更換較為上層的HUB，如此一來，將大大影響系統(tǒng)運轉(zhuǎn)的功能及效率；且在另一方面，各HUB中的FUNCTION是固定的功能模式，并無法隨意或隨不同的周邊設(shè)備來加以改變或定義，這樣，將使得HUB的種類及組裝技術(shù)變得更加復(fù)雜而難以規(guī)劃，在周邊設(shè)備或周邊監(jiān)控元件的裝置及配合使用上，將造成莫大的不便及困擾。
除此之外，在相關(guān)的先前專利技術(shù)文獻上，臺灣第202369號“傳統(tǒng)PC用搖桿及滑鼠與USB系統(tǒng)相容的轉(zhuǎn)接模態(tài)”發(fā)明專利案，則介紹了一種典型的USB連結(jié)模組，其中，該USB連結(jié)方式，如上述圖6所示的HUB部分，僅能具有若干固定的FUNCTION功能模式，即其所提及的搖桿及滑鼠兩種固定功能模式的選擇，除了在連結(jié)上會產(chǎn)生上述圖6中HUB與HUB連結(jié)的問題外，最大的問題是，該FUNCTION功能模式，并無法隨該周邊設(shè)備化的更換或變化，來加以改變其定義，造成應(yīng)用范圍上仍和圖6的HUB一樣受到拘限，使其整體的系統(tǒng)連結(jié)及運作效率受到影響。
本發(fā)明的主要目的，是在于提供一種USB多功能轉(zhuǎn)接控制器，其包含一周邊連接器、控制電路、一對資料輸入端口(DATA UP STREAM PORT)、資料輸出端口(DATA DOWN STREAM PORT)，其中，資料輸入端口供連結(jié)來自PC個人電腦主機的USB(UNIVERSAL SERIAL BUS)，以接收來自PC個人電腦主機對周邊設(shè)備控制命令與資料傳送，該周邊連接器則供以連接電腦周邊設(shè)備。并由控制電路隨PC個人電腦主機送出的周邊設(shè)備控制命令來自由定義該周邊連接器所代表輸出的的周邊設(shè)備定義，以控制所連結(jié)的相對周邊設(shè)備。并借由資料輸出端口連接至下一級或更下一級的同系列裝置的資料輸出端口，使各相互連接的裝置能夠分別定義為不同周邊設(shè)備使用的狀態(tài)，以使本發(fā)明可隨意連結(jié)不同的周邊設(shè)備，并且在裝設(shè)或故障維修上，可不必關(guān)閉電腦主機，即可進行裝設(shè)或維修；以及，在裝設(shè)數(shù)量上，可隨所連結(jié)的電腦周邊設(shè)備自由增、減，而可大大降低USB周邊裝置連結(jié)的系統(tǒng)及設(shè)備成本。
本發(fā)明的另一目的，是在于提供一種USB多功能轉(zhuǎn)接控制器，特別是該控制電路，包含一USB控制器、微處理器、記憶器模組、計時器、中斷控制器及一非同步接收、傳輸器，其中，借由USB控制器向外連接電腦主機USB輸出線路，以及下一級或更下一級，且該記憶器模組內(nèi)更包括一電壓抹除式只讀記憶器(EEPROM)，是儲存用以定義及控制周邊設(shè)備的界面控制資料，以借由電腦主機的軟件指令經(jīng)由微處理器自該電壓可擦只讀記憶器取出該周邊設(shè)備的界面控制程序，并控制非同步接收、傳輸器經(jīng)周邊連接器輸出至所連接的周邊設(shè)備上，以供連接于該周邊連接器上的周邊設(shè)備，而使該周邊設(shè)備的范圍，可不受限制，諸如數(shù)據(jù)機、滑鼠、鍵盤、數(shù)位/類比轉(zhuǎn)換器、感測器(SENSOR)、傳輸參數(shù)設(shè)定……等各種可以使用在工業(yè)控制的周邊設(shè)備，而使其更具有產(chǎn)業(yè)的利用性。
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的。
