CN203759648U - 一种人机接口设备的蓝牙转换器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出的一种人机接口设备的蓝牙转换器属于蓝牙转换器，尤适用于把游戏手柄、键盘或鼠标连接到平板电脑或智能手机上。由电源、电源管理单元、人机接口设备、微处理器、蓝牙模块和天线组成；电源、和电源管理单元提供合适电源，人机接口设备与微处理器连接，微处理能把USB或者PS/2接口的HID设备，转换成蓝牙HID设备。本设计的优点是：使用户能够在使用触屏设备时获得等同于台式电脑级别的良好输入体验，同时，也通过潜力挖掘保护了用户已有的有线设备。

Description

一种人机接口设备的蓝牙转换器

技术领域

本实用新型提出的一种人机接口设备的蓝牙转换器属于蓝牙转换器，尤适用于把游戏手柄、键盘或鼠标连接到平板电脑或智能手机上。

背景技术

随着触屏智能手机和平板电脑的普及，人们在工作娱乐中越来越多地使用到触屏交互界面。触屏交互界面采用虚拟键盘来进行文字输入，由于没有实体触感，而且受制于屏幕尺寸使得按键间距狭窄，所以当需要输入大量文字的时候，虚拟键盘无论从舒适性还是从输入速度上都不如传统的实体键盘。但是因为受体积限制，手机和平板电脑上往往没有连接有线键盘鼠标所需要的接口，所以如果想在手机和平板电脑上使用实体键盘，就必须采用无线连接的方式，一般是采用蓝牙连接。市面上虽然有很多种类的蓝牙键盘在销售，但是这些蓝牙键盘都主要从便携性为出发点来设计，在使用舒适性上仍然不及全尺寸键盘，而且价格往往不便宜。

发明内容

本实用新型提出的一种人机接口设备的蓝牙转换器，由电源、电源管理单元、人机接口设备、微处理器、蓝牙模块和天线组成；电源、和电源管理单元提供合适电源，人机接口设备与微处理器连接，微处理器与蓝牙模块连接，蓝牙模块与天线连接，其特征在于：所述的电源管理单元，包括电池、电压调节及稳定芯片，用于稳定电池输出电压，控制电池充电，电源是电池，电池电压经过稳定芯片电路后输出5V，5V电压输出给人机接口设备和微处理器的电压调节模块，经过微处理器的电压调节模块降压后输出3.3V电压供应微处理器和蓝牙模块；.所述人机接口设备包括外部接口HID设备、接口USB和PS/2或USB或PS/2和芯片编程及调试接口SWD ；.所述的微处理器，集成了USB主机接口，能够通过USB驱动程序控制***的外部USB设备；集成了外部中断接口，能够通过PS/2驱动程序控制***的外部PS/2设备；集成了程序存储器，能够在升级模式下通过蓝牙无线更新程序，实现转换器的功能升级；集成了HCI驱动器，能够通过主机控制接口控制蓝牙模块；.所述的蓝牙模块，能够实现蓝牙无线通信和主机控制接口功能，集成了链路管理器、基带控制器、蓝牙无线收发装置，能够实现蓝牙无线数据的收发；.所述的天线，用于蓝牙无线信号的收发，并与蓝牙模块连接。

上述的一种人机接口设备的蓝牙转换器，其特征在于电路结构是：所述电源电池为一节电压1.5V 的电池，电池1.5V电压经过芯片TPS61070后提高至5V，5V电压输出给HID设备USB和PS/2，和微处理器MKL24Z32VFM4接头6，从接头5输出电压3.3V，3.3V电压供应微处理器和蓝牙芯片；所述USB接口数据线USB_DN接微处理器接头4，USB接口数据线USB_DP接微处理器接头3，俩者接口数据线的接头位置可对调；

所述PS/2接口键盘数据线PS2_KBDAT接微处理器接头29，PS/2接口键盘时钟线PS2_KBCLK接微处理器接头30，PS/2接口鼠标数据线PS2_MSDAT接微处理器接头31，PS/2接口鼠标时钟线PS2_MSCLK接微处理器接头32；所述微处理器根据接头30，32上时钟的跳变触发中断，采样接头29，31上的数据，微处理器MKL24Z32VFM4接头7，8，15接3.3V电压，接头2，16接地，接头3，4接USB，接头29，30，31，32接PS/2，接头19接外部复位信号，接头17，18接8MHz晶振时钟源，接头24接绿色LED指示灯，接头25接红色LED指示灯，接头11，12接通用异步收发接口UART与蓝牙芯片CSR1010连接，接头10、13接串行线调试接口SWD，接头5接5V电压输入，接头6接3.3V电压输入；

所述蓝牙芯片CSR1010接头1，32，21接3.3V供电电路，接头31，6，5，30，0，8接地，接头4接休眠唤醒电路，接头9，10接16MHz晶振时钟源，接头2，3接32.768KHz晶振时钟源，接头14，15接UART接口与微处理器MKL24Z32VFM4连接，接头18，19，20，22接串行外设接口SPI，接头7接2.4G射频匹配网络，蓝牙无线信号经高频信号输出匹配之后，经过天线发送到智能设备，反之，蓝牙无线信号从天线接收，经过2.4G射频匹配网络输入匹配之后，经过接头7输入到蓝牙芯片CSR1010中。

