一种接口控制模块及电路的制作方法

1.本发明涉及工业电子设备检测领域，尤其涉及一种接口控制模块及电路。


背景技术：

2.随着科技不断的进步发展，电子产品未来趋向于多元化、集成化以及智能化。电子产品更新速度越来越快，功能越来越多，同时设计复杂程度越来越高，要求研发周期越来越短，体积也要求越来越小，以利于携带和安装。
3.目前电路板电路设计复杂，密度高，为了更好地降低成本，缩短研发周期，对电路进行模块化大大方便了研发及应用，于是提出模块化应用的想法。市场上买的开发板或测试板上的io口往往是有限的，且随着研发的不断深入，个人及团队研发的功能测试板需要携带的设备越来越多，从而容易出现io口无法满足需求的情况，出现这种情况如果重新设计主板来控制io口，往往需要耗费大量的人力物力与时间，使得效率降低、不够经济。


技术实现要素：

4.本技术实施例提供了一种接口控制模块及电路，所述接口控制模块能够控制目标电路板中io接口的导通状态，且具有高灵活性、可重复使用、可分离以及可按需求调节目标电路板中的io接口电压等级的优点，极大地方便了研发与使用过程。
5.第一方面，本发明通过本发明的一实施例提供如下技术方案：
6.一种接口控制模块，所述接口控制模块用于与目标电路板的控制接口连接，所述控制接口与所述目标电路板的输入输出接口连接，所述接口控制模块包括：主芯片、可插拔连接器以及供电电平可调的电源子模块；所述电源子模块与所述主芯片的电源输入端连接，用于向所述主芯片的输入输出接口提供目标等级的电压；所述主芯片的输入输出接口通过所述可插拔连接器与所述控制接口连接，所述主芯片用于基于所述目标电路板发送的控制信号，控制所述目标电路板中输入输出接口的通断状态，并将所述目标等级的电压提供给目标电路板中处于导通状态的输入输出接口。
7.优选地，所述模块还包括：转换开关，所述转换开关包括第一档位以及第二档位，所述转换开关的第一端口与所述电源子模块的电源输出端连接，所述转换开关的第二端口与所述目标电路板的电源输出端连接，所述转换开关的第三端口与所述主芯片的电源输入端连接；当所述第一端口以及所述第三端口连接时，所述转换开关处于所述第一档位，当所述第二端口以及所述第三端口连接时，所述转换开关处于所述第二档位。
8.优选地，所述模块还包括：排针，所述排针与所述主芯片连接，用于控制所述主芯片的地址引脚为高电平有效或低电平有效，以控制所述目标电路板中输入输出接口的通断状态。
9.优选地，所述电源子模块包括：第一电源芯片、第二电源芯片、第一拨码开关以及第二拨码开关；所述第一拨码开关与所述第一电源芯片连接，用于将所述第一电源芯片的输出电压调节为第一目标电压，所述第二拨码开关与所述第二电源芯片连接，用于将所述
第二电源芯片的输出电压调节为第二目标电压，所述第一电源芯片以及所述第二电源芯片的输出端均与所述主芯片的电源输入端连接。
10.优选地，所述第一目标电压为1.8v、2.5v、3.3v或5v。
11.优选地，所述第二目标电压为1.8v、2.5v、3.3v或5v。
12.优选地，所述第一电源芯片以及所述第二电源芯片的电源使能端通过所述可插拔连接器与所述目标电路板连接，用于接收所述目标电路板发送的使能信号。
13.优选地，所述电源子模块还包括：电源开关、第一上拉电阻以及第二上拉电阻，所述电源开关的一端与外部电源适配器连接；所述电源开关的另一端通过所述第一上拉电阻连接到所述第一电源芯片的电源使能端，以及通过所述第二上拉电阻连接到所述第二电源芯片的电源使能端。
14.优选地，所述外部电源适配器的适配电源电压为5v。
15.第二方面，第一方面，本发明通过本发明的一实施例提供如下技术方案：
16.一种电路，包括：目标电路板以及前述第一方面中任一项所述的接口控制模块，所述目标电路板与所述接口控制模块可插拔连接。
17.本技术实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
