基于MCU的USB手持多功能按键控制装置的制作方法

基于mcu的usb手持多功能按键控制装置
技术领域
1.本实用新型涉及电子设备技术领域，具体为基于mcu的usb手持多功能按键控制装置。


背景技术：

2.usb接口的一大好处是支持即插即用，用户将usb设备插入pc的usb端口里，操作系统(operatingsystem，os)就能感知，并且安装硬件的驱动，驱动安装结束，设备马上就可以使用了，以及很多具有特定功能的设备都通过usb接口与主机进行通信，这些设备被称为usb设备，因此usb设备使用很广泛；而目前使用的usb手持设备功能比较单一，以及各厂家仪表种类或是通讯指令不一，也就会使得使用有限，无法适应不同平台的应用。


技术实现要素：

3.针对上述问题，本实用新型提供了基于mcu的usb手持多功能按键控制装置，其电路设计简单，携带方便，可实现多功能按键控制，能适应不同平台的应用。
4.其技术方案是这样的：基于mcu的usb手持多功能按键控制装置，其特征在于：其包括转换电路、控制电路、调节电路、收发电路、按键电路；
5.所述转换电路，接于所述控制电路，以提供所述控制电路所需的电压；
6.所述调节电路，与所述控制电路双向连接，以实现控制设备的操作亮度；
7.所述收发电路，与所述控制电路双向连接，以收发转换所述控制电路发出的信号，便于外接rs232设备；
8.所述按键电路，与所述控制电路相连接，以形成多功能按键配置；
9.所述控制电路，以实现多功能按键控制。
10.其进一步特征在于：
11.所述转换电路包括接口usb1、稳压器u1、电容c1～c7、电阻r1～r4，所述电容c1、c2的一端均接于所述接口usb1的1脚，且通过该接点提供5v电压；所述电容c1、c2的另一端相连后接地，所述接口usb1的4脚接地，所述接口usb1的2、3脚分别接入usb信号，所述稳压器u1的1、2脚相连后与所述电阻r1、电容c3、c4的一端均相连后接于所述接口usb1的1脚，所述电阻r1的另一端与所述电阻r2的一端、稳压器u1的8脚均相连，所述电容c3、c4、电阻r2的另一端均接地，所述稳压器u1的7、9脚相连后接地；所述稳压器u1的3、4脚相连后与所述电阻r3、电容c5、c6、c7的一端均相连接，且通过该接点提供工作电压3.3v；所述电容c6、c7的另一端相连后接地，所述电阻r3、电容c5的另一端相连后与所述稳压器u1的6脚、电阻r4的一端均相连接，所述电阻r4的另一端接地；
12.所述控制电路包括微控制器u2、磁珠b1、电容c8～c21、电阻r5～r23、晶振y1，所述微控制器u2采用型号gd32f407rkt6控制芯片；所述电容c8～c14的一端相连后接地，所述电容c8～c14的另一端相连后接所述工作电压3.3v；所述晶振y1的1脚接所述电容c15后接地，所述晶振y1的3脚接所述电容c16后接地，所述电阻r11、r12的一端与所述微控制器u2的60
脚相连接，所述电阻r11的另一端接所述工作电压3.3v，所述电阻r12的另一端接地，所述电阻r13、电容c17的一端与所述微控制器u2的7脚相连接，所述电阻r13的另一端接所述工作电压3.3v，所述电容c17的另一端接地，所述磁珠b1、电容c20、c21的一端相连后接于所述微控制器u2的13脚，所述磁珠b1的另一端接所述工作电压3.3v，所述电容c20、c21的另一端相连后接地，所述微控制器u2的14、15脚分别对应连接所述电阻r5、r6后接于所述工作电压3.3v，所述微控制器u2的42脚经所述电阻r7后接于供电电压5v，所述微控制器u2的44、45脚分别对应连接所述电阻r8、r9的一端，所述电阻r10的两端分别接于所述微控制器u2的5、6脚，所述微控制器u2的1、19、32、48、64脚相连后接所述工作电压3.3v，所述微控制器u2的18、63、12脚相连后接地，所述微控制器u2的31、47脚分别对应连接所述电容c18、c19后接地，所述微控制器u2的58、59脚分别对应连接所述电阻r14、r15的一端，所述微控制器u2的8、9、10、11、24、25、37、38脚分别对应连接所述电阻r16～r23后接于所述工作电压3.3v；