一種通用串行總線多功能轉(zhuǎn)接控制器，其特征在于其包括至少一對的資料輸入端口及資料輸出端口，該資料輸入端口，是連結(jié)至電腦主機的USB線路或上一級的資料輸入端口，以接收來自電腦主機的控制命令及資料；一控制電路，是包括一USB控制器、微處理器、記憶器模組、中斷控制器及非同步接收、傳輸器，其中，該USB控制器分別連結(jié)資料輸入端及資料輸出端，以接收來自于資料輸入端口輸入的資料，并由該資料輸出端口輸出資料；微處理器，是以一資料端口與該USB控制器連結(jié)，以取得輸入資料或借此輸出資料給USB控制器；記憶器模組，是連結(jié)于微處理器的I/O端上，供微處理器執(zhí)行運算指令、資料儲存、緩沖功能，以及各周邊設(shè)備功能及控制資料儲存，以使微處理器可針對電腦主機所賦予的周邊控制命令及資料傳輸，對該記憶器模組內(nèi)所儲存的周邊設(shè)備功能及控制資料加以重新定義及回存；中斷控制器，是分別供中斷控制命令或中斷控制向量給微處理器及非同步接收、傳輸器；以及，非同步接收、傳輸器，是連結(jié)于該微處理器的I/O端末端，以接收來自微處理器所輸出的最終周邊設(shè)備控制命令及指令，以輸出相對的周邊設(shè)備控制命令；一周邊連接器，是供各種周邊設(shè)備連結(jié)，并接受控制電路的非同步接收、傳輸器輸出的周邊控制命令，借以控制所連結(jié)的周邊設(shè)備運作。
本發(fā)明的目的還可以通過以下技術(shù)措施來進一步實現(xiàn)。
上述的一對資料輸入端口及資料輸出端口，分別包括有一正資料線(UPSTREAM D+ CONNECTION)及一負資料線(UPSTREAM D- CONNECTION)構(gòu)成，是以電位差來區(qū)別“0”與“1”的資料傳輸。上述的記憶器模組包括一只讀記憶器，是將各種周邊控制功能的固件(FIRMWARE)儲存在內(nèi)；一動態(tài)隨機存取記憶器，將該微處理器的I/O端各個通道(CHANNEL)輸入或輸出的資料，先行儲存，以作為資料傳輸?shù)木彌_器(BUFFER)，待電腦主機及USB線路較為空閑時，再行處理，及該微處理器在周邊控制指令或程序在執(zhí)行時，則儲存該指令或程序需運用或計算的臨時資料；一電壓可擦只讀記憶器，則儲存各種使用者所選擇的周邊設(shè)備功能控制資料，即使用者所定義的RS-232或RS-422等標準周邊連結(jié)端的控制功能資料，以供微處理器按電腦主機的周邊控制命令，來取出相對的周邊設(shè)備資料設(shè)定定義及回存。該記憶器模組中的動態(tài)隨機存取記憶器在作為資料傳輸?shù)木彌_器功能下，是以FIFO(FIRSTIN FIRST OUT)先入先出的模式處理。上述的控制電路中的中斷控制器，在控制A/D轉(zhuǎn)換器、D/A轉(zhuǎn)換器等周邊設(shè)備中斷的狀態(tài)下，以位階觸發(fā)(LEVELTRIGGER)或邊緣觸發(fā)(EDGE TRIGGER)的方式，來適時產(chǎn)生中斷向量信號給微處理器或在最終輸出端受控的非同步接收、傳輸器。該控制電路中的中斷控制器，則配合一計時器(TIMER)在某一設(shè)定時間內(nèi)，中斷一小片段時間，在中斷后，該周邊設(shè)備的A/D、D/A轉(zhuǎn)換器或I/O端裝置資料，或與使用者設(shè)定的條件相符時，則將狀態(tài)(STATUS)或相關(guān)A/D、D/A轉(zhuǎn)換資料加以儲存記憶，且通過微處理器將反饋狀態(tài)信號給USB控制器，待該連結(jié)電腦主機的USB線路閑置時，則再由USB控制器向電腦主機連系?？刂齐娐分械姆峭浇邮?、傳輸器為通用非同步接收、傳輸器。其中包含一控制流程，該控制流程可通過電腦主機經(jīng)USB控制器傳輸至微處理器執(zhí)行，其步驟包含(1)讀出USB線路上各USB多功能轉(zhuǎn)接控制器的設(shè)定及從屬關(guān)系；(2)修改設(shè)定USB多功能轉(zhuǎn)接控制器的功能及控制參數(shù)，即設(shè)定取出該電壓可擦只讀記憶器內(nèi)的某一個周邊設(shè)備元件功能的控制資料；(3)調(diào)整USB多功能轉(zhuǎn)接控制器的參數(shù)，即是由微處理器讀出該電壓可擦只讀記憶器的控制資料后，設(shè)定其相關(guān)的傳輸或接收參數(shù)；(4)由該微處理器設(shè)定該傳輸或接收參數(shù)的控制資料，并回存至電壓可擦只讀記憶器中；(5)設(shè)定特殊功能程序后重新開機；(6)執(zhí)行周邊設(shè)備的應(yīng)用程序。
