带MIDI接口的USB集线器及连接装置的制作方法

带midi接口的usb集线器及连接装置
技术领域
1.本实用新型涉及电子乐器，特别是一种带midi接口的usb集线器及连接装置。


背景技术：

2.1）目前的usb集线器，只有usb接口拓展功能，没有midi din接口的拓展，所以不能连接带有midi din接口的乐器。
3.2）已有的midi din转usb装置，只能将mididin接口的乐器，连接到电脑。
4.3）已有的usb和midi din接口的转换装置，只能将usb接口的乐器连接到带有midi din接口的乐器，不能连接到电脑，也不能连接其他usb设备，如u盘、usb鼠标等常用设备。
5.如专利cn205177406u其公开了一种midi连接器，其具有midi信号输入模块、midi信号传输器、midi信号输出模块以及usb接口，其只能实现usb口主机与midi口之间的数据交互，但不能实现usb口从设备与usb口主机之间的数据交互。
6.因此，如何设计一种带midi接口的usb集线器及连接装置，既能实现usb口主机与usb口从设备之间的数据交互，又能实现usb口主机与midi口设备之间的数据交互，提高usb集线器的通用性，是业界亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

7.针对现有技术中usb集线器在乐器接口的通用性较差的问题，本实用新型提出了一种带midi接口的usb集线器及连接装置。
8.本实用新型的技术方案为，提出了一种带midi接口的usb集线器，包括主控模块，还包括：
9.midi信号传输模块：包括多个midi din接口，通过所述midi din接口与midi口设备进行数据传输；
10.usb信号传输模块：包括多个usb主接口，通过所述usb主接口与usb口从设备进行数据传输；
11.usb从接口：与usb口主设备进行数据传输；
12.所述主控模块控制所述usb从接口传输的数据与所述midi信号传输模块传输的数据和/或所述usb信号传输模块传输的数据进行数据交互。
13.进一步，所述midi信号传输模块包括多个midi接收和发送模块，每个所述midi接收和发送模块具有用于处理midi信号的midi din接口和光耦隔离电路。
14.进一步，所述midi信号传输模块还包括连接所述主控模块与所述midi接收和发送模块的midi扩展模块，所述midi扩展模块用于实现多个所述midi接收和发送模块与所述主控模块的数据交互。
15.进一步，所述usb信号传输模块还包括连接多个所述usb主接口与所述主控模块的usb扩展模块，所述usb扩展模块用于实现多个所述usb主接口与所述主控模块的数据交互。
16.进一步，还包括电源处理模块，所述电源处理模块将外部输入电压转换为usb集线
器的工作电压。
17.所述电源处理模块包括与电源输入连接的降压芯片，所述电源处理模块降低所述电源输入的电压至所述工作电压。
18.进一步，所述电源处理模块还包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一电容、第二电容以及电感，所述降压芯片具有第一引脚、第二引脚、第三引脚、第四引脚、第五引脚和第六引脚，所述第一引脚与所述电源输入连接，所述第一电阻一端连接在所述第一引脚与所述电源输入之间，另一端串联第二电阻后接地，所述第二引脚连接在所述第一电阻与所述第二电阻之间，所述第三引脚串联电感后作为输出引脚输出所述工作电压，所述第三电阻一端连接在所述电感与输出端之间，另一端串联第四电阻后接地，所述第四引脚连接在所述第三电阻与第四电阻之间后串联所述第一电容连接在所述电感与输出端之间，所述第五引脚接地，所述第六引脚串联所述第二电容后连接在所述第三引脚与所述电感之间。
19.进一步，所述降压芯片采用sy8105adc芯片。
20.进一步，所述usb信号传输模块采用usb3.1接口与所述usb口从设备数据交互，所述usb从接口采用usb3.1接口与所述usb口主设备数据交互。
21.本实用新型还提出了一种连接装置，所述连接装置采用上述带midi接口的usb集线器连接usb口主机与所述usb口从设备和/或midi口设备。
22.与现有技术相比，本实用新型至少具有如下有益效果：
23.本实用新型具有midi信号传输模块与usb信号传输模块以及usb从接口，midi信号传输模块连接midi口设备，usb信号传输模块连接usb口从设备，usb从接口连接usb口主机，使得本实用新型能够连接usb口主机与usb口从设备、或usb口主机与midi口设备、以及usb口主机与usb口从设备和midi口设备，提高了usb集线器的通用性。
附图说明
24.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
25.图1为本实用新型带midi接口的usb集线器的原理框图；
26.图2为本实用新型带电源处理模块得电路图。