13.所述调节电路包括磁珠b2、触发器u3、u4、旋钮cn1、电容c22～c30、电阻r24～r28、mos管q1、q2、tvs管d1、d2，所述触发器u3的5脚与所述电容c22的一端、工作电压3.3v均相连接，所述触发器u3的4脚连接所述微控制器u2的14脚，所述触发器u4的4脚连接所述微控制器u2的15脚，所述触发器u4的5脚与所述电容c29的一端、工作电压3.3v均相连接，所述电容c22、c29的另一端接地，所述触发器u3、u4的3脚均接地，所述触发器u3的2脚与所述电阻r24、电容c23的一端、旋钮cn1的2脚均相连接，所述电容c23的另一端接地，所述电阻r24的另一端接所述工作电压3.3v，所述触发器u4的2脚与所述电阻r27、电容c30的一端、旋钮cn1的3脚均相连接，所述电容c30的另一端接地，所述电阻r27的另一端接所述工作电压3.3v，所述电容c24、c25、c27、电阻r25的一端与所述mos管q1的源极相连后接所述供电电压5v，所述mos管q1的漏极与所述电容c26的一端连接，所述电容c24、c25、c26的另一端接地，所述电容c27、电阻r25的另一端与所述mos管q1的栅极相连后经所述电阻r26后接于所述mos管q1的漏极，所述mos管q1的源极接地，所述mos管q1的栅极与所述电阻r28的一端、微控制器u2的26脚均相连接，所述电阻r28的另一端接地，所述旋钮cn1的2、3脚分别对应连接所述tvs管d1、d2后接地，所述旋钮cn1的1脚与所述电容c28、磁珠b2的一端均相连接，所述电容c28的另一端、旋钮cn1的4脚均接地，所述磁珠b2的另一端接所述工作电压3.3v；
14.所述收发电路包括处理器u5、旋钮cn2、电容c31～c39、电阻r29～r32，所述处理器u5采用型号cbm3232as16芯片，所述处理器u5的10脚经所述电阻r29后接地，所述电容c31的两端分别接于所述处理器u5的1、3脚，所述电容c34的两端分别接于所述处理器u5的4、5脚，所述处理器u5的11脚连接所述微控制器u2的58脚，所述处理器u5的12脚连接所述微控制器u2的59脚，所述处理器u5的8脚经所述电阻r32后接地，所述电容c32、c33、c35的一端分别对应接于所述处理器u5的16、2、6脚，且所述处理器u5的16脚连接所述工作电压3.3v，所述电容c32、c33、c35的另一端与所述处理器u5的15脚相连后接地，所述处理器u5的14脚经所述电阻r30后与所述电容c38的一端、旋钮cn2的2脚均相连接，所述处理器u5的13脚经所述电阻r31后与所述电容c39的一端、旋钮cn2的3脚均相连接，所述电容c38、c39的另一端接地，所述旋钮cn2的4脚接地，所述旋钮cn2的1脚与所述电容c36、c37的一端、供电电压5v均相连接，所述电容c36、c37的另一端相连后接地；
15.所述按键电路包括按键sw1～sw8、电阻r33～r40、tvs管d3～d10，所述按键sw1的3、4脚相连后与所述tvs管d3的一端、微控制器u2的8脚均相连接，所述tvs管d3的另一端接
