專利名稱：電腦與網絡連接的數(shù)據(jù)傳輸速率指示裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電腦與網絡連接的數(shù)據(jù)傳輸速率指示裝置，確切地說，涉及一種通過與計算機串口的數(shù)據(jù)通訊，能夠檢測該計算機與網絡的連接狀況，并通過指示燈LED或者真空熒光顯示屏VFD顯示其數(shù)據(jù)流量速率的裝置，屬于計算機外設接口技術領域。
背景技術：
現(xiàn)在，科技和互聯(lián)網的迅猛發(fā)展使得計算機日益滲透到當今社會的各行各業(yè)、乃至人們日常生活的許多領域，整個社會正在朝向信息化的目標高速發(fā)展。寬帶接入已經成為一個不可阻擋的潮流，時事新聞、電子商務、科技教育、音樂影視、醫(yī)療衛(wèi)生、文化娛樂、乃至IT、體育、旅游、游戲等等越來越廣泛的寬帶應用絢麗多姿地呈現(xiàn)在人們面前，越來越多的人把上網作為自己生活的一個不可或缺的重要內容。
電腦是人們與網絡進行交互而獲取各種信息的資源平臺，因此，人們希望能夠在電腦上直觀顯示其與網絡連接的數(shù)據(jù)傳輸速率，給用戶很好的交互感覺，讓用戶充分享受網上沖浪的樂趣。但是，現(xiàn)有的PC并沒有提供能夠顯示其與寬帶網絡交互狀況的相應器件。盡管在網卡和modem上設有小指示燈，但是其顯示效果非常有限僅僅標明其是否處于工作狀態(tài)和傳輸數(shù)據(jù)而已，不能直觀顯示數(shù)據(jù)傳輸速率的快慢，更不能讓用戶體驗網上沖浪的快感。因此，如何解決有關電腦與網絡連接的數(shù)據(jù)傳輸速率的直觀顯示問題已經引起計算機業(yè)內人士的關注。
實用新型內容有鑒于此，本實用新型的目的是提供一種電腦與網絡連接的數(shù)據(jù)傳輸速率指示裝置，該裝置通過獲取電腦是否上網及其數(shù)據(jù)傳輸速率的快慢變化信息，再采用發(fā)光二極管LED作為指示燈或真空熒光顯示屏VFD進行直觀顯示，使用戶能夠直接體驗和感受到在寬帶網上縱橫馳騁的快感，也為電腦產品的外觀造型增添新的亮點。
為了達到上述目的，本發(fā)明提供了一種電腦與網絡連接的數(shù)據(jù)傳輸速率指示裝置，其特征在于該裝置的控制電路是由單片微型計算機芯片及其外圍電路組成；所述外圍電路包括有該單片機的串行通信接口與電腦的串行口相連接的電平轉換電路，以獲取表征該電腦與網絡連接的傳輸速率數(shù)據(jù)包；以及該單片機的數(shù)據(jù)輸出端連接的顯示電路，以顯示該電腦是否上網及其數(shù)據(jù)傳輸速率的快慢變化。
所述單片機是8位機。
所述電平轉換電路是由一個NPN硅晶體管放大電路和一個PNP鍺晶體管放大電路組合構成。
所述電平轉換電路中的NPN硅晶體管放大電路的集電極同時連接單片機的接收端和通過一個電阻連接+5V電源，其發(fā)射極接地，其基極通過一個電阻連接電腦的發(fā)送端；PNP鍺晶體管放大電路的發(fā)射極連接+5V電源，其基極通過一個電阻連接單片機的發(fā)送端；其集電極同時連接電腦的接收端和通過一個電阻與正向二極管連接電腦的發(fā)送端，該二極管的正極通過一電容接地。
所述單片機數(shù)據(jù)輸出端連接的顯示電路中的顯示器件是三色發(fā)光二極管LED，或雙色發(fā)光二極管LED，或真空熒光顯示屏VFD。
所述單片機的輸出顯示電路是由其電源端和分為兩組的六個輸出管腳分別與兩個三色LED的8個管腳對應連接組成。
所述單片機的輸出顯示電路是由其電源端和分為兩組的四個輸出管腳分別與兩個雙色LED的6個管腳對應連接組成。
