一种基于开源计算机的便携式游戏机扩展装置的制作方法

本实用新型涉及游戏设备领域，尤其涉及一种基于开源计算机的便携式游戏机扩展装置。

背景技术：

基于开源计算机的应用越来越得到计算机发烧友及创客的青睐，但是现有的基于开源计算机的产品一般都需要将多种不同功能的电路板通过电线连接，给开发者使用及携带带来了极大的不便。尤其在基于开源计算机的游戏机扩展板中，由于携带不便，给其推广使用造成极大困难。

技术实现要素：

为克服现有开源计算机的游戏机扩展板的集成度不高、不便携带的问题，本实用新型提供一种集成度高的基于开源计算机的便携式游戏机扩展装置。

本实用新型为解决上述技术问题提供技术方案如下：一种基于开源计算机的便携式游戏机扩展装置，其包括集成在同一基板上的供电模块、控制芯片、音频功放电路、手柄电路及显示屏，所述供电模块为所述控制芯片、

所述音频功放电路、所述手柄电路及所述显示屏提供电能源；所述控制芯片与所述音频功放电路、所述手柄电路及所述显示屏电性连接；所述控制芯片内置有数据转换器，所述控制芯片接收HDMI信号后，所述数据转换器将接收的HDMI信号转换为RGB信号、LVDS信号、MIPI信号或eDP信号中的任一种，用以驱动所述显示屏。

优选地，所述控制芯片进一步包括HDMI信号接口电路及显示信号输出电路，其中，所述HDMI信号接口电路用于接收HDMI信号，HDMI信号经过所述数据转换器转化为显示信号，并对应从所述显示信号输出电路将显示信号传送至所述显示屏；其中，所述显示信号输出电路包括RGB信号输出电路、LVDS信号输出电路、MIPI信号输出电路或eDP信号输出电路中任一种；所述显示信号包括RGB信号、LVDS信号、MIPI信号或eDP信号中任一种。

优选地，所述HDMI信号接口电路包括HDMI3_P端、HDMI3_N端、HDMI2_P端、HDMI2_N端、HDMI1_P端、HDMI1_N端、HDMI4_P端及HDMI4_N端。

优选地，所述基于开源计算机的便携式游戏机扩展装置还包括显示接口电路，所述显示接口电路包括至少两端，其一端与所述数据转换器的所述显示信号输出电路电性连接，其另一端与所述显示屏电性连接所述显示接口电路为所述显示屏提供显示数据信号、控制信号及数据时钟信号。

优选地，所述显示屏可为LCD显示屏、LED显示屏或OLED显示屏之一；或所述显示屏为TN屏或IPS屏。

优选地，所述控制芯片的型号为RTD2660、TFP401、DS2660或RTD2556中的任一种。

优选地，所述基于开源计算机的便携式游戏机扩展装置还包括用于与开源计算机电性连接的开源计算机接口电路，所述手柄电路包括游戏功能键电路及摇杆电路，所述游戏功能键电路与所述开源计算机接口电路之间电性连接，所述摇杆电路与所述控制芯片之间电性连接，所述控制芯片读取所述摇杆电路的AD值后，转换成GPIO信号连接到所述开源计算机接口电路。

优选地，所述基于开源计算机的便携式游戏机扩展装置还包括系统配置键电路，所述系统配置键电路包括多个按键开关，用户按压所述按键开关可对应产生电信号并通过一A-ADC端口传送至所述控制芯片。

优选地，所述供电模块包括依次连接的充电电路、储能模块及电源转换电路，所述充电电路用于与外接电路连接以提供电能源，所述储能模块可用于存储由所述充电电路接入的电能源，并向所述电源转换电路提供电能源；所述电源转换电路包括降压电路及稳压电路，所述降压电路将输入电压下降至与所述控制芯片、所述音频功放电路及所述手柄电路正常工作所匹配的电压，所述稳压电路用于稳定电压。