具体实施方式
27.为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，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。
28.由此，本说明书中所指出的一个特征将用于说明本实用新型的一个实施方式的其中一个特征，而不是暗示本实用新型的每个实施方式必须具有所说明的特征。此外，应当注意的是本说明书描述了许多特征。尽管某些特征可以组合在一起以示出可能的系统设计，但是这些特征也可用于其他的未明确说明的组合。由此，除非另有说明，所说明的组合并非
旨在限制。
29.下面结合附图以及实施例对本实用新型的原理及结构进行详细说明。
30.现有技术中usb集线器一般具有多个usb主接口和一个usb从接口，实现usb接口的扩展功能，但并不能实现usb口主机与midi口设备之间的连接。现有技术中midi din转usb的装置，只能实现将midi口设备与电脑连接，但并不能实现usb口主机与usb口从设备的连接。对于带usb接口和midi din接口的装置，其只能实现usb口主机与midi口设备的连接，而不能实现usb口主机与usb口从设备的连接。因此，对于现有技术中的连接装置，均不能同时兼容usb口主机与usb口从设备、以及usb口主机与midi口设备之间的连接，本实用新型的思路在于，提出一种带midi接口的usb集线器，其能同时连接usb口主机、usb口从设备以及midi口设备，从而实现usb口主机与usb口从设备、或usb口主机与midi口设备、以及usb口主机与usb口从设备和midi口设备等多种连接方式，提高了usb集线器的通用性。
31.具体的，本实用新型提出了一种带midi接口的usb集线器，其包括主控模块，以及
32.midi信号传输模块，其用于连接主控模块与midi口设备，使主控模块与midi口设备通讯；
33.usb信号传输模块，其用于连接主控模块与usb口从设备，使主控模块与usb口从设备通讯；
34.usb从接口，其用于连接主控模块与usb口主设备，使主控模块与usb口主设备通讯；
35.其中主控模块用于接收usb口主设备传输的数据，并与midi口设备和/或usb口从设备信息交互。
36.请参见图1，midi信号传输模块包括多个midi接收和发送模块，其具有标准的midi din接口和光耦隔离电路，能处理和接收midi口设备传输的信息，并与上级设备进行交互。在图1中仅描出两个midi接收和发送模块，在本实用新型的其他实施例中，还可以集成多个midi接收和发送模块，从而提高midi接口的扩展性。
37.在midi接收和发送模块与主控模块之间还连接有midi扩展模块，其一端连接到midi接收和发送模块，另一端连接到主控模块，用于实现midi接收和发送模块与主控模块之间的通讯。其能够同时接收到多个midi接收和发送模块传输的数据，并将其合并发送给主控模块，实现midi接收和发送模块向主控模块的数据传输，同时midi扩展模块还能接收主控模块传输的数据，将其分发给各个midi接收和发送模块，实现主控模块向midi接收和发送模块的数据传输。
38.usb信号传输模块包括多个用于连接usb口从设备的usb主接口、以及连接usb主接口与主控模块的usb扩展模块，本实用新型中仅描出2个usb主接口，在本实用新型的其他实施例中，还可以集成多个usb主接口，用于提高usb接口的扩展性。其中，usb扩展模块一端连接到多个usb主接口，另一端连接主控模块，其能够同时接收到多个usb主接口传输的数据，并将其合并发送给主控模块，实现usb主接口向主控模块的数据传输，同时其还能接收主控模块传输的数据，将其分发给各个usb主接口，实现主控模块向usb主接口的数据传输。
39.usb从接口直接与主控模块连接在一起，其用于实现usb口主机与主控模块的通讯，由于在进行信息交互时往往只设有一台主机，故本实用新型中只配置有一个usb从接口，同时由于只配置有一个usb从接口，故不需要在usb从接口与主控模块之间再连接有扩
展模块，用于数据的合并和分发动作。
40.在进行数据交互时，需要将usb从接口连接到usb口主机，usb口主机一般为电脑等终端设备，然后将midi接收和发送模块中的midi din接口连接midi口设备，从而实现usb口主机与midi口设备之间的数据交互，或将usb主接口与usb口从设备连接，从而实现usb口主机与usb口从设备之间的数据交互，也可同时将midi din接口连接midi口设备和usb主接口连接usb口从设备，实现usb口主机与midi口设备和usb口从设备的数据交互。
41.同时，在进行数据交互时，其往往是通过与usb从接口连接的usb口主机进行供电，或者通过外部提供电源，但无论是外部提供电源还是usb口主机供电均存在电压不匹配的问题，如usb口主机供电电压高于各个模块的工作电压，从而导致电压不匹配不能适用。因此，为避免上述问题，本实用新型还增设有电源处理模块，电源处理模块可以通过usb从接口从usb口主机取电，也可以通过外部5v直流供电，并将其稳压为3.3v的直流电压供给本实用新型各个模块的使用。