所述單片機的輸出顯示電路是由與單片機連接的真空熒光顯示屏VFD的顯示控制電路和真空熒光顯示屏VFD組成。
所述真空熒光顯示屏VFD的顯示控制電路的型號為NEC16311，其與單片機的連接信號有4個數(shù)據(jù)輸入、數(shù)據(jù)輸出、時鐘和片選。
在計算機領域里，采用各種不同顏色和功能的指示燈來增強計算機的整機工作效果的產品越來越多，尤其是在家用電腦上更為顯著。一些特殊效果的指示燈能夠進一步增強電腦的品質，提高用戶對電腦產品的外觀造型乃至整機質量的認可。本實用新型是在盡量控制成本的前提下，遵循上述設計原則采用三色或雙色LED作為指示燈以及真空熒光顯示屏VFD來體現(xiàn)電腦是否上網及其網速的快慢變化狀態(tài)。該裝置的控制電路結構簡單，只有單片機及個別器件組成的極少量外圍電路，生產調試容易、工作穩(wěn)定可靠、成本相當?shù)土坏?，顯示效果直觀、醒目，能夠增加用戶上網沖浪的直觀體驗，增強電腦的人機交互性，也是電腦產品外觀造型的新的亮點，具有很好的推廣應用前景。


圖1是本實用新型中的電腦端與單片機端的控制軟件流程方框圖。
圖2是本實用新型電腦端與單片機端的硬件組成結構方框圖。
圖3是本實用新型的一單片機控制電路實施例的電原理圖。
圖4是圖3單片機控制電路中的其與電腦的串口通信電平轉換電路原理圖。
圖5是圖3單片機控制電路中顯示電路連接的三色燈管腳電原理圖圖6是本實用新型的另一單片機控制電路實施例中的輸出電路方框圖。
圖7是圖6輸出電路方框圖中一種VFD顯示控制芯片的管腳連接示意圖。
圖8是圖6輸出電路方框圖中VFD顯示器件的顯示效果示意圖。
具體實施方式
為使本實用新型的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步的詳細描述。
本實用新型是一種電腦與網絡連接的數(shù)據(jù)傳輸速率指示裝置，該裝置是檢測電腦與網絡的連接狀況，并通過燈效或VFD等進行顯示的設備。該設備需要軟硬件的配合工作才能實現(xiàn)其功能。
參見圖1和圖2分別介紹本實用新型的控制軟件的流程圖及其相關硬件之間的結構組成方框圖。首先在電腦(即PC機)上運行一個服務程序，該程序監(jiān)測該PC機與網絡之間是否處于連接/斷開狀態(tài)，并在處于連接狀態(tài)的情況下，計算當前的網絡數(shù)據(jù)的傳輸速度(平均速度)由該程序獲取當前一段時間內的網絡數(shù)據(jù)流量除以該段時間值而得到的平均值。獲取網絡連接速率后，該程序按照串行通訊協(xié)議將速率數(shù)據(jù)值打包，通過PC機的串口傳送給本實用新型中的單片機控制電路，該單片機中的應用程序則將收到的數(shù)據(jù)按照規(guī)定的格式進行解包分析，得到網絡數(shù)據(jù)的傳輸速率值，然后按照不同的速率值，單片機向顯示電路發(fā)出相應的不同控制信號而產生不同的顯示燈效，完成網絡傳輸速率的直觀顯示。因此，本實用新型的控制電路是由單片微型計算機芯片及其外圍電路組成；其中外圍電路包括有該單片機的串行通信接口與電腦的串行口相連接的電平轉換電路，以獲取表征該電腦與網絡連接的傳輸速率數(shù)據(jù)包；以及該單片機的數(shù)據(jù)輸出端連接的顯示電路，以顯示該電腦是否上網及其數(shù)據(jù)傳輸速率的快慢變化。