上述的周邊連接器為標準DB-25連接器。本發(fā)明還包含一機殼，用以包覆資料輸入端口、資料輸出端口、控制電路及周邊連接器，機殼側(cè)邊適當位置設(shè)有一外接電源插座，以連接來自外界的由整流器供應(yīng)的直流電源。該機殼于頂、底部相對應(yīng)位置處，至少設(shè)有一對對應(yīng)的凸肋及凹槽，以供機殼作縱向疊接。
本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)由以下實施例及其附圖詳細給出。


圖1是本發(fā)明的方框結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本發(fā)明的微處理器的控制流程圖。
圖3是本發(fā)明的線路實施例結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4(a)是本發(fā)明的實施例圖(一)。
圖4(b)是本發(fā)明的實施例圖(二)。
圖5是本發(fā)明的應(yīng)用實例圖。
圖6是習(xí)用USB連接器的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
圖7、圖8、圖9是本發(fā)明的電路原理圖。
首先請參閱圖1所示，本發(fā)明的USB多功能轉(zhuǎn)接控制器，包含一控制電路100，該控制電路100則包括一USB控制器10，其中，該USB控制器連結(jié)一對資料輸入端口11(DATA UP STREAM PORT)、資料輸出端口12(DATA DOWNSTREAM PORT)，該資料輸入端口11分別由一正資料線(UPSTREAM D+CONNECTION)及一負資料線(UPSTREAM D- CONNECTION)構(gòu)成，是以電位差來區(qū)別“0”與“1”的資料傳輸；且該資料輸入端口11的正資料線與負資料線一端是相互連結(jié)(如圖1與圖3中虛線部分)，以連接至電腦主機的USB輸出線路；而該資料輸出端口12的正、負輸出線則分別連接至下一級與更下一級USB多功能轉(zhuǎn)接控制器的資料輸出端口12及資料輸入端口11的正、負資料線，以接受來自電腦主機(HOST)及上一級USB多功能轉(zhuǎn)接控制器的周邊控制資料及命令。
一微處理器20，是以一資料端DP與USB控制器10相連結(jié)，以接受來自USB控制器10所輸出的周邊控制命令及資料，并加以輸出控制處理，該輸出控制處理是通過一I/O端來傳輸。
一記憶器模組30，是連結(jié)于該微處理器20 I/O端的BUS上，包括一動態(tài)隨機存取記憶器(RAM)31、只讀記憶器(ROM)32及電壓可擦只讀記憶器(EEPROM)33，其中，只讀記憶器32是將各種周邊控制功能的固件(FIRMWARE)燒錄在內(nèi)，例如數(shù)據(jù)機、印表機、滑鼠、刷卡機、條碼讀取機(BAR CODEREADER)……等周邊設(shè)備的控制固件；動態(tài)隨機存取記憶器31，將該微處理器20的I/O端各個通道(CHANNEL)輸入或輸出的資料，先行放置在動態(tài)隨機存取記憶器31內(nèi)，即以該動態(tài)隨機存取記憶器31為緩沖器(BUFFER)，并以FIFO(FIRST IN FIRST OUT)方式處理，待電腦主機及USB線路為空閑時，再行處理；另，當只讀記憶器32內(nèi)的周邊控制指令或程序在執(zhí)行時，該動態(tài)隨機存取記憶器31則儲存指令或程序需運用或計算的臨時資料。