地，所述按键sw1的6脚经所述电阻r33后接所述mos管q1的漏极，所述按键sw1的1、2、5脚相连后接地；所述按键sw2的3、4脚相连后与所述tvs管d5的一端、微控制器u2的37脚均相连接，所述tvs管d5的另一端接地，所述按键sw2的6脚经所述电阻r34后接所述mos管q1的漏极，所述按键sw2的1、2、5脚相连后接地；所述按键sw3的3、4脚相连后与所述tvs管d4的一端、微控制器u2的11脚均相连接，所述tvs管d4的另一端接地，所述按键sw3的6脚经所述电阻r35后接所述mos管q1的漏极，所述按键sw3的1、2、5脚相连后接地；所述按键sw4的3、4脚相连后与所述tvs管d6的一端、微控制器u2的9脚均相连接，所述tvs管d6的另一端接地，所述按键sw4的6脚经所述电阻r36后接所述mos管q1的漏极，所述按键sw4的1、2、5脚相连后接地；所述按键sw5的3、4脚相连后与所述tvs管d7的一端、微控制器u2的24脚均相连接，所述tvs管d7的另一端接地，所述按键sw5的6脚经所述电阻r37后接所述mos管q1的漏极，所述按键sw5的1、2、5脚相连后接地；所述按键sw6的3、4脚相连后与所述tvs管d8的一端、微控制器u2的38脚均相连接，所述tvs管d8的另一端接地，所述按键sw6的6脚经所述电阻r38后接所述mos管q1的漏极，所述按键sw6的1、2、5脚相连后接地；所述按键sw7的3、4脚相连后与所述tvs管d9的一端、微控制器u2的10脚均相连接，所述tvs管d9的另一端接地，所述按键sw7的6脚经所述电阻r39后接所述mos管q1的漏极，所述按键sw7的1、2、5脚相连后接地；所述按键sw8的3、4脚相连后与所述tvs管d10的一端、微控制器u2的25脚均相连接，所述tvs管d10的另一端接地，所述按键sw8的6脚经所述电阻r40后接所述mos管q1的漏极，所述按键sw8的1、2、5脚相连后接地。
16.本实用新型的有益效果是，其可实现将多种功能集合在usb手持设备上，并通过按键实现遥控，一一对应，方便携带，只需要usb四根信号就可以工作，可适应不同平台的应用。
附图说明
17.图1是本实用新型的结构框图；
18.图2是本实用新型中转换电路的电路原理图；
19.图3是本实用新型中控制电路的电路原理图；
20.图4是本实用新型中调节电路的电路原理图；
21.图5是本实用新型中收发电路的电路原理图；
22.图6是本实用新型中按键电路的电路原理图。
具体实施方式
23.如图1～图6所示，本实用新型基于mcu的usb手持多功能按键控制装置，其包括转换电路1、控制电路2、调节电路3、收发电路4、按键电路5；转换电路1，接于控制电路2，以提供控制电路2所需的电压；调节电路3，与控制电路2双向连接，以实现控制设备的操作亮度；收发电路4，与控制电路2双向连接，以收发转换控制电路2发出的信号，便于外接rs232设备；按键电路5，与控制电路2相连接，以形成多功能按键配置；控制电路2，以实现多功能按键控制。
24.转换电路1包括接口usb1、稳压器u1、电容c1～c7、电阻r1～r4，电容c1、c2的一端均接于接口usb1的1脚，且通过该接点提供5v电压；电容c1、c2的另一端相连后接地，接口
usb1的4脚接地，接口usb1的2、3脚分别接入usb信号，稳压器u1的1、2脚相连后与电阻r1、电容c3、c4的一端均相连后接于接口usb1的1脚，电阻r1的另一端与电阻r2的一端、稳压器u1的8脚均相连，电容c3、c4、电阻r2的另一端均接地，稳压器u1的7、9脚相连后接地；稳压器u1的3、4脚相连后与电阻r3、电容c5、c6、c7的一端均相连接，且通过该接点提供工作电压3.3v；电容c6、c7的另一端相连后接地，电阻r3、电容c5的另一端相连后与稳压器u1的6脚、电阻r4的一端均相连接，电阻r4的另一端接地；转换电路1中，usb的信号连入接口usb1，提供5v电，经过稳压器u1转出供微控制器u2工作的3.3v。