參見圖3，介紹本實用新型的控制電路本實用新型的單片機從PC機得到網絡連接速率數(shù)據(jù)后，通過其應用程序解析該數(shù)據(jù)，將表示相應數(shù)據(jù)速率的不同控制信號從其輸出端發(fā)給顯示電路，控制多色LED的顯示顏色及其不同顏色的逐漸變化過程來顯示網絡連接速率。本實用新型的控制電路有兩種不同的實施例，其區(qū)別點只是在顯示電路不同的顯示器件及其顯示方式。圖3是采用多色燈進行顯示的第一種實施例圖中U4為8位單片微型計算機，完成與PC電腦的通訊和控制多色LED顯示的功能，P3.0、P3.1分別為其RXD、TXD信號，用于完成與電腦串口的通訊。P2.0～P2.5六個管腳輸出控制信號，用于控制兩個三色LED的不同顏色和亮度的明暗變化，以體現(xiàn)網絡連接狀況。
參見圖4，由于單片機的TTL通訊電平與電腦串口的RS232雙極性通訊電平完全相反TTL的5V為高電平“1’，0V為低電平“0”。而RS232的雙極性電平中高電平“1”是0到-12V，低電平“0”是3到+12V。因此，單片機必須進行電平轉換才能完成與電腦串口的數(shù)據(jù)通信。圖4為單片機與主機串口通訊的電平轉換電路，通過一個二極管和兩個三極管以及少量的電阻、電容，實現(xiàn)了TTL電平與RS232雙極性電平的轉換，從而完成單片機與PC電腦的串口通訊。
通訊接口電平轉換電路的工作原理如下當PC_TXD端為高電平“1”時，三極管D1被導通，單片機RS_RXD端被拉低為低電平“0”；PC_TXD端為低電平“0”時，三極管D1被截止，單片機RS_RXD端被拉高為高電平“1”，實現(xiàn)了電平轉換；當RS_TXD端為低電平“0”時，三極管D2被導通，PC_RXD端被拉高為高電平“1”；RS_TXD端為高電平“1”時，三極管D2被截止，由于PC不發(fā)送數(shù)據(jù)時保持在-12V，所以PC_RXD端電壓為-6到-12V，實現(xiàn)了電平轉換，因此可以完成單片機與電腦串口之間的數(shù)據(jù)傳輸。
參見圖5，介紹顯示電路中的兩個三色LED指示燈的工作原理。其四個引腳分別為供電VCC、控制紅色燈效的LED1_R、控制藍色燈效的LED1_B和控制綠色燈效的LED1_G。利用單片機產生的脈寬調制信號，可使三色LED產生不同顏色的燈光和不同的閃爍效果，從而反映計算機網絡連接狀況閃爍頻率急促，網絡連接狀況為良好；閃爍頻率緩慢，網絡連接狀況不好。本實用新型是利用程序調制該三色LED的不同管腳的電平信號的脈沖寬度，來使該三色LED按照不同的方式變換顏色和亮度。本實用新型定義為網絡連接速率較低時，三色燈處于冷色(即綠色+藍色)的低速漸變明暗的呼吸型狀態(tài)，隨著速率的提高，三色燈的顏色逐漸變暖，即向(紅色+藍色)轉換，其漸變明暗的呼吸型頻率也逐漸加快，由此體現(xiàn)網絡連接速率的不同。
顯示電路的多色指示燈也可以采用雙色LED，以降低成本，同樣有很好的顯示效果。雙色LED指示燈的控制管腳分別為供電VCC、控制紅色燈效的LED1_R和控制綠色燈效的LED1_G。其輸出控制電路與上述三色LED的類似，只需要單片機的電源端和分為兩組的四個輸出管腳分別與這兩個雙色LED的6個管腳對應連接。當網絡連接速率較低時，雙色LED處于綠色的低速漸變明暗呼吸型狀態(tài)，隨著速率的提高，雙色LED顏色逐漸變紅，其漸變明暗的呼吸型頻率也逐漸加快，由此直觀體現(xiàn)網絡連接速率的不同。根據(jù)網絡數(shù)據(jù)的傳輸速度，單片機控制雙色LED的顏色和呼吸周期與網絡連接狀態(tài)相對應的一實施例數(shù)據(jù)為傳輸速度為20Kbps以下綠色，亮度25％，緩慢呼吸4秒/周期；
傳輸速度為20-40Kbps紅色，亮度50％，中速呼吸2.5秒/周期；傳輸速度為40Kbps以上紅色，亮度100％，快速呼吸1.5秒/周期。