另外，在電壓可擦只讀記憶器33則儲存各種使用者(USER)所選擇的周邊設(shè)備功能控制資料，即使用者所定義的RS-2 32或RS-422等標準周邊連結(jié)端的控制功能資料與傳輸參數(shù)，例如數(shù)據(jù)機、搖桿、滑鼠、A/D或D/A轉(zhuǎn)換器、印表機、掃瞄器、數(shù)位板、刷卡器、條碼讀取機(BAR CODE READER)……等周邊設(shè)備的控制資料。
一中斷控制器(INTERRUPT CONTROLLER)40，則是在于A/D、/D/A轉(zhuǎn)換器或為I/D周邊設(shè)備時，可設(shè)定為位階觸發(fā)(LEVEL TRIGGER)或邊緣觸發(fā)(EDGE TRIGGER)的方式，來觸發(fā)此一中斷控制器40，使其適時產(chǎn)生中斷向量信號給微處理器20或在最終輸出端受控的非同步接收、傳輸器50；另外一種方式，則是使用一計時器60(TIMER)在某一設(shè)定時間內(nèi)，中斷一小段時間，在中斷后，A/D、D/A轉(zhuǎn)換器或I/O端裝置資料，或與使用者設(shè)定的條件相符時，則將狀態(tài)(STATUS)或相關(guān)A/D、/D/A轉(zhuǎn)換資料加以儲存記憶，且通過微處理器20反饋狀態(tài)信號給USB控制器10，待該連結(jié)電腦主機的USB線路閑置時，則再由USB控制器10與電腦主機連系。
另，非同步接收、傳輸器50，是連結(jié)于微處理器20的I/O端末端，其型態(tài)不拘，在本發(fā)明，為便于說明之故，特以通用非同步接收、傳輸器(UNIVERSAL ASYNCHRONOUS RECEIVER/TRANSMITTER，簡稱UART)為例，但不因此而拘限本發(fā)明的范圍。其中，通過非同步接收、傳輸器50以連接至周邊設(shè)備元件200，例如數(shù)據(jù)機、印表機、掃瞄器、刷卡器、條碼讀取機(BARCODE READER)……等周邊設(shè)備。此類的周邊設(shè)備200皆是以標準RS-232或標準RS-422來驅(qū)動，且在該非同步接收傳輸器50接收或傳送資料過程，當資料接收或傳送完畢時，則將會產(chǎn)生一接收或傳送中斷的信號給中斷控制器40，而使微處理器20得知要從電腦主機接收資料或傳輸資料至電腦主機時，則以串列資料方式輸出，若此時電腦主機或連接電腦主機的USB線路在忙碌(BUSY)狀態(tài)時，則將上述所欲接收或傳輸?shù)馁Y料暫時存放在記憶器模組30中的動態(tài)隨機暫存記憶器31中，待電腦主機或USB線路不再忙碌時，再由該動態(tài)隨機存取記憶器31中，將欲接收或傳輸?shù)馁Y料取出，以上述FIFO的方式輸入或輸出。
請再參閱圖2所示，圖2為本發(fā)明中，該個人電腦主機中所載的系統(tǒng)控制流程圖。其中，步驟300，為讀出USB線路上各USB多功能轉(zhuǎn)接控制器的設(shè)定及從屬關(guān)系，步驟310，則為修改設(shè)定USB多功能轉(zhuǎn)接控制器的功能，即設(shè)定取出該電壓可擦只讀記憶器33內(nèi)的指定周邊或某一個周邊設(shè)備元件200功能的控制資料；步驟320，為調(diào)整USB多功能轉(zhuǎn)接控制器的參數(shù)或改變指定周邊設(shè)備，即是由微處理20讀出該電壓可擦只讀記憶器33的控制資料后，設(shè)定其相關(guān)的傳輸或接收參數(shù)；步驟330，則是在于微處理器20設(shè)定好該傳輸或接收參數(shù)的控制資料回存至電壓可擦只讀記憶器33中，步驟340即是在軟、硬件連結(jié)與參數(shù)修改好后，再使軟、硬件重新開機，即重置及設(shè)定特殊功能正常運作，以確認與PC的軟、硬件正確；步驟350則是執(zhí)行周邊設(shè)備的應(yīng)用程序。即借由以上圖2所述的控制流程后，即可使本發(fā)明的USB轉(zhuǎn)換器可作多功能及多用途的周邊設(shè)備元件200的配合使用，而可達到產(chǎn)業(yè)上利用的目的及效果。
