防误触的多功能开关键电路及工业计算机的制作方法

1.本实用新型涉及工业计算机领域，特别涉及一种防误触的多功能开关键电路及工业计算机。


背景技术：

2.目前常规的工业计算机的主板开关电路设计都是按照标准的计算机架构功能设计的，并且常规的工业计算机没有单独的ec(embedded controller，嵌入式控制器)来自定义按键的功能，因此常规的工业计算机只能实现简单的按键开机和按键关机的功能，不能设定其他自定义辅助功能，且常规的工业计算机的开关按键无权限，属于任何人都能基于开关按键对工业计算机的运行模式进行操控，使得在一些需要稳定工作的工业现场，会因无权限的开关按键存在误碰撞而导致工业计算机非正常关机，进而严重干扰工业现场的运行状态。


技术实现要素：

3.本实用新型的主要目的是提出一种防误触的多功能开关键电路及工业计算机，旨在解决因按标准的计算机架构功能设计的常规工业计算机没有单独的ec来自定义按键的功能，进而使得常规的工业计算机会因无权限的开关按键存在误碰撞而导致工业计算机非正常关机，进而严重干扰工业现场的运行状态的技术问题。
4.为实现上述目的，本实用新型提出一种防误触的多功能开关键电路，所述防误触的多功能开关键电路包括开关模块、三态输出缓冲模块、感应模块和芯片组；
5.所述开关模块连接所述感应模块的输入端，所述感应模块的输出端分别连接所述三态输出缓冲模块的输入端和芯片组，所述三态输出缓冲模块的输出端连接所述芯片组；
6.所述开关模块，用于向所述三态输出缓冲模块和所述感应模块输出预设按键功能信号；
7.所述三态输出缓冲模块，用于根据使能状态判断是否接收所述预设按键功能信号并发送至所述芯片组中；
8.所述感应模块，用于在所述三态输出缓冲模块未接收所述预设按键功能信号时，接收所述预设按键功能信号并发送至所述芯片组中；
9.所述芯片组，用于接收并运行所述预设按键功能信号对应的功能程序。
10.可选地，所述三态输出缓冲模块包括三态门；
11.所述三态门的oe端接第一预设电源，所述三态门的a端连接所述感应模块的输出端，所述三态门的y端连接所述芯片组。
12.可选地，所述三态输出缓冲模块包括第一电阻；
13.所述第一电阻的一端连接所述第一预设电源，所述第一电阻的另一端连接所述三态门的oe端。
14.可选地，所述感应模块包括控制信号；
15.所述控制信号位于所述开关模块和所述三态输出缓冲模块之间；
16.所述控制信号，用于在所述三态输出缓冲模块的使能状态为高阻态时，将所述预设按键功能信号发送至所述芯片组中。
17.可选地，所述感应模块还包括第二电阻、电容和静电保护二极管；
18.所述第二电阻的一端接第二预设电源，所述第二电阻的另一端连接所述电容的一端，所述电容的另一端接地；
19.所述电容和所述静电保护二极管并联。
20.可选地，所述开关模块包括轻触开关和指示灯二极管；
21.所述轻触开关的1脚连接所述感应模块和所述三态输出缓冲模块，所述轻触开关的2脚接地；
22.所述指示灯二极管的1脚接第二预设电源，所述指示灯二极管的2脚接地。
23.可选地，所述开关模块还包括第三电阻和指示灯电源信号；
24.所述第三电阻远离所述指示灯电源信号的一端接第二预设电源，所述指示灯电源信号远离所述第三电阻的一端连接所述指示灯二极管的1脚。
25.可选地，所述芯片组包括sio芯片和主板芯片；
26.所述sio芯片的触发输入引脚连接所述三态输出缓冲电路的y端；
27.所述主板芯片的触发输入引脚连接所述感应模块的输出端。
28.可选地，所述芯片组还包括电源芯片；
29.所述电源芯片的输入端连接所述sio芯片的电源输出引脚。
30.本实施例还提出一种工业计算机，所述工业计算机包括如上所述的防误触的多功能开关键电路包括开关模块、三态输出缓冲模块、感应模块和芯片组；
31.所述开关模块连接所述感应模块的输入端，所述感应模块的输出端分别连接所述三态输出缓冲模块的输入端和芯片组，所述三态输出缓冲模块的输出端连接所述芯片组；
32.所述开关模块，用于向所述三态输出缓冲模块和所述感应模块输出预设按键功能信号；
33.所述三态输出缓冲模块，用于根据使能状态判断是否接收所述预设按键功能信号并发送至所述芯片组中；
34.所述感应模块，用于在所述三态输出缓冲模块未接收所述预设按键功能信号时，接收所述预设按键功能信号并发送至所述芯片组中；
35.所述芯片组，用于接收并运行所述预设按键功能信号对应的功能程序。
36.本实用新型技术方案通过在常规的工业计算机的开关键电路中加入三态输出缓冲模块和感应模块，使得工业计算机在处于关机状态的时候，用户能够通过开关模块对工业计算机的运行状态进行直接控制；在感工业计算机上电开机之后，因为三态输出缓冲模块此时处于使能禁止状态，输出高阻态，使得通过三态输出缓冲模块输出短路状态，因此此时的工业计算机的开关键即使被触发，也不会对工业计算机的运行状态造成任何影响，而通过感应模块中的控制信号能够在工业计算机上电开机之后实现系统自定义的按键程序，例如关机、睡眠、开始运行某一指定程序等功能，对工业计算机起到防误触和多功能扩展的作用，且不会增加任何高成本的支出。