25.控制电路2包括微控制器u2、磁珠b1、电容c8～c21、电阻r5～r23、晶振y1，微控制器u2采用型号gd32f407rkt6控制芯片；电容c8～c14的一端相连后接地，电容c8～c14的另一端相连后接工作电压3.3v；晶振y1的1脚接电容c15后接地，晶振y1的3脚接电容c16后接地，电阻r11、r12的一端与微控制器u2的60脚相连接，电阻r11的另一端接工作电压3.3v，电阻r12的另一端接地，电阻r13、电容c17的一端与微控制器u2的7脚相连接，电阻r13的另一端接工作电压3.3v，电容c17的另一端接地，磁珠b1、电容c20、c21的一端相连后接于微控制器u2的13脚，磁珠b1的另一端接工作电压3.3v，电容c20、c21的另一端相连后接地，微控制器u2的14、15脚分别对应连接电阻r5、r6后接于工作电压3.3v，微控制器u2的42脚经电阻r7后接于供电电压5v，微控制器u2的44、45脚分别对应连接电阻r8、r9的一端，电阻r10的两端分别接于微控制器u2的5、6脚，微控制器u2的1、19、32、48、64脚相连后接工作电压3.3v，微控制器u2的18、63、12脚相连后接地，微控制器u2的31、47脚分别对应连接电容c18、c19后接地，微控制器u2的58、59脚分别对应连接电阻r14、r15的一端，微控制器u2的8、9、10、11、24、25、37、38脚分别对应连接电阻r16～r23后接于工作电压3.3v；控制电路2中，电容c8～c14为工作电压3.3v的滤波电容，给微控制器u2工作，y1为外部晶振，提供时钟输入；微控制器u2的pa9、pa11、pa12分别为usbfs_vbus、usbfs_dm、usbfs_dp；pa9口为otg功能，做检测用，预留出来；而从微控制器u2中接出urat、pwm和8个gpio，可通过软件配置成多功能设备。
26.调节电路3包括磁珠b2、触发器u3、u4、旋钮cn1、电容c22～c30、电阻r24～r28、mos管q1、q2、tvs管d1、d2，触发器u3的5脚与电容c22的一端、工作电压3.3v均相连接，触发器u3的4脚连接微控制器u2的14脚，触发器u4的4脚连接微控制器u2的15脚，触发器u4的5脚与电容c29的一端、工作电压3.3v均相连接，电容c22、c29的另一端接地，触发器u3、u4的3脚均接地，触发器u3的2脚与电阻r24、电容c23的一端、旋钮cn1的2脚均相连接，电容c23的另一端接地，电阻r24的另一端接工作电压3.3v，触发器u4的2脚与电阻r27、电容c30的一端、旋钮cn1的3脚均相连接，电容c30的另一端接地，电阻r27的另一端接工作电压3.3v，电容c24、c25、c27、电阻r25的一端与mos管q1的源极相连后接供电电压5v，mos管q1的漏极与电容c26的一端连接，电容c24、c25、c26的另一端接地，电容c27、电阻r25的另一端与mos管q1的栅极相连后经电阻r26后接于mos管q1的漏极，mos管q1的源极接地，mos管q1的栅极与电阻r28的一端、微控制器u2的26脚均相连接，电阻r28的另一端接地，旋钮cn1的2、3脚分别对应连接tvs管d1、d2后接地，旋钮cn1的1脚与电容c28、磁珠b2的一端均相连接，电容c28的另一端、旋钮cn1的4脚均接地，磁珠b2的另一端接工作电压3.3v；其中，cn1为一个本机亮度调节旋钮，通过外部旋钮向左向右旋转控制本机亮度明暗，经过触发器u3、u4发送到微控制器u2，微控制器u2的pwm信号控制 v5_led，当mcu_pwm0为低时，mos管q2截止，mos管q1截止，无 v5_led；当mcu_pwm0为高时，mos管q2导通， v5经过电阻r25、r26分压，mos管q1打开，产生
v5_led。