請再配合圖3所示，圖3為本發(fā)明的USB轉(zhuǎn)接裝置的另一應(yīng)用上的線路結(jié)構(gòu)實施例圖，與圖1中所不同的是，該微處理器20的I/O BUS末端所連結(jié)的是I/O雙向傳輸周邊設(shè)備400，例如工業(yè)控制常用的A/D轉(zhuǎn)換器、D/A轉(zhuǎn)換器、感應(yīng)器、液面控制器……等周邊設(shè)備，亦可按圖1及圖2所述的周邊元件2 00的定義及功能設(shè)定模式操作，使該I/O雙向傳輸周邊設(shè)備400，亦可達到如上所述多用途及多功能定義、設(shè)定及使用的功效，可使本發(fā)明的USB轉(zhuǎn)換器在應(yīng)用上，除可供連結(jié)一般電腦的周邊設(shè)備外，更可擴大應(yīng)用于工業(yè)控制的系統(tǒng)，而更加增加其整體使用功效及產(chǎn)業(yè)利用價值。
請再配合圖4(a)及圖4(b)所示，是本發(fā)明的外觀結(jié)構(gòu)實施例圖，即以一機殼500來包覆如圖1及圖3所示的USB轉(zhuǎn)換器的實施線路。其中，該資料輸入端口11及資料輸出端口12皆設(shè)置在機殼500的前端，可供以各USB轉(zhuǎn)換器間的資料輸入端口11及資料輸出端口12相連結(jié)；以及，在該機殼500的后端，則設(shè)有一周邊連接器510，該周邊連接器510供連接周邊設(shè)備元件200或I/O雙向傳輸周邊設(shè)備400，故其型態(tài)不拘，在圖4(b)中，為便于說明之故，特以標準DB-25型的接頭型式為例；另在該機殼500側(cè)邊適當位置，則至少設(shè)有一外接電源插座520，該外接電源插座520則可供納置于機殼5 00內(nèi)的USB轉(zhuǎn)換裝置使用外界的整流器，在系統(tǒng)需求時，適當供以直流電源。
除此之外，值得一提的是，在位于圖4(a)及圖4(b)機殼500的頂部及底部相對位置處，至少設(shè)有一對的凸肋530與凹槽540，可供該機殼500作縱向的疊接，而使各USB轉(zhuǎn)換裝置在連結(jié)上，更加方便。
請再參閱圖5所示，如圖1～圖4(b)中所述本發(fā)明的裝置，是實際應(yīng)用實施例圖，即每一個USB轉(zhuǎn)換裝置的資料輸入端口11分別連接至上一級或更上一級的USB多功能轉(zhuǎn)接控制器的資料輸出端口12，而每一USB多功能轉(zhuǎn)接控制器的資料輸出端口12則分別連接至下一級或更下一級的USB多功能轉(zhuǎn)接控制器的資料輸入端口11中，而形成一個有系統(tǒng)跳接連結(jié)的線路結(jié)構(gòu)，借由圖5所示的線路的連結(jié)結(jié)構(gòu)，可使本發(fā)明的USB多功能控制器，不會因任何一個USB多功能轉(zhuǎn)接控制器損壞故障而需停機維修。進一步地，更可由本發(fā)明通過電腦主機的控制，而自由定義所連結(jié)的周邊設(shè)備功能，可使其運用上更具有實際效益，且在另一方面，裝置的數(shù)量，亦可不受限于一定為二次方數(shù)量，可隨所連結(jié)的周邊設(shè)備數(shù)量多少來決定，可大大降低目前電腦主機USB系統(tǒng)在連結(jié)周邊設(shè)備控制所需花費的龐大費用，而更加提升本發(fā)明的產(chǎn)業(yè)利用價值。
在以上圖1～圖5中所述的本發(fā)明USB轉(zhuǎn)接裝置，僅為本發(fā)明為便于說明，所列舉的若干個實施例，凡針對本發(fā)明的細部結(jié)構(gòu)修飾或元件的等效的替代修飾，皆乃屬于本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容范疇。
綜上所述，本發(fā)明極具產(chǎn)業(yè)利用價值，尤以該USB多功能轉(zhuǎn)換控制器的整體結(jié)構(gòu)，對于電腦主機所連結(jié)的USB周邊設(shè)備控制系統(tǒng)的使用效益、降低設(shè)備成本及周邊設(shè)備的運用特性上，確實具有新穎性、創(chuàng)造性和實用性，故符合發(fā)明專利的法定要件。