18.本发明实施例提供一种接口控制模块及电路，所述接口控制模块用于与目标电路板的控制接口连接，控制接口与目标电路板的输入输出接口连接，接口控制模块包括：主芯片、可插拔连接器以及供电电平可调的电源子模块。本技术中控制接口模块的主芯片通过可插拔连接器与目标电路板的控制接口连接，目标电路板可以通过集成电路总线配置主芯片内不同寄存器的值，以控制可插拔连接器与目标电路板之间的控制接口的通断状态，从而控制与控制接口连接的目标电路板的输入输出接口的通断状态，并将所述目标电路板的输入输出接口向外提供。其中，接口控制模块通过采用可插拔式连接器与目标电路板连接，能够实现io接口控制模块的自由分离，具有高灵活性的特点，目标电路板通过集成电路总线的通信方式控制多路并行io，并且采用可调节电平的电源子模块向主芯片供电，使得接口控制模块提供的io接口具有io电平可按需求调节的优点，由此，本技术提供的接口控制模块具有高灵活性、可重复使用、可分离以及io电压等级可按需求调节等优点，能有效地提高使用效率，具有高经济性、便利性，极大地方便了研发过程与使用过程。
附图说明
19.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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。
20.图1为本发明实施例提供的一种接口控制模块的结构示意图；
21.图2为本发明实施例提供的目标电路板与接口控制模块的连接示意图；
22.图3为本发明实施例提供的接口控制模块的具体结构示意图；
23.图4为本发明实施例提供的示例性拨码开关的原理图；
24.图5为本发明实施例提供的io接口输出电流和输出电压关系的示意图；
25.图6为本发明实施例提供的连接有接口控制模块的目标电路板上接口的运用示例
图；
26.图7为本发明实施例提供的电路的结构示意图。
具体实施方式
27.本技术实施例通过提供了一种接口控制模块及电路，所述接口控制模块能够控制目标电路板中io接口的导通状态，且具有高灵活性、可重复使用、可分离以及可按需求调节目标电路板中的io接口电压等级的优点，极大地方便了研发与使用过程。
28.本技术实施例的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：
29.一种接口控制模块，接口控制模块用于与目标电路板的控制接口连接，控制接口与目标电路板的输入输出接口连接，接口控制模块包括：主芯片、可插拔连接器以及供电电平可调的电源子模块；电源子模块与主芯片的电源输入端连接，用于向主芯片的输入输出接口提供目标等级的电压；主芯片的输入输出接口通过可插拔连接器与控制接口连接，主芯片用于基于目标电路板发送的控制信号，控制目标电路板中输入输出接口的通断状态，并将目标等级的电压提供给目标电路板中处于导通状态的输入输出接口。
30.为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
31.本发明实施例提供的一种接口控制模块，具体来讲，如图1所示，接口控制模块100用于与目标电路板200的控制接口连接，控制接口与目标电路板100的输入输出接口连接，接口控制模块100可以包括主芯片101、可插拔连接器102以及供电电平可调的电源子模块300。
32.其中，电源子模块与主芯片的电源输入端连接，用于向主芯片的输入输出接口提供多种目标等级的电压，主芯片的输入输出接口可以通过可插拔连接器与控制接口连接，控制目标电路板中输入输出接口的通断状态，并将目标等级的电压提供给目标电路板中处于导通状态的输入输出接口。举例来说：这里的主芯片可以为tca9534芯片。
33.具体而言，在目标电路板接收到主芯片的接通信号时，目标电路板可以配置主芯片内不同寄存器的值，以控制可插拔连接器与主芯片之间的多个输入输出接口的通断状态。且本技术通过接口控制膜块中的可插拔连接器与目标电路板连接，实现接口控制模块的随插随用，具有较高地便利性。
34.在具体实施例中，将需要控制io口的印制电路板(printed circuit board，pcb)作为目标电路板，目标电路板与本技术提供的接口控制模块，通过可插拔的公母配对连接器将接口控制模块与目标电路板连接在一起，即如图2所示。
35.具体而言，目标电路板上的连接器是母座j1，接口控制模块上的连接器是公头j2，且母座j1的pin定与公头j2的pin定义一一对应，使得目标电路板与接口控制模块可通信连接。举例来说，可插拔连接器可以为一个2.54mm间距的双排排针，通过在目标电路板上预留2.54mm的双排母座，便能实现目标电路板与可插拔连接器的安装。
36.需要说明的是，本技术中的目标电路板的输入输出接口可以是与控制接口相连接的单独的一排母座，该母座的输入输出接口与控制接口的定义一一对应，目标电路板的输入输出接口也可以是与控制接口为一体的母座，即该控制接口可以为多方可连接的母座。在实际使用中，多方可连接的母座与可插拔连接器连接，且可对外提供接口定义一一对应