优选地，所述储能模块包括锂电池、干电池或软包电池中的任一种。

与现有技术相比，本实用新型所提供的基于开源计算机的便携式游戏机扩展装置具有如下的有益效果：

本实用新型所提供的基于开源计算机的便携式游戏机扩展装置将显示屏、手柄、电池、充电电路和音频驱动集成在一个板子上，集成度高。携带方便。进一步地，所述控制芯片内置有数据转换器，所述数据转换器可将其接收的HDMI信号转换为RGB信号、LVDS信号、MIPI信号或eDP信号中的任一种，用以驱动所述显示屏。通过将具有信号转化功能的转换器集成设计，可提升所述基于开源计算机的便携式游戏机扩展装置的整体集成度及提高其使用便捷度，从而便于使用者修改和学习。

本实用新型所提供的基于开源计算机的便携式游戏机扩展装置可适用于Raspberry Pi(树莓派)、Banana Pi(香蕉派)和Tinker Board等开源计算机中，使这些开源计算机可以作为便携式游戏机使用。

【附图说明】

图1是本实用新型所提供基于开源计算机的便携式游戏机扩展装置的模块示意图。

图2是图1中所示基于开源计算机的便携式游戏机扩展装置中数据转换器的具体电路原理示意图。

图3是图1中所示基于开源计算机的便携式游戏机扩展装置中显示接口电路的具体电路原理示意图。

图4是本实用新型中所述基于开源计算机的便携式游戏机扩展装置中开源计算机接口电路与控制芯片、手柄电路之间的功能模块示意图。

图5是所述基于开源计算机的便携式游戏机扩展装置中手柄电路的具体电路原理示意图。

图6是所述基于开源计算机的便携式游戏机扩展装置中系统配置键电路的具体电路原理示意图。

附图标识说明：

10、基于开源计算机的便携式游戏机扩展装置；11、充电电路；12、控制芯片；121、数据转换器；122、HDMI信号接口电路；123、RGB信号输出电路；13、电源转换电路；14、音频功放电路；15、手柄电路；151、游戏功能键电路；152、摇杆电路；16、显示接口电路；17、显示屏；18、储能模块；19、供电模块；21、系统配置键电路；29、开源计算机接口电路。

【具体实施方式】

为了使本实用新型的目的，技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施实例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请参阅图1，本实用新型提供一种基于开源计算机的便携式游戏机扩展装置10，其包括集成在同一基板上的供电模块19、控制芯片12、音频功放电路14、手柄电路15及显示屏17。其中，所述供电模块可为所述控制芯片12、所述音频功放电路14、所述手柄电路15及所述显示屏17提供电能源。其中，所述控制芯片12可对所述音频功放电路14、所述手柄电路15及所述显示屏17进行控制，以使所述基于开源计算机的便携式游戏机扩展装置10可同时具备游戏显示、游戏控制及游戏音效输出的效果。本实用新型所提供的基于开源计算机的便携式游戏机扩展装置10相较于现有的游戏集成板的集成度高，携带方便。

在本实用新型中，所述控制芯片12还包括多个功能模块，其可配合所述音频功放电路14、手柄电路15及显示屏17正常运行可加入不同的模块或器件。

在本实用新型中，所述显示屏17可为LCD(Liquid Crystal Display)显示屏、LED(Light Emitting Diode)显示屏、OLED(Organic Light-Emitting Diode)显示屏等。所述显示屏17还可为TN屏(Twisted Nematic，扭曲向列型面板)或IPS屏(In-Plane Switching，平面转换面板)。

所述开源计算机可包括但不受限于：Raspberry Pi(树莓派)、Banana Pi(香蕉派)和Tinker Board等。

继续如图1中所示，所述供电模块19包括依次连接的充电电路11、储能模块18及电源转换电路13，其中，所述充电电路11用于与外接电路连接，以为所述基于开源计算机的便携式游戏机扩展装置10提供电能源，所述储能模块18可用于存储由所述充电电路11接入的电能源。