權(quán)利要求
1.一種通用串行總線多功能轉(zhuǎn)接控制器，其特征在于其包括至少一對的資料輸入端口及資料輸出端口，該資料輸入端口，是連結(jié)至電腦主機的USB線路或上一級的資料輸入端口，以接收來自電腦主機的控制命令及資料；一控制電路，是包括一USB控制器、微處理器、記憶器模組、中斷控制器及非同步接收、傳輸器，其中，該USB控制器分別連結(jié)資料輸入端及資料輸出端，以接收來自于資料輸入端口輸入的資料，并由該資料輸出端口輸出資料；微處理器，是以一資料端口與該USB控制器連結(jié)，以取得輸入資料或借此輸出資料給USB控制器；記憶器模組，是連結(jié)于微處理器的I/O端上，供微處理器執(zhí)行運算指令、資料儲存、緩沖功能，以及各周邊設(shè)備功能及控制資料儲存，以使微處理器可針對電腦主機所賦予的周邊控制命令及資料傳輸，對該記憶器模組內(nèi)所儲存的周邊設(shè)備功能及控制資料加以重新定義及回存；中斷控制器，是分別供中斷控制命令或中斷控制向量給微處理器及非同步接收、傳輸器；以及，非同步接收、傳輸器，是連結(jié)于該微處理器的I/O端末端，以接收來自微處理器所輸出的最終周邊設(shè)備控制命令及指令，以輸出相對的周邊設(shè)備控制命令；一周邊連接器，是供各種周邊設(shè)備連結(jié)，并接受控制電路的非同步接收、傳輸器輸出的周邊控制命令，借以控制所連結(jié)的周邊設(shè)備運作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通用串行總線多功能轉(zhuǎn)接控制器，其特征在于，所述的一對資料輸入端口及資料輸出端口，分別包括有一正資料線(UPSTREAM D+ CONNECTION)及一負資料線(UPSTREAM D- CONNECTION)構(gòu)成，是以電位差來區(qū)別“0”與“1”的資料傳輸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通用串行總線多功能轉(zhuǎn)接控制器，其特征在于，所述的記憶器模組包括一只讀記憶器，是將各種周邊控制功能的固件(FIRMWARE)儲存在內(nèi)；一動態(tài)隨機存取記憶器，將該微處理器的I/O端各個通道(CHANNEL)輸入或輸出的資料，先行儲存，以作為資料傳輸?shù)木彌_器(BUFFER)，待電腦主機及USB線路較為空閑時，再行處理，及該微處理器在周邊控制指令或程序在執(zhí)行時，則儲存該指令或程序需運用或計算的臨時資料；一電壓可擦只讀記憶器，則儲存各種使用者所選擇的周邊設(shè)備功能控制資料，即使用者所定義的RS-232或RS-422等標準周邊連結(jié)端的控制功能資料，以供微處理器按電腦主機的周邊控制命令，來取出相對的周邊設(shè)備資料設(shè)定定義及回存。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的通用串行總線多功能轉(zhuǎn)接控制器，其特征在于，所述的記憶器模組中的動態(tài)隨機存取記憶器在作為資料傳輸?shù)木彌_器功能下，是以FIFO(FIRST IN FIRST OUT)先入先出的模式處理。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通用串行總線多功能轉(zhuǎn)接控制器，其特征在于，所述的控制電路中的中斷控制器，在控制A/D轉(zhuǎn)換器、D/A轉(zhuǎn)換器等周邊設(shè)備中斷的狀態(tài)下，以位階觸發(fā)(LEVEL