所述的电池可以是一般电池或可充电式电池。

所述微处理器只要具有USB主机或USB OTG接口，并且至少有UART、I2C、SPI总线接口中的一种；

本设计能把USB或者PS/2接口的HID设备，转换成蓝牙HID设备，从而解决上述问题。本设计的优点是：使用户能够在使用触屏设备时获得等同于台式电脑级别的良好输入体验，同时，也通过潜力挖掘保护了用户的现有资产（用户已有的有线设备）。

附图说明

图1是本实用新型的硬件框架图；

图2是本实用新型的电源管理单元的电路结构示意图；

图3是本实用新型的USB接口的电路结构示意图；

图4是本实用新型的PS/2接口的电路结构示意图；

图5是本实用新型的微处理器的电路结构示意图；

图6是本实用新型的蓝牙模块的电路结构示意图；

图7是本实用新型的微处理器的编程和调试接口的电路结构示意图；

图8是本实用新型的蓝牙芯片的编程和调试接口的电路结构示意图；

图9是人机接口设备蓝牙转换器的功能框图。

具体实施方式

用一具体例子说明本方案：

图1是人机接口设备蓝牙转换器的硬件框架图，如图1所示，人机接口设备蓝牙转换器由若干硬件单元组成。其中，微处理器3，集成了USB主机接口4，能够通过USB驱动程序15（图9）控制***的外部USB设备；集成了外部中断接口5，能够通过PS/2驱动程序16（图9）控制***的外部PS/2设备；集成了程序存储器12，能够在升级模式下通过蓝牙无线更新程序，实现转换器的功能升级；集成了HCI驱动器17，能够通过主机控制接口控制蓝牙模块6。蓝牙模块6，集成了链路管理器21、基带控制器22、蓝牙无线收发装置8。天线9用于蓝牙无线信号的收发，并与蓝牙模块6连接。电池11，用于转换器和外插人机接口设备的供电。电源管理单元10，用于稳定电池输出电压和控制电池充电。

图9是人机接口设备蓝牙转换器的功能框图。如图9所示，人机接口设备蓝牙转换器由若干功能模块组成。其中，蓝牙人机接口应用13根据***设备管理器14报告的***设备类型，通过HCI（主机控制接口）驱动器17向蓝牙模块6发送设定设备类型命令。蓝牙人机接口应用13所需要的HID（蓝牙人机接口应用框架）由SDP（服务发现协议）18提供。标准通信协议L2CAP（逻辑链路控制和适配协议）19多路复用上层的各种协议。HCI驱动器17允许发送标准HCI命令并接收由此引起的响应，并且通过L2CAP 19接收和发送数据。USB驱动15用于实现USB人机接口设备侧的相关协议，其通过***设备管理器14与蓝牙人机接口应用13进行信息交互。PS/2驱动16用于实现PS/2人机接口设备侧的相关协议，其通过***设备管理器14与蓝牙人机接口应用13进行信息交互。***设备管理器14应用USB设备枚举协议发现外部***设备的类型，然后把结果报告给蓝牙人机接口应用13。蓝牙模块6的HCI驱动器20负责接收微处理器HCI驱动器17（图1）发送的命令和数据，并将结果返回给上层。链路管理器21通过基带控制器22和蓝牙无线收发装置8（图1）完成相应的功能。链路管理器21通过标准链路管理协议与其它蓝牙设备的链路管理器相互通信。基带控制器22根据链路管理器21的命令操作。蓝牙无线收发装置23根据标准的规格无线地收发数据。

图2-8是USB、PS/2、微处理器、蓝牙模块的电路结构示意图；

图2是电源管理单元的电路结构示意图，电源电池为一节电压1.5V 的电池，电池1.5V电压经过芯片TPS61070后提高至5V，5V电压输出给HID设备USB和PS/2，和微处理器MKL24Z32VFM4接头6，从接头5输出电压3.3V，3.3V电压供应微处理器和蓝牙芯片；

图3是USB接口数据线USB_DN接微处理器接头4，USB接口数据线USB_DP接微处理器接头3，俩者接口数据线的接头位置可对调；

图4是PS/2电路结构示意图；PS/2接口键盘数据线PS2_KBDAT接微处理器接头29，PS/2接口键盘时钟线PS2_KBCLK接微处理器接头30，PS/2接口鼠标数据线PS2_MSDAT接微处理器接头31，PS/2接口鼠标时钟线PS2_MSCLK接微处理器接头32；