附图说明
37.为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。
38.图1为本实用新型防误触的多功能开关键电路的模块示意图；
39.图2为本实用新型工业三态输出缓冲模块和感应模块在工业计算机中的电路结构示意图。
40.附图标号说明：
41.标号名称标号名称10开关模块80指示灯二极管20三态输出缓冲模块90sio芯片30感应模块100主板芯片40芯片组110电源芯片50三态门r1-r3电阻60控制信号c1电容70轻触开关d1静电保护二极管
42.本实用新型目的的实现、功能特点及可点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
43.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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例，都属于本实用新型保护的范围。
44.需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
45.另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
46.本实用新型提出一种防误触的多功能开关键电路。
47.在本实用新型一实施例中，如图1所示，该防误触的多功能开关键电路包括开关模块10、三态输出缓冲模块20、感应模块30和芯片组40；
48.所述开关模块10连接所述感应模块30的输入端，所述感应模块30的输出端分别连接所述三态输出缓冲模块20的输入端和芯片组40，所述三态输出缓冲模块20的输出端连接所述芯片组40；
49.所述开关模块10，用于向所述三态输出缓冲模块20和所述感应模块30输出预设按键功能信号；
50.所述三态输出缓冲模块20，用于根据使能状态判断是否接收所述预设按键功能信号并发送至所述芯片组40中；
51.所述感应模块30，用于在所述三态输出缓冲模块20未接收所述预设按键功能信号时，接收所述预设按键功能信号并发送至所述芯片组40中；
52.所述芯片组40，用于接收并运行所述预设按键功能信号对应的功能程序。
53.具体地，如图2所示的，所述三态输出缓冲模块20包括三态门50；
54.所述三态门50的oe端接第一预设电源，所述三态门50的a端连接所述感应模块30的输出端，所述三态门50的y端连接所述芯片组40。
55.三态门50不同于常规的触发器，常规的触发器只有两种状态，即“0”态和“1”态，所以每条信号线上只能传送一个触发器的信息，如果要在一条信号线上连接多个触发器，而每个触发器可以根据需要与信号线连通或断开，当连通是可以传送“0”或“1”，断开是对信号线上的信息不产生影响，就需要一个特殊的电路加以控制，该电路即为三态门50，三态门50可以提供三种不同的输出值，即逻辑“0”、逻辑“1”和高阻态，高阻态主要用来将逻辑门同系统的其他部分加以隔离，在本实施例中，有oe端(即使能端)控制输出，当oe＝1为高电平时，三态输出缓冲模块20是一个正常的缓冲驱动器，y端根据a端接收的低电平或高电平对应输出低电平或高电平(即psin#)。当oe＝0为低电平时，不论a端接收的为何种电平，y端中的ma管的输入为低电平、mp管的输入为高电平，进而y端中的ma管和mp管均不导通，此时的三态门50为高阻态，进入使能禁止状态，实际应用过程中，还是存在泄露电流，但泄露量非常小，故而输出阻抗非常大。
56.进一步的，所述三态输出缓冲模块20包括第一电阻r1；
57.所述第一电阻r1的一端连接所述第一预设电源，所述第一电阻r1的另一端连接所述三态门50的oe端。
58.第一电阻r1的作用在于保护三态门50的oe端，避免输出的电源电压过大而导致的三态门50损坏的情况。
59.另外，在本实施例中，第一预设电源为3.3v。
60.具体地，如图2所示的，所述感应模块30包括控制信号60；
61.所述控制信号60位于所述开关模块10和所述三态输出缓冲模块20之间；所述控制信号60，用于在所述三态输出缓冲模块20的使能状态为高阻态时，将所述预设按键功能信号发送至所述芯片组40中。
62.当工业计算机处于上电开机状态的时候，因三态门50处于使能禁止状态，因此此时通过开关模块10和三态门50对工业计算机进行操作的方案是行不通的，故考虑到在基于某些需求需要对工业计算机进行不同于上电开机状态的功能操作的情况，本实用新型还在此基础上添加了控制信号60。
