编码器、具有编码器的PCB板及封装壳体的制作方法

编码器、具有编码器的pcb板及封装壳体
技术领域
1.本发明属于编码器领域，具体是编码器、具有编码器的pcb板及封装壳体。


背景技术：

2.现有的编码器结构兼容性差、使用不便，存在需要12v的非常见供电电平、使用早期的usb2.0通信接口等不便于应用的特点，一般不支持在一个pc上同时应用多个编码器场景，同时，市场上的编码器均不能自主修改模块的编码使其可以不可以兼容到不同的交换机。因此提供一种价格合理、兼容封装类型广、方便使用的云编码器结构很有必要。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供编码器、设置有编码器的pcb板及封装壳体，用于解决市场上的编码器均不能自主修改模块的编码使其可以不可以兼容到不同的交换机的问题。
4.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种编码器，包括：用于控制/监视低速信号、模拟通信及控制显示的微控制器；用于供电和通信的usb接口；用于显示设备编号的数码管；用于兼容分析twi时序的外置twi接口；用于兼容csfp的sfp插座；用于xfp的twi通信的xfp插座；用于qsfp的twi通信的qsfp插座；用于sfp插座供电模块切换的mosfet开关；用于sfp插座、xfp插座及qsfp插座供电的dc
‑
dc功能块；用于设备指示的led灯；其中，微控制器分别与usb接口、数码管、led灯、外置twi接口及mosfet开关通信/供电连接，mosfet开关与sfp插座通信/供电连接，usb接口与dc
‑
dc功能块通信/供电连接，dc
‑
dc功能块与sfp插座、xfp插座及qsfp插座通信/供电连接。
5.一种具有编码器的pcb板，包括上述的编码器和pcb板，编码器设置在pcb板上；其中，pcb板的至少一面按照预设位置开设有三个插座安装位、微控制器安装位、usb接口安装位、数码管安装位、外置twi接口安装位、mosfet开关安装位、dc
‑
dc功能块安装位及led灯安装位；三个插座安装位内分别安装有sfp插座、qsfp插座及xfp插座，微控制器安装位安装有微控制器，usb接口安装位安装有usb接口，数码管安装位安装有数码管，外置twi接口安装位安装有外置twi接口，mosfet开关安装位安装有mosfet开关，dc
‑
dc功能块安装位安装有dc
‑
dc功能块及led灯安装位安装有led灯。
6.进一步的，所述微控制器分别与usb接口、数码管、外置twi接口及mosfet开关通
信/供电连接，mosfet开关与sfp插座通信/供电连接，usb接口与dc
‑
dc功能块通信/供电连接，dc
‑
dc功能块与sfp插座、xfp插座及qsfp插座通信/供电连接，led灯与微控制器通信/供电连接。
7.一种如上所述的具有编码器的pcb板的封装壳体，包括上盖和底座，上盖与底座可拆卸连接并共同形成收容腔，收容腔用于容置具有编码器的pcb板，pcb板通过螺丝与所述底座连接，上盖上设置有三个插拔限位槽。
8.进一步的，所述三个插拔限位槽分别为sfp类插拔限位槽、qsfp类插拔限位槽、xfp类插拔限位槽，与sfp插座、qsfp插座及xfp插座一一匹配。
9.进一步的，所述插拔限位槽上设置有加强筋。
10.进一步的，所述qsfp类插拔限位槽的两侧设置有用于限制pcb板位置的模块侧面限位板。
11.进一步的，所述底座中间位置垂直于pcb板设置有用于使pcb板腾空的pcb顶柱。
12.进一步的，所述上盖的一侧上设置有用于嵌入usb接口的usb插头预留口，且usb插头预留口为阶梯形凹槽。
13.进一步的，所述上盖为透明的塑料外壳，与底座通过螺丝连接。
14.与现有技术相比，本发明的有益效果是：1、本发明通过设置sfp插座、qsfp插座、xfp插座，可以实现兼容多种光模块的云编码需求，其中sfp插座，兼容csfp的信号设计，实现了sfp、csfp的twi通信接口，sfp的txdis、txfault、rxlos低速信号兼容；qsfp插座，实现了qsfp的twi通信接口，qsfp的lpmode、modprsl、modsell、intl、resetl低速信号兼容；xfp插座，实现了xfp的twi通信接口，xfp的interruptl、rxlos、lpmode、modabs、txdis、moddesel低速信号兼容。
15.2、本发明的上盖采用透明塑料外壳，并在上盖上设置插拔限位槽，不仅作为云编码器的包装，也作为模块插座的插拔限位，同时该塑料外壳可以通过拆下螺丝简单完成拆解，用户拆解后可以使用隐藏的i2c接口（gnd、scl、sda），用户可以进行twi通信时序（又称i2c时序）的基础测试。常规装壳应用中可以延长云编码器的使用周期，又可以拆壳便捷测试scl、sda信号线上的时序分析一些基础时序问题。