TRIGGER)或邊緣觸發(fā)(EDGETRIGGER)的方式，來適時產(chǎn)生中斷向量信號給微處理器或在最終輸出端受控的非同步接收、傳輸器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通用串行總線多功能轉(zhuǎn)接控制器，其特征在于，所述的控制電路中的中斷控制器，則配合一計時器(TIMER)在某一設(shè)定時間內(nèi)，中斷一小片段時間，在中斷后，該周邊設(shè)備的A/D、D/A轉(zhuǎn)換器或I/O端裝置資料，或與使用者設(shè)定的條件相符時，則將狀態(tài)(STATUS)或相關(guān)A/D、D/A轉(zhuǎn)換資料加以儲存記憶，且通過微處理器將反饋狀態(tài)信號給USB控制器，待該連結(jié)電腦主機的USB線路閑置時，則再由USB控制器向電腦主機連系。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通用串行總線多功能轉(zhuǎn)接控制器，其特征在于，所述的控制電路中的非同步接收、傳輸器為通用非同步接收、傳輸器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通用串行總線多功能轉(zhuǎn)接控制器，其特征在于，其中包含一控制流程，該控制流程可通過電腦主機經(jīng)USB控制器傳輸至微處理器執(zhí)行，其步驟包含(1)讀出USB線路上各USB多功能轉(zhuǎn)接控制器的設(shè)定及從屬關(guān)系；(2)修改設(shè)定USB多功能轉(zhuǎn)接控制器的功能及控制參數(shù)，即設(shè)定取出該電壓可擦只讀記憶器內(nèi)的某一個周邊設(shè)備元件功能的控制資料；(3)調(diào)整USB多功能轉(zhuǎn)接控制器的參數(shù)，即是由微處理器讀出該電壓可擦只讀記憶器的控制資料后，設(shè)定其相關(guān)的傳輸或接收參數(shù)；(4)由該微處理器設(shè)定該傳輸或接收參數(shù)的控制資料，并回存至電壓可擦只讀記憶器中；(5)設(shè)定特殊功能程序后重新開機；(6)執(zhí)行周邊設(shè)備的應(yīng)用程序。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通用串行總線多功能轉(zhuǎn)接控制器，其特征在于，所述的周邊連接器為標準DB-25連接器。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通用串行總線多功能轉(zhuǎn)接控制器，其特征在于，其包含一機殼，用以包覆資料輸入端口、資料輸出端口、控制電路及周邊連接器。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的通用串行總線多功能轉(zhuǎn)接控制器。其特征在于，所述的機殼側(cè)邊適當位置設(shè)有一外接電源插座，以連接來自外界的由整流器供應(yīng)的直流電源。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的通用串行總線多功能轉(zhuǎn)接控制器，其特征在于，所述的機殼于頂、底部相對應(yīng)位置處，至少設(shè)有一對對應(yīng)的凸肋及凹槽，以供機殼作縱向疊接。
全文摘要
一種通用串行總線USB多功能轉(zhuǎn)接控制器,包括一周邊連接器、控制電路、一對資料輸入端口、資料輸出端口,資料輸入端口連結(jié)來自PC個人電腦主機的USB端口,以接收來自PC個人電腦主機對周邊設(shè)備控制命令與資料傳送,該周邊連接器用以連接電腦周邊設(shè)備,并借由資料輸出端口連接至下一級或更下一級的相同裝置的資料輸出端口,以提供不同供周邊設(shè)備同時使用的狀態(tài),以構(gòu)成一具有多周邊多功能用途的USB多功能轉(zhuǎn)接控制器。
文檔編號G06F13/00GK1229947SQ9810092
公開日1999年9月29日 申請日期1998年3月19日 優(yōu)先權(quán)日1998年3月19日
發(fā)明者韓旭 申請人:韓旭