[实用新型]一种多任务输入输出接口

说明书

本实用新型公开了一种多任务输入输出接口，属于接口技术领域，包括接口控制板以及基于I²C总线通信协议与所述接口控制板连接的若干个扩展接口板；所述接口控制板通过串口协议与主控计算机连接；所述扩展接口板通过串口协议与I/O外设连接；所述接口控制板和所述扩展接口板均由电源模块供电。通过接口控制板作为主控计算机和诸多I/O的中间环节，在接口控制板通过I²C总线连接若干个扩展接口板，从而通过扩展接口板完成主控计算机与外设的所有通信，这样既提高了接口的数量，实现了多通道、多类型信号的同步采集和控制功能，也节约所需的接口成本。

技术领域

本实用新型属于接口技术领域，特别涉及一种多任务输入输出接口。

背景技术

接口技术是一种计算机主控软件对计算机各种外部设备的实时交互技术。功能是负责实现CPU通过系统总线把I/O电路和外围设备联系在一起。具体是设置数据的寄存、缓冲逻辑，以适应CPU与外设之间的速度差异，接口通常由一些寄存器或RAM芯片组成，如果芯片足够大还可以实现批量数据的传输；能够进行信息格式的转换，例如串行和并行的转换；能够协调CPU和外设两者在信息的类型和电平的差异，如电平转换驱动器、数/模或模/数转换器等；协调时序差异；地址译码和设备选择功能；设置中断和DMA控制逻辑，以保证在中断和DMA允许的情况下产生中断和DMA请求信号，并在接受到中断和DMA应答之后完成中断处理和DMA传输。按照电路和设备的复杂程度，I/O接口的硬件主要分为两大类：(1)I/O接口芯片；(2)I/O接口控制卡。CPU通过接口对外设进行控制的方式有以下几种：(1)程序查询方式；(2)中断处理方式；(3)DMA(直接存储器存取)传送方式。

在模拟训练系统中一般都需要用到接口技术来使主控计算机软件对各控制台上输入/输出接口的实时交互，由于模拟训练系统中的各控制台上控制按键、开关、手轮、显示信息、信号指示灯繁多，输入/输出信号类型多种多样，传统的接口技术无法满足较多外设端口的接入，只能通过增加接口控制板数量的方式来实现多外设通信，不仅提高了使用成本，还增加了安装布线的难度，接口控制板数量较多也会影响接口通信的可靠性。

实用新型内容

本实用新型的目的就在于为了解决上述接口技术在面对多外设和信号类型复杂的情况下不方便扩展接口数量的问题提出一种多任务输入输出接口，具有方便扩展接口数量，实现实时多任务信号输入输出的优点。

本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的，一种多任务输入输出接口，包括接口控制板以及基于I²C总线通信协议与所述接口控制板连接的若干个扩展接口板；

所述接口控制板通过串口协议与主控计算机连接；

所述扩展接口板通过串口协议与I/O外设连接；

所述接口控制板和所述扩展接口板均由电源模块供电。

优选的，所述串口协议为USB2.0通信协议。

优选的，所述接口控制板还连接有复位电路。

优选的，所述电源模块用于向接口控制板输出5V或12V的电压，电源模块与扩展接口板之间还连接有低压差线性稳压器，通过低压差线性稳压器向扩展接口板输出3.3V和2.3V的电压。

优选的，所述扩展接口板包括CPLD主控芯片以及外围的光电耦合电路和电平转换驱动电路，其中光电耦合电路用于接收I/0外设的输入信号，电平转换驱动电路用于输出对I/0外设的控制信号。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、通过接口控制板作为主控计算机和诸多I/O的中间环节，在接口控制板通过I²C总线连接若干个扩展接口板，从而通过扩展接口板完成主控计算机与外设的所有通信，这样提高了接口的数量，实现了多通道、多类型信号的同步采集和控制功能，也节约所需的接口成本。