所述电源转换电路13包括降压电路(图未示)及稳压电路(图未示)，所述降压电路将输入电压下降至与所述控制芯片12、所述音频功放电路14及所述手柄电路15正常工作所匹配的电压，所述稳压电路用于稳定电压。如所述稳压电路可提供3.3V稳压电压，即将从所述储能模块18输入的电压稳定为3.3V。在另外的一些实施例中，所述稳压电路还可进一步提供1.8V稳定电压。

所述电源转换电路13则可将输入电压转换为低电压如3.3V、1.8V等在输出至所述控制芯片12、所述音频功放电路14、所述手柄电路15及所述显示接口电路16。

在本实用新型一些实施例中，如图1中所示，所述显示屏17也可直接与所述储能模块18电连接，以使所述储能模块18直接为所述显示屏17提供电能源。

如图1中所示，在所述控制芯片12内置有数据转换器121，当所述控制芯片12接收到HDMI(High－Definition Multimedia Interface)信号后，所述数据转换器121可将HDMI信号转换为RGB(Red、Green、Blue)信号、LVDS(Low Voltage Differential Signaling,低压差分信号技术接口)信号、MIPI(Mobile Industry Processor Interface，移动行业处理器接口)信号、eDP(Embedded Displayport，基于DisplayPort架构和协议的全数据化接口)信号中的任一种。

所述控制芯片12的型号为RTD2660时，其对应可将HDMI信号转换为RGB信号或LVDS信号。所述控制芯片12的型号为TFP401时，其对应可将HDMI信号转换为RGB信号。所述控制芯片12的型号为DS2660时，其对应可将HDMI信号转换为MIPI信号。所述控制芯片12的型号为RTD2556时，其对应可将HDMI信号转换为eDP信号。

在一些具体的实施例中，所述控制芯片12还包括HDMI信号接口电路122及显示信号输出电路(图未示)，其中，所述HDMI信号接口电路122用于接收HDMI信号，

HDMI信号经过所述控制芯片12内置的数据转换器121进行转化后，从所述显示信号输出电路输出至所述显示屏17。所述显示信号输出电路包括RGB信号输出电路、LVDS信号输出电路、MIPI信号输出电路或eDP信号输出电路中任一种。

如图2中所示，所述HDMI信号接口电路122共包括8个端口，根据芯片的管脚的编号顺序V8_0-V8_7依次包括：HDMI3_P端、HDMI3_N端、HDMI2_P端、HDMI2_N端、HDMI1_P端、HDMI1_N端、HDMI4_P端及HDMI4_N端。开源计算机的HDMI接口可连接到所述HDMI接口信号输入端，以实现HDMI信号的输入。

继续如图2中所示，当所述控制芯片12的型号为RTD2660时，以所述控制芯片12可将HDMI信号转换为RGB信号为例:所述显示信号输出电路具体可为RGB信号输出电路123，其中，所述HDMI信号接口电路122用于接收HDMI信号，HDMI信号经过所述控制芯片12内置的数据转换器121进行转化后，从所述RGB信号输出电路123输出至所述显示屏17。

上述具体举例只作为本实用新型的示例，而不作为限定。比如，当所述控制芯片12的型号为RTD2660时,所述控制芯片12还可将HDMI信号转换为LVDS信号,如上所述的RGB信号输出电路123可替换为LVDS信号输出电路(图未示)。

又如，当所述控制芯片12的型号为DS2660时,所述控制芯片12还可将HDMI信号转换为MIPI信号,如上所述的RGB信号输出电路123可替换为MIPI信号输出电路(图未示)。

再如，当所述控制芯片12的型号为RTD2556时,所述控制芯片12还可将HDMI信号转换为eDP信号,如上所述的RGB信号输出电路123可替换为eDP信号输出电路(图未示)。