16.3、本发明的上盖的一侧上设置有usb插头预留口，本发明的应用情形简单，只需将设备接到电脑的usb口即可正常工作；本发明提供与各类模块的i2c接口实现通讯的外接硬件i2c接口，用户可以自编程、自定义其i2c时序;可兼容对csfp option1/option2光模块的i2c读写，只需要通过编程切换sfp接口处的供电模式。
附图说明
17.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1是本发明拆解结构示意图；图2是本发明上盖结构示意图；图3是本发明底座结构示意图；
图4是本发明pcb板结构示意图；图5是本发明供电设计示意图；图6是本发明应用支持示意图；图7是本发明编码器示意图。
19.附图标记说明：1、上盖；11、插拔限位槽；111、sfp类模块插拔限位槽；112、qsfp类模块插拔限位槽；113、xfp类模块插拔限位槽；12、模块侧面限位板；13、加强筋；14、上盖安装位；15、usb插头预留口；16、pcb安装位；2、底座；21、模块插入下限位平面；22、pcb顶柱；23、底座安装位；24、usb插头限位板；3、pcb板；31、模块插座；311、sfp插座；312、qsfp插座,313、xfp插座；32、单排插针安装位；33、usb接口安装位。
具体实施方式
20.为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
21.因此，在下述附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。
22.传统的，现有的编码器结构兼容性差、使用不便，存在需要12v的非常见供电电平、使用早期的usb2.0通信接口等不便于应用的特点，一般不支持在一个pc上同时应用多个编码器场景，同时，市场上的编码器均不能自主修改模块的编码使其可以不可以兼容到不同的交换机。
23.基于上述描述，本发明实施例提出一种如图1
‑
7所示的编码器，重点如图7所示，包括：供电与通信用usb接口，控制/监视低速信号、模拟通信、控制显示的微控制器，微控制器选用atmel公司的atxmega32a4u_qfn44，32k的flash内存大小满足firmware文件内存需求，多达12个adc功能io，多达22个数字功能io，满足多个封装信号处理需求，用于正常上电、读写操作中指示、设备故障指示的led灯，用于显示设备编号的数码管，外置twi接口，兼容分析twi时序的硬件接口，sfp插座供电模块切换的mosfet开关，使产品兼容csfp和sfp模块的twi通信，dc
‑
dc功能块，提供sfp/xfp/qsfp系列光模块需要使用到的3.3v、1.8v供电电平，dc
‑
dc转换芯片选用ti公司的tps62130_qfn9，功耗低，可以兼容usb的5v供电，输出电压覆盖1.8v/3.3v；mosfet开关选用ti公司的csd23285，封装小，占用面积少；sfp插座，兼容csfp的信号设计，实现了sfp、csfp的twi通信接口，sfp的txdis、txfault、rxlos低速信号兼容，xfp插座，实现了xfp的twi通信接口，xfp的interruptl、rxlos、lpmode、modabs、txdis、moddesel低速信号兼容，qsfp插座，实现了qsfp的twi通信接口，qsfp的lpmode、modprsl、modsell、intl、resetl低速信号兼容；其中，微控制器分别与usb接口、数码管、led灯、外置twi接口及mosfet开关通信/供电连接，mosfet开关与sfp插座通信/供电连接，usb接口与dc
‑
dc功能块通信/供电连接，dc
‑
dc功能块与sfp插座、xfp插座及qsfp插座通信/供电连接；具体使用时，利用微控制器的adc功能io对编码器的1.8v、3.3v、5.0v供电进行监
视，当异常时，将编码器的红色led指示灯亮起。上位机利用该原理实现实时监视供电电压，确保在上负载模块前编码器工作正常，利用微控制器的数字io对信号进行拉高、拉低或者读取信号的电平高低，上位机利用该原理实现负载模块的相关低速信号的处理，例如报告rxlos、控制模块发射端关闭等，利用数码管中集成的led亮起或熄灭控制数据管显示数字0至9，实现编码器的编号显示；同时，如图5所示，现有的编码器一般使用不便，存在需要12v的非常见供电电平、使用早期的usb2.0通信接口等不便于应用的特点。本发明编码器采用供电与通信结合的简便设计，usb的5.0v电平也做供电用，对于xfp的5.0v电平，也可以配合带辅助供电口的usb线（双口，1口做供电用，1口做通信用），兼容电脑的usb2.0、usb3.0接口。
24.如图6所示，现有的编码器一般不支持在一个pc上同时应用多个编码器场景，本发明编码器应用支持在1个pc上最多连接10个编码器，编码器设计1个数码管用作其设备编号指示，软件上支持多线程快捷编码，可以流水线应用，并对应开发通用基础软件ezcoding，覆盖sfp/xfp/qsfp封装模块的编码，常规tx_dis、lpmode低速信号控制，常规intl、rxlos、txfault低速信号监视，常规msa版本的驿码（将模块的编码读取出来并基于msa的标准解读展示给光模块用户）。多个编码器可以挂载在同一pc上运行，适合于流水线应用，一个操作员可以管理多个操作工位，保证了产品的实用性。