的母座。
37.在具体实施过程中，针对需要控制io接口的情况，本技术通过一组集成电路总线(inter-integrated circuit，iic)控制具有8个io接口的接口控制模块，目标电路板通过iic控制8个io接口的开启与关闭，以及作为输入或者输出，作为高电平或者低电平。
38.具体而言，目标电路板经过可插拔连接器通过iic通信连接到主芯片，通过iic配置主芯片内部不同寄存器的不同值来控制io0到io7为为高电平或者低电平。即本技术通过目标电路板控制主芯片与可插拔连接器之间的8个输入输出端口，以控制可插拔连接器与目标电路板之间的多个输入输出接口的通断状态。
39.进一步地，考虑到使用的兼容性，丰富接口控制模块的供电方式，如图3所示，接口控制模块还可以包括：转换开关400，所述转换开关包括第一档位以及第二档位，转换开关的第一端口与电源子模块的电源输出端连接，转换开关的第二端口与目标电路板的电源输出端连接，转换开关的第三端口与主芯片的电源输入端连接；当第一端口以及第三端口连接时，转换开关处于第一档位，当第二端口以及第三端口连接时，转换开关处于第二档位。
40.具体地，转换开关的第三端口与主芯片的电源输入端连接，通过转换开关控制主芯片的供电方式，包括：当转换开关在第一档位时，电源子模块的电源输出端与转换开关连接，从而通过电源子模块向主芯片供电；当转换开关在第二档位时，目标电路板的电源输出端与转换开关连接，从而通过目标电路板向主芯片供电。举例来说，所述转换开关可以为单刀双闸开关。从而通过上述连接方式，在转换开关处于不同的挡位时，使主芯片由不同的电源进行供电。
41.在具体实施例中，如图3所示，电源子模块300具体可以包括：第一电源芯片301、第二电源芯片302、第一拨码开关303以及第二拨码开关304。其中，第一拨码开关与第一电源芯片连接，用于将第一电源芯片的输出电压调节为第一目标电压，第二拨码开关与第二电源芯片连接，用于将第二电源芯片的输出电压调节为第二目标电压，第一电源芯片以及第二电源芯片的输出端与主芯片的电源输入端连接。
42.可选地，第一目标电压可以为1.8v、2.5v、3.3v或5v，第二目标电压可以为1.8v、2.5v、3.3v或5v。在实际使用中，第一目标电压值与第二目标电压值可以根据实际需要任意搭配调节。
43.具体而言，如图3所示，第一电源芯片和第二电源芯片的输出电压vin1和vin2可通过第一拨码开关和第二拨码开关控制，拨码开关默认设置1.8v、2.5v、3.3v、5v可调，通过拨动第一拨码开关和第二拨码开关的不同位置开关得到。如图4所示，为第一拨码开关和第二拨码开关的原理图，其中，r8、r9、r10以及r11分别对应不同的阻值，当sw1中的不同开关接通时，可控制电源芯片的输出电压发生变化。
44.如图5所示，为本技术提供的主芯片io接口输出电流和输出电压的关系曲线，图示反映了io接口对应在不同等级的输出电压下，电压与电流的关系曲线。
45.当然，作为可选地实施例，电源子模块可以只包括一个拨码开关，用于调节第一电源芯片或第二电源芯片的输出电压为1.8v、2.5v、3.3v或5v。另外，拨码开关的可调节电压也可以包括更多电压，举例来说，还包括2.8v、3v等等。
46.在具体实施例中，如图3所示，本技术提供的接口控制模块的具体结构可以包括：第一电源芯片和第二电源芯片的电压输出接口vin1、vin2作为前述第一端口，与目标电路
板的电源输出端连接的可插拔连接器的电源接口vin1、vin2作为第二端口。当转换开关在第一档位时，电源子模块的电源输出端与转换开关连接，主芯片由电源子模块供电；当转换开关在第二档位时，目标电路板的电源输出端与转换开关连接，主芯片由目标电路板供电。
47.可选地，转换开关的控制端可以由目标电路板进行控制，由目标电路板控制转换开关处于何种档位，当然，在本技术中，也可以通过人工拨动选择转换开关的档位。
48.由此，本技术通过将主芯片的电源输入端不仅可以与供电电平可调的电源子模块连接，还可以与目标电路板的电源输入端连接，从而提高了接口控制模块兼容性。且当主芯片与电源子模块连接时，能够根据用户需求向主芯片提供多种等级的电压，从而使得接口控制模块能够向目标电路板提供多种不同电压等级的io接口。
49.作为一种可选地实施例，第一电源芯片以及第二电源芯片的电源使能端通过可插拔连接器与目标电路板连接，用于接收目标电路板发送的使能信号。即如图3所示，第一电源芯片和第二电源芯片的电源使能en1和en2通过可插拔连接器接到目标电路板，由目标电路板控制。