27.收发电路4包括处理器u5、旋钮cn2、电容c31～c39、电阻r29～r32，处理器u5采用型号cbm3232as16芯片，处理器u5的10脚经电阻r29后接地，电容c31的两端分别接于处理器u5的1、3脚，电容c34的两端分别接于处理器u5的4、5脚，处理器u5的11脚连接微控制器u2的58脚，处理器u5的12脚连接微控制器u2的59脚，处理器u5的8脚经电阻r32后接地，电容c32、c33、c35的一端分别对应接于处理器u5的16、2、6脚，且处理器u5的16脚连接工作电压3.3v，电容c32、c33、c35的另一端与处理器u5的15脚相连后接地，处理器u5的14脚经电阻r30后与电容c38的一端、旋钮cn2的2脚均相连接，处理器u5的13脚经电阻r31后与电容c39的一端、旋钮cn2的3脚均相连接，电容c38、c39的另一端接地，旋钮cn2的4脚接地，旋钮cn2的1脚与电容c36、c37的一端、供电电压5v均相连接，电容c36、c37的另一端相连后接地；收发电路4中，微控制器u2发出的uart通过rs232 transceiver变为rs232信号，可外接rs232设备。
28.按键电路5包括按键sw1～sw8、电阻r33～r40、tvs管d3～d10，按键sw1的3、4脚相连后与tvs管d3的一端、微控制器u2的8脚均相连接，tvs管d3的另一端接地，按键sw1的6脚经电阻r33后接mos管q1的漏极，按键sw1的1、2、5脚相连后接地；按键sw2的3、4脚相连后与tvs管d5的一端、微控制器u2的37脚均相连接，tvs管d5的另一端接地，按键sw2的6脚经电阻r34后接mos管q1的漏极，按键sw2的1、2、5脚相连后接地；按键sw3的3、4脚相连后与tvs管d4的一端、微控制器u2的11脚均相连接，tvs管d4的另一端接地，按键sw3的6脚经电阻r35后接mos管q1的漏极，按键sw3的1、2、5脚相连后接地；按键sw4的3、4脚相连后与tvs管d6的一端、微控制器u2的9脚均相连接，tvs管d6的另一端接地，按键sw4的6脚经电阻r36后接mos管q1的漏极，按键sw4的1、2、5脚相连后接地；按键sw5的3、4脚相连后与tvs管d7的一端、微控制器u2的24脚均相连接，tvs管d7的另一端接地，按键sw5的6脚经电阻r37后接mos管q1的漏极，按键sw5的1、2、5脚相连后接地；按键sw6的3、4脚相连后与tvs管d8的一端、微控制器u2的38脚均相连接，tvs管d8的另一端接地，按键sw6的6脚经电阻r38后接mos管q1的漏极，按键sw6的1、2、5脚相连后接地；按键sw7的3、4脚相连后与tvs管d9的一端、微控制器u2的10脚均相连接，tvs管d9的另一端接地，按键sw7的6脚经电阻r39后接mos管q1的漏极，按键sw7的1、2、5脚相连后接地；按键sw8的3、4脚相连后与tvs管d10的一端、微控制器u2的25脚均相连接，tvs管d10的另一端接地，按键sw8的6脚经电阻r40后接mos管q1的漏极，按键sw8的1、2、5脚相连后接地；按键电路5中，将微控制器u2的gpio接在按键上，分别配置为不同的功能，从而实现多功能按键设备。
29.本实用新型中，集成功能例如rs232信号(uart可转多种电平信号如rs422/rs485)，可实现亮度调节，微控制器u2上拉出的gpio可以配置为计时器、数字输入、方向按键等不同的功能，将这些功能集合在便捷usb设备，并且分别用按键遥控，一一对应，方便携带，只需要usb四根信号就可以工作，可适应不同平台的应用。
30.对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
31.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。