25.单个编码器支持多种模块封装的twi通信是基于通用的twi总线设计，本质上编码器一次只能和1个模块进行通信，核心优势是兼容的封装类型较多，包括csfp option1/option2、sfp、sfp28、xfp、qsfp、qsfp 、qsfp28模块的twi读写。单个编码器简单的应用场景是基于其供电、通信功能均是基于常见的usb口，usb数据线、双口usb线都属于常规物料，保证了产品的通用性。
26.综上之外，本技术还提供一种具有编码器的pcb板，包括上述编码器和pcb板，编码器设置在pcb板上；其中，pcb板的至少一面按照预设位置开设有三个插座安装位、微控制器安装位、usb接口安装位、数码管安装位、外置twi接口安装位、mosfet开关安装位、dc
‑
dc功能块安装位及led灯安装位；三个插座安装位内分别安装有sfp插座、qsfp插座及xfp插座，微控制器安装位安装有微控制器，usb接口安装位安装有usb接口，数码管安装位安装有数码管，外置twi接口安装位安装有外置twi接口，mosfet开关安装位安装有mosfet开关，dc
‑
dc功能块安装位安装有dc
‑
dc功能块及led灯安装位安装有led灯，微控制器分别与usb接口、数码管、外置twi接口及mosfet开关通信/供电连接，mosfet开关与sfp插座通信/供电连接，usb接口与dc
‑
dc功能块通信/供电连接，dc
‑
dc功能块与sfp插座、xfp插座及qsfp插座通信/供电连接，led灯与微控制器通信/供电连接；在具体实施时，绘制原理图和pcb图纸后，pcb打样完成贴上各bomlist元件后经测试csfp/sfp/xfp/qsfp系列光模块的twi读写接口工作正常，监视类低速信号的电平高/低如rxlos、intl等正常被mcu监视，控制类低速信号如txdis、lpmode等正常被mcu控制从而拉高或拉低；综上之外，本技术还提供一种具有编码器的pcb板的封装壳体，如图1
‑
4所述，包括上盖1、底座2及pcb板3，上盖1与底座2可拆卸连接并共同形成收容腔，收容腔用于容置pcb
板3，pcb板3通过螺丝与底座2连接，pcb板3上设置有若干模块插座31，pcb板3远离模块插座31的一端设置有单排插针安装位32，单排插针安装位32上设置有单排插针，单排插针安装位32的引脚信号从左到右分别为gnd、scl、sda，单排插针安装位32的左端设置有usb接口安装位33，上盖1上设置有若干插拔限位槽11，与模块插座31匹配，上盖1的一侧上设置有usb插头预留口15。
27.模块插座31为三个，分别为sfp插座311、qsfp插座312、xfp插座313。
28.插拔限位槽11为三个，分别为sfp类模块插拔限位槽111、qsfp类模块插拔限位槽112、xfp类模块插拔限位槽113，与sfp插座311、qsfp插座312、xfp插座313相匹配，插拔限位槽11上设置有加强筋13。qsfp类模块插拔限位槽112两侧设置有模块侧面限位板12。底座2上设置有模块插入下限位平面21，底座1中间位置垂直设置有pcb顶柱22，用来支撑和对pcb进行限位。usb插头预留口15的结构为阶梯形凹槽。上盖1为透明的塑料外壳，与底座2通过螺丝连接。上盖1的四周设置有上盖安装位14，底座2的四周设置有与上盖安装位14匹配的底座安装位23。上盖安装位之间设置有pcb安装位16。底座2上设置有与usb插头预留口15相匹配的usb插头限位板24在具体实施时，外壳图纸设计完成后开模打样，pcb安装塑料外壳后经测试usb接口可以正常插入usb线，正常通电，各个封装的模块插入后不会有过度插入或插入不到位情形，各低速信号工作正常，外壳结构件与pcb正常配合。
29.综上所述，本发明的编码器简单的塑料外壳，材质上讲究实用，为用户节约了成本，兼顾插拔的限位设计节省了笼子材料，进一步为用户节约了成本，允许用户简单拆解编码器测试twi时序，兼容用户的开发场景，保证了产品的通用性以及对特殊应用场景的兼容性。
30.适用系统丰富，适用于win7、win10、xp系统，提供通用的基于windriver开发的驱动，在win10系统上即插即用，win7、xp系统只需安装1次驱动之后即可一直使用。
31.开发通用的上位机软件ezcoding，实现了常规sfp/xfp/qsfp系列封装模块的相关功能，适用普遍的光模块应用商。
32.开发了基于microsoft visual studio环境的定制的api函数集，对于有编程能力的光模块应用商或者云编程开发商，可以自行开发上位机软件，保证了产品的实用性。
33.对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义；以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。