50.需要说明的是，由于电路板与接口控制模块的连接存在固有延迟特性，当目标电路板向接口控制模块中的第一电源芯片与第二电源芯片发出使能信号时，电源使能en1和en2将在延迟一定时间后获取到使能信号。
51.在具体实施例中，如图3所示，电源子模块300还可以包括：电源开关305、第一上拉电阻r1以及第二上拉电阻r2，电源开关的一端与外部电源适配器连接；电源开关的另一端通过第一上拉电阻连接到第一电源芯片的电源使能端，以及通过第二上拉电阻连接到第二电源芯片的电源使能端。其中，外部电源适配器的适配电源电压可以为5v，第一上拉电阻r1以及第二上拉电阻r2的阻值可以均为4.7k欧姆。
52.当然，在其他实施例中，外部电源适配器的适配电源电压、第一上拉电阻r1以及第二上拉电阻r2也可以为其他值，举例来说，适配电源电压为7.5v，第一上拉电阻r1以及第二上拉电阻r2的阻值可以均为10k欧姆等等。
53.具体地，电源开关的一端可以通过dc插座与外部电源适配器连接，当目标电路板不需要控制en1、en2时，可将电源使能en1和en2悬空，en1和en2在接口控制模块内通过第一上拉电阻以及第二上拉电阻接到5v电源，从而给第一电源芯片以及第二电源芯片使能。
54.其中，电源开关可以控制dc插座与第一电源芯片以及第二电源芯片的连接，当电源开关断开时，第一电源芯片以及第二电源芯片的供电断开，当电源开关闭合时，第一电源芯片与第二电源芯片由外部电源适配器供电。
55.进一步地，如图3所示，所述模块还可以包括排针500，排针与主芯片连接，用于控制主芯片的地址引脚为高电平有效或低电平有效，目标电路板将根据排针对主芯片的地址引脚的影响，通过iic控制主芯片的输入输出接口的通断状态，以控制目标电路板的输入输出接口的通断状态。具体地，主芯片的地址引脚为高电平有效时，主芯片的输入输出接口在处于高电平时导通；主芯片的地址引脚为低电平有效时，主芯片的输入输出接口处于低电平时导通。其中，所述排针500可以为一个2.54mm间距3pin排针的连接器。
56.在具体实施例中，该排针用来控制主芯片的地址引脚，防止iic地址冲突，实现在目标电路板与多个接口控制模块连接时，能保证多个接口控制模块同时使用。具体而言，可通过2pin跳线帽连接到排针的不同方式，控制主芯片的地址，即通过跳线帽将地址addr拉
到高电平或低电平，实现地址的转换。当跳线帽扣在addr与gnd时，跳线帽将地址addr拉到了低电平，当跳线帽扣在addr与vcc时，跳线帽将地址addr拉到了高电平。
57.举例来说，当目标电路板与两个接口控制模块连接时，第一接口控制模块包括第一排针，第二接口控制模块包括第二排针，为了防止第一接口控制模块与第二接口控制模块的iic地址冲突，可以通过排针调整接口控制模块的地址，使得二者的iic地址不同。
58.需要说明的是，当电路板与多个接口控制模块同时连接时，目标电路板上也预留有对应的多个双排的母座。
59.如图6所示，为本技术提供的接口控制模块可插拔连接在目标电路板时，所述目标电路板上与接口控制模块连接的输入输出接口的运用示例，如图所示，目标电路板上与接口控制模块对应连接的其中一接口可以与蜂鸣器连接，当该接口为高电平时，用于输出声音信号，另一接口可以与led连接，当该接口为高电平时，用于输出光信号。
60.综上所述，通过本发明实施例提供的一种接口控制模块，能够针对目标电路板出现io口不对应以及io电平不匹配的情况，进行优化，本技术提供的接口控制模块能够控制目标电路板中io接口的导通状态，该接口控制模块具有高灵活性、可重复使用、可分离以及可按需求调节目标电路板中的io接口电压等级的优点，极大地方便了研发与使用过程。
61.第二方面，基于同一发明构思，如图7所示，本技术提供了一种电路500，包括：目标电路板200以及前述第一方面任一项所述的接口控制模块100，所述目标电路板与所述接口控制模块可插拔连接。
62.本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本发明旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
63.尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
64.显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。