再结合图1中所示，所述基于开源计算机的便携式游戏机扩展装置10还包括显示接口电路16，所述显示接口电路16包括至少两端，其一端与所述控制芯片12的所述显示信号输出电路电性连接，其另一端与所述显示屏17电性连接。

在一些实施例中，所述显示接口电路16用于连接所述显示屏17，所述控制芯片12通过显示接口电路16为所述显示屏17提供显示数据信号、控制信号及数据时钟信号。

具体地，结合图1及图3中所示，当所述控制芯片12的型号为RTD2660时，以所述控制芯片12可将HDMI信号转换为RGB信号为例：所述显示接口电路16通过R0端口-R5端口、G0端口-G5端口及B0端口-B5端口将RGB信号传送至所述显示屏17；所述显示接口电路16进一步通过DE端口、HSYNC端口及VSYNC端口向所述显示屏17输出控制信号；所述显示接口电路16通过PCLK端口向所述显示屏17输出数据时钟信号。

进一步结合图2及图3，所述控制芯片12的RGB信号输出电路123中包括与所述显示接口电路16匹配的端口，具体的匹配关系如下：

所述RGB信号输出电路123依据芯片的管脚编号B0-B7依次包括ABLU0端口-ABLU7端口，管脚编号G0-G7依次包括AGRN0端口-AGRN7端口,管脚编号R0-R7依次包括ARED0端口-ARED7端口。而在所述显示接口电路16中则设有与上述管脚端对应电性连接的B0端口-B5端口、G0端口-G5端口及R0端口-R5端口。

请参阅图4，所述基于开源计算机的便携式游戏机扩展装置10还包括用于与开源计算机电性连接的开源计算机接口电路29。进一步地，所述手柄电路15包括游戏功能键电路151及摇杆电路152，所述游戏功能键电路151与所述开源计算机接口电路29之间电性连接。

所述摇杆电路152与所述控制芯片12电性连接，所述控制芯片12可读取所述摇杆电路152的AD值后，转换成GPIO信号连接到所述开源计算机接口电路29。

在本实用新型中，采用开源计算机集成GPIO驱动手柄，可便于携带及使用。

其中，如图5中所示，所述游戏功能键电路151包括与功能键A对应的D1开关、与功能键B对应的C50开关、与功能键X对应的C51开关及与功能键Y对应的D2开关。进一步地，所述游戏功能键电路151还包括TR开关、TL开关、与“选择”按键对应的A1开关，以及与“开始”按键对应的B1开关。

所述摇杆电路152包括分别与用户操作左、右、上及下对应的输出口上拉电阻K2R16、输出口上拉电阻K2R17、输出口上拉电阻K2R15及输出口上拉电阻K2R14。

如结合图1及图6中所示，在本实用新型另一些实施例中，所述基于开源计算机的便携式游戏机扩展装置10还包括系统配置键电路21，

如图6中所示，所述系统配置键电路21包括Menu开关、Up开关、Down开关、Source开关、R14电阻、R15电阻、R17电阻及R18电阻；其中，Menu开关与R14电阻之间电性连接，Up开关与R15电阻之间电性连接，Down开关与R17电阻之间电性连接，Source开关与R18电阻之间电性连接；所述系统配置键电路包括与所述控制芯片12电性连接的A-ADC端口。

当用户按下Menu开关、Up开关、Down开关或Source开关后，可产生对应的电信号。所述电信号通过A-ADC端口进入所述控制芯片12。通过读取AD值，可对应判断具体是所述系统配置键电路21中的哪个按键开关被按下，从而可将对应的控制信息传送至与所述控制芯片12连接的音频功放电路14、手柄电路15及显示屏17。

与现有技术相比，本实用新型所提供的基于开源计算机的便携式游戏机扩展装置具有以下的优点：

本实用新型所提供的基于开源计算机的便携式游戏机扩展装置将显示屏、手柄、电池、充电电路和音频驱动集成在一个板子上，集成度高。携带方便。进一步地，所述控制芯片内置有数据转换器，所述数据转换器可将所述控制芯片接收的HDMI信号转换为RGB信号、LVDS信号、MIPI信号或eDP信号中的任一种，用以驱动所述显示屏。通过将具有信号转化功能的转换器集成设计，可提升所述基于开源计算机的便携式游戏机扩展装置的整体集成度及提高其使用便捷度，从而便于使用者修改和学习。