42.其中，电源处理模块包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一电容、第二电容以及电感，其降压芯片具有第一引脚、第二引脚、第三引脚、第四引脚、第五引脚和第六引脚，第一引脚与电源输入连接，第一电阻一端连接在第一引脚与电源输入之间，另一端串联第二电阻后接地，第二引脚连接在第一电阻与第二电阻之间，第三引脚串联电感后作为输出引脚输出工作电压，第三电阻一端连接在电感与输出端之间，另一端串联第四电阻后接地，第四引脚连接在第三电阻与第四电阻之间后串联第一电容连接在电感与输出端之间，第五引脚接地，第六引脚串联第二电容后连接在所述第三引脚与所述电感之间。
43.具体的，请参见图2，降压芯片u2有6根引脚，其中与in连接的引脚为第一引脚、与en连接的引脚为第二引脚、与lx连接的引脚为第三引脚、与fb连接的引脚为第四引脚、与gnd连接的引脚为第五引脚、与bs连接的引脚为第六引脚，图中r9为第一电阻、r13为第二电阻、r11为第三电阻、r12为第四电阻、电容c2为第一电容、电容c1为第二电容。降压芯片u2工作时能将外部提供的5v直流电压转换为各模块的工作电压，从而适配本装置的使用。
44.其中，降压芯片采用sy8105adc芯片，sy8105adc芯片是高效率500khz同步具有降压功能的降压型dc-dc转换器，其输入的运行电压范围为4.5v至18v，并集成了主电源r ds（on）及低的开关和同步开关使传导损耗最小化，其采用即时pwm架构，可实现快速瞬态回应。
45.本实用新型usb信号传输模块中的usb主接口和usb从接口均采用usb3.1接口实现数据交互，usb3.1是最新的usb规范，该规范由因特尔等公司发起。数据传输速度可提升至速度10gbps，与usb3.0技术相比，usb3.1技术使用一个更高效的数据编码系统，并提供一倍以上的有效数据吞吐率，它完全向下兼容有现有的usb集线器和电缆。usb3.1兼容有现有的usb3.0软件堆线和设备协议、5gbps的集线器与设备、usb2.0产品。
46.本实用新型有三种工作模式，分别为midi传输模式、usb传输模式以及midi与usb传输模式。midi传输模式用于midi口设备与usb口主机之间的数据交互，此时将usb从接口与usb口主机连接，然后将midi接收和发送模块的midi din接口与midi口设备连接，本实用新型中设有多个midi接收和发送模块，可以同时连接多个midi口设备，连接完成后，usb口主机能够通过usb从接口与主控模块数据交互，主控模块接收到usb口主机发送的数据后将相应的数据传输到midi扩展模块，然后midi扩展模块将数据分发到各个midi接收和发送模
块，从而将数据传输到midi口设备中，实现usb口主机向midi口设备的数据传输，同时midi口设备还能将数据传输给usb主机，其先通过midi din接口将数据传输到midi扩展模块，midi扩展模块将多个midi接收和发送模块的数据合并并发送到主控模块，主控模块接收到该数据后通过usb从接口将数据传输到usb口主机，从而实现midi口设备向usb主机的数据传输。
47.usb传输模式用于usb口从设备与usb口主机之间的数据传输，此时将usb主接口与usb口从设备连接，然后将usb从接口与usb口主机连接，usb主接口设置有多个，可对应连接多个usb口从设备，连接完成后，usb口主机能够通过usb从接口与主控模块数据交互，主控模块接收到usb口追发送的数据后将相应的数据传输到usb扩展模块，然后由usb扩展模块将数据分发到各个usb主接口，并与usb口从设备数据交互，实现usb口主机向usb口从设备的数据传输。同时该模式下usb口从设备还能通过usb主接口将数据传输到usb扩展模块，usb扩展模块将多个usb口从设备传输的数据合并并发送到主控模块，主控模块接收到该数据后通过usb从接口将数据传输到usb口主机，实现usb口从设备向usb口主机的数据传输。
48.midi与usb传输模式下，usb口主机能够同时实现与usb口从设备以及midi口设备的数据交互，其具体传输方式与usb传输模式以及midi传输模式类似，在此不再赘述。
49.从上述工作模式能够很明显看出，本实用新型能够兼容usb口从设备以及midi口设备与usb口主机的数据交互，具有三种工作模式，分别为midi传输模式、usb传输模式、midi与usb传输模式，相比于现有技术，本实用新型的通用性得到了大大提高。
50.本实用新型还提出了一种连接装置，所述连接装置采用上述带midi接口的usb集线器连接usb口主机与usb口从设备和/或midi口设备。
51.以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。