图5是微处理器电路结构示意图；微处理器根据接头30，32上时钟的跳变触发中断，采样接头29，31上的数据，微处理器MKL24Z32VFM4接头7，8，15接3.3V电压，接头2，16接地，接头3，4接USB，接头29，30，31，32接PS/2，接头19接外部复位信号，接头17，18接8MHz晶振时钟源，接头24接绿色LED指示灯，接头25接红色LED指示灯，接头11，12接异步收发接口UART，与蓝牙芯片CSR1010连接，接头10，13接串行线调试接口SWD，接头5接5V电压输入，接头6接3.3V电压输入；

图6是蓝牙模块电路结构示意图；图7、8是微处理器和蓝牙模块的编程和调试接口的电路结构示意图；蓝牙芯片CSR1010接头1，32，21接3.3V供电电路，接头31，6，5，30，0，8接地，接头4接休眠唤醒电路，接头9，10接16MHz晶振时钟源，接头2，3接32.768KHz晶振时钟源，接头14，15接UART接口，与微处理器MKL24Z32VFM4连接，接头18，19，20，22接串行外设接口SPI，接头7接2.4G射频匹配网络，蓝牙无线信号经高频信号输出匹配之后，经过天线发送到智能设备，反之，蓝牙无线信号从天线接收，经过2.4G射频匹配网络输入匹配之后，经过接头7输入到蓝牙芯片CSR1010中。

Claims (4)

1.本实用新型提出的一种人机接口设备的蓝牙转换器，由电源、电源管理单元、人机接口设备、微处理器、蓝牙模块和天线组成；其特征在于：所述的电源管理单元，包括电池、电压调节及稳定芯片，用于稳定电池输出电压，控制电池充电，电源是电池，电池电压经过稳定芯片电路后分别输出5V，5V电压输出给人机接口设备和微处理器的电压调节模块， 经过微处理器的电压调节模块降压后输出3.3V电压供应微处理器和蓝牙模块；所述人机接口设备包括外部接口HID设备、接口USB和PS/2或USB或PS/2和芯片编程及调试接口SWD和SPI；所述的微处理器，集成了USB主机接口，能够通过USB驱动程序控制***的外部USB设备；集成了外部中断接口，能够通过PS/2驱动程序控制***的外部PS/2设备；集成了程序存储器，能够在升级模式下通过蓝牙无线更新程序，实现转换器的功能升级；集成了HCI驱动器，能够通过主机控制接口控制蓝牙模块；所述的蓝牙模块，能够实现蓝牙无线通信和主机控制接口功能，集成了链路管理器、基带控制器、蓝牙无线收发装置，能够实现蓝牙无线数据的收发； 所述的天线，用于蓝牙无线信号的收发，并与蓝牙模块连接。

2.根据权利要求1 所述的一种人机接口设备的蓝牙转换器，其特征在于各组成的电路结构是：所述的电源电池为一节电压1.5V 的电池，电池1.5V电压经过芯片TPS61070后提高至5V，5V电压输出给HID设备USB和PS/2，和微处理器MKL24Z32VFM4接头6，从接头5输出电压3.3V，3.3V电压供应微处理器和蓝牙芯片；所述的USB接口数据线USB_DN接微处理器接头4，USB接口数据线USB_DP接微处理器接头3，俩者接口数据线的接头位置可对调；所述的PS/2接口键盘的数据线PS2_KBDAT接微处理器接头29，PS/2接口键盘时钟线PS2_KBCLK接微处理器接头30，PS/2接口鼠标数据线PS2_MSDAT接微处理器接头31，PS/2接口鼠标时钟线PS2_MSCLK接微处理器接头32；所述的微处理器的接头30，32上时钟的跳变触发中断，采样接头29，31上的数据，微处理器MKL24Z32VFM4接头7，8，15接3.3V电压，接头2，16接地，接头3，4接USB，接头29，30，31，32接PS/2，接头19接外部复位信号，接头17，18接8MHz晶振时钟源，接头24接绿色LED指示灯，接头25接红色LED指示灯，接头11，12接通用异步收发接口UART，与蓝牙芯片CSR1010连接，10，13接串行线调试接口SWD，接头5接5V电压输入，接头6接3.3V电压输入；所述的蓝牙芯片CSR1010的接头1，32，21接3.3V供电电路，接头31，6，5，30，0，8接地，接头4接休眠唤醒电路，接头9，10接16MHz晶振时钟源，接头2，3接32.768KHz晶振时钟源，接头14，15接UART接口，与微处理器MKL24Z32VFM4连接，接头18，19，20，22接串行外设接口SPI，接头7接2.4G射频匹配网络，蓝牙无线信号经高频信号输出匹配之后，经过天线发送到智能设备，反之，蓝牙无线信号从天线接收，经过2.4G射频匹配网络输入匹配之后，经过接头7输入到蓝牙芯片CSR1010中。

3.根据权利要求1或2所述的一种人机接口设备的蓝牙转换器，其特征在于所述的电池可以是一般电池或可充电式电池。

4. 根据权利要求1或2所述的一种人机接口设备的蓝牙转换器，其特征在于所述微处理器只要具有USB主机或USB OTG接口，并且至少有UART、I2C、SPI总线接口中的一种。