63.用户可通过对开关模块10进行不同的按键操作触发对应的功能程序，前提是通过系统进行了不同的按键操作对应的功能程序的自定义设置，例如对开关模块10进行长按3秒为对工业计算机进行睡眠状态的切换，对开关模块10进行连按2下位对工业计算机进行开始运行程序状态的切换等等，在工业计算机处于上电开机状态时，通过开关模块10下发
的按键功能信号会因三态输出缓冲模块20的短路而将接收的按键功能信号传输至另外一路进行是否为系统自定义的功能程序的判断，而此处的即为gpio_d0，使得工业计算机的开关模块10能够实现除开关机外其他的扩展功能，且不用添加高成本的ec。
64.进一步的，所述感应模块30还包括第二电阻r2、电容c1和静电保护二极管d1；
65.所述第二电阻r2的一端接第二预设电源，所述第二电阻r2的另一端连接所述电容c1的一端，所述电容c1的另一端接地；所述电容c1和所述静电保护二极管d1并联。
66.第二电阻r2位于电源电压端是为了对感应模块30起保护作用，接地电容c1是为控制信号60和接收的功能程序信号起到过滤的作用，而与电容c1并联的静电保护二极管d1起到防静电的作用，避免在无静电保护二极管d1的情况下产生静电时，因过高的电压而使得工业计算机的系统工作异常甚至系统内部芯片的损坏，因此接入的静电保护二极管d1可以起到泄放高压、保护端口的作用。
67.具体地，如图2所示的，所述开关模块10包括轻触开关70和指示灯二极管80；
68.所述轻触开关70的1脚连接所述感应模块30和所述三态输出缓冲模块20，所述轻触开关70的2脚接地；所述指示灯二极管80的1脚接第二预设电源，所述指示灯二极管80的2脚接地。
69.通过轻触开关70，用户可以对工业计算机的运行状态下发具体的指令，即避免了对工业计算机的计算机架构功能设计的大幅度改动，又能达到对轻触开关70的多功能扩展，通过指示灯二极管80的变动，用户可以清楚明了的知道所下发的功能程序是否被工业计算机所执行，避免了安装多余的功能执行显示的元器件的步骤。
70.进一步的，所述开关模块10还包括第三电阻r3和指示灯电源信号；
71.所述第三电阻r3远离所述指示灯电源信号的一端接第二预设电源，所述指示灯电源信号远离所述第三电阻r3的一端连接所述指示灯二极管80的1脚。
72.第三电阻r3用于保护指示灯二极管80，避免5v电源电压端突然输出的高伏电压对指示灯二极管80造成的损坏。
73.具体的，如图1所示的，所述芯片组40包括sio芯片90和主板芯片100；
74.所述sio芯片90的触发输入引脚连接所述三态输出缓冲电路的y端；
75.所述主板芯片100的触发输入引脚连接所述感应模块30的输出端。
76.进一步地，所述芯片组40还包括电源芯片110；
77.所述电源芯片110的输入端连接所述sio芯片90的电源输出引脚。
78.当工业计算机处于关机状态时，此时的三态输出缓冲模块20处于使能输出状态，用户通过开关模块10下发的按键功能信号能够直接经由三态输出缓冲模块20到sio(sonic input/output，音频输入/输出)芯片90中，sio芯片90接收到三态输出缓冲模块20上传的按键功能信号后，直接通过触发输出引脚对电源芯片110进行上电开机程序的下发，电源芯片110在接收到上电开机程序后，直接控制工业计算机进入上电开机状态。
79.本实施例还提出一种工业计算机，所述工业计算机包括如上所述的防误触的多功能开关键电路包括开关模块10、三态输出缓冲模块20、感应模块30和芯片组40；
80.所述开关模块10连接所述感应模块30的输入端，所述感应模块30的输出端分别连接所述三态输出缓冲模块20的输入端和芯片组40，所述三态输出缓冲模块20的输出端连接所述芯片组40；
81.所述开关模块10，用于向所述三态输出缓冲模块20和所述感应模块30输出预设按键功能信号；
82.所述三态输出缓冲模块20，用于根据使能状态判断是否接收所述预设按键功能信号并发送至所述芯片组40中；
83.所述感应模块30，用于在所述三态输出缓冲模块20未接收所述预设按键功能信号时，接收所述预设按键功能信号并发送至所述芯片组40中；
84.所述芯片组40，用于接收并运行所述预设按键功能信号对应的功能程序。
85.该工业计算机的具体结构参照上述的实施例，由于本工业计算机采用了上述防误触的多功能开关键电路的实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
86.以上所述仅为本实用新型的可选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。