本实用新型所提供的基于开源计算机的便携式游戏机扩展装置可适用于Raspberry Pi(树莓派)、Banana Pi(香蕉派)和Tinker Board等开源计算机中，使这些开源计算机可以作为便携式游戏机使用。

在本实用新型中，所述数据转换器进一步包括HDMI信号接口电路及显示信号输出电路，其中，所述HDMI信号接口电路用于接收HDMI信号，HDMI信号经过转化，从所述显示信号输出电路输出至所述显示屏；所述数据转换器集成了图像显示信号的转化功能，可便于使用者利用基于开源计算机的便携式游戏机扩展装置进行修改和学习。

在本实用新型中，所述HDMI信号接口电路包括HDMI3_P端、HDMI3_N端、HDMI2_P端、HDMI2_N端、HDMI1_P端、HDMI1_N端、HDMI4_P端及HDMI4_N端，多种端口的设置，可便于所述数据转换器与HDMI信号输入端电性连接。

在本实用新型中，所述基于开源计算机的便携式游戏机扩展装置还包括显示接口电路，所述显示接口电路包括至少两端，其一端与所述数据转换器的所述显示信号输出电路电性连接，其另一端接入所述显示屏。所述显示接口电路进一步可为所述显示屏提供显示数据信号、控制信号及数据时钟信号。通过设置显示接口电路，可实现所述数据转换器与显示屏之间的有效电性连接及驱动控制

本实用新型所提供的所述基于开源计算机的便携式游戏机扩展装置可适用于不同类型的显示屏。所述显示屏可为LCD显示屏、LED显示屏或OLED屏；或所述显示屏为TN屏或IPS屏。

在本实用新型中，所述基于开源计算机的便携式游戏机扩展装置还包括用于与开源计算机电性连接的开源计算机接口电路，所述手柄电路包括游戏功能键电路及摇杆电路，所述游戏功能键电路与所述开源计算机接口电路之间电性连接，所述摇杆电路与所述控制芯片之间电性连接，所述控制芯片读取所述摇杆电路的AD值后，转换成GPIO信号连接到所述开源计算机接口电路。这样的设置可便于使所述控制芯片与所述手柄电路、所述开源计算机接口电路之间信号传输速度快且稳定。

所述基于开源计算机的便携式游戏机扩展装置还包括系统配置键电路，所述系统配置键电路包括多个按键开关，用户按压按键开关可对应产生电信号并通过一A-ADC端口传送至所述控制芯片。通过读取AD值，可对应判断具体是所述系统配置键电路中的哪个按键开关被按下，从而可将对应的控制信息传送至与所述控制芯片连接的音频功放电路、手柄电路及显示屏。

在本实用新型中，所述供电模块包括依次电性连接的充电电路、储能模块及电源转换电路，其中，所述充电电路用于与外接电路电性连接，以提供电能源，所述储能模块可用于存储由所述充电电路接入的电能源，并向所述电源转换电路提供电能源。所述电源转换电路包括降压电路及稳压电路，所述降压电路将输入电压下降至与所述控制芯片、所述音频功放电路及所述手柄电路正常工作所匹配的电压，所述稳压电路用于稳定电压。这样的设置，可提高所述基于开源计算机的便携式游戏机扩展装置的电能源电压的稳定性。

在本实用新型中，所述储能模块包括锂电池、干电池或软包电池中的任一种，其储能模式可多样化，从而可以满足不同用户或应用场景的需求。

以上所述仅为本实用新型较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本实用新型原则之内所作的任何修改，等同替换和改进等均应包含本实用新型的保护范围之内。