參見圖6～圖8，介紹本實用新型采用真空熒光顯示屏VFD進行顯示的第二種實施例，該實施例的硬件和電腦部分的控制軟件與實施例1基本相同，所不同的是單片機后的顯示控制電路是由與單片機連接的真空熒光顯示屏VFD的顯示控制電路芯片和真空熒光顯示屏VFD組成。圖中VFD的顯示控制電路芯片型號為NEC16311，其與單片機的連接信號有4個數(shù)據(jù)輸入D_IN、數(shù)據(jù)輸出D_OUT、時鐘CLK和片選IC。通過這四個信號，單片機可以控制VFD顯示控制芯片NEC16311對VFD的顯示進行相應的控制。
VFD的顯示效果如圖8所示，網絡連接速率越高，向左右兩側發(fā)散狀的豎直條狀亮塊就越多；如果電腦沒有連接網絡，就只顯示位于中間的“i”字符。
權利要求1.一種電腦與網絡連接的數(shù)據(jù)傳輸速率指示裝置，其特征在于該裝置的控制電路是由單片微型計算機芯片及其外圍電路組成；所述外圍電路包括有該單片機的串行通信接口與電腦的串行口相連接的電平轉換電路，以獲取表征該電腦與網絡連接的傳輸速率數(shù)據(jù)包；以及該單片機的數(shù)據(jù)輸出端連接的顯示電路，以顯示該電腦是否上網及其數(shù)據(jù)傳輸速率的快慢變化。
2.根據(jù)權利要求1所述的電腦與網絡連接的數(shù)據(jù)傳輸速率指示裝置，其特征在于所述單片機是8位機。
3.根據(jù)權利要求1所述的電腦與網絡連接的數(shù)據(jù)傳輸速率指示裝置，其特征在于所述電平轉換電路是由一個NPN硅晶體管放大電路和一個PNP鍺晶體管放大電路組合構成。
4.根據(jù)權利要求3所述的電腦與網絡連接的數(shù)據(jù)傳輸速率指示裝置，其特征在于所述電平轉換電路中的NPN硅晶體管放大電路的集電極同時連接單片機的接收端和通過一個電阻連接+5V電源，其發(fā)射極接地，其基極通過一個電阻連接電腦的發(fā)送端；PNP鍺晶體管放大電路的發(fā)射極連接+5V電源，其基極通過一個電阻連接單片機的發(fā)送端；其集電極同時連接電腦的接收端和通過一個電阻與正向二極管連接電腦的發(fā)送端，該二極管的正極通過一電容接地。
5.根據(jù)權利要求1所述的電腦與網絡連接的數(shù)據(jù)傳輸速率指示裝置，其特征在于所述單片機數(shù)據(jù)輸出端連接的顯示電路中的顯示器件是三色發(fā)光二極管LED，或雙色發(fā)光二極管LED，或真空熒光顯示屏VFD。
6.根據(jù)權利要求1或5所述的電腦與網絡連接的數(shù)據(jù)傳輸速率指示裝置，其特征在于所述單片機的輸出顯示電路是由其電源端和分為兩組的六個輸出管腳分別與兩個三色LED的8個管腳對應連接組成。
7.根據(jù)權利要求1或5所述的電腦與網絡連接的數(shù)據(jù)傳輸速率指示裝置，其特征在于所述單片機的輸出顯示電路是由其電源端和分為兩組的四個輸出管腳分別與兩個雙色LED的6個管腳對應連接組成。
8.根據(jù)權利要求1或5所述的電腦與網絡連接的數(shù)據(jù)傳輸速率指示裝置，其特征在于所述單片機的輸出顯示電路是由與單片機連接的真空熒光顯示屏VFD的顯示控制電路和真空熒光顯示屏VFD組成。
9.根據(jù)權利要求8所述的電腦與網絡連接的數(shù)據(jù)傳輸速率指示裝置，其特征在于所述真空熒光顯示屏VFD的顯示控制電路的型號為NEC16311，其與單片機的連接信號有4個數(shù)據(jù)輸入、數(shù)據(jù)輸出、時鐘和片選。
專利摘要一種電腦與網絡連接的數(shù)據(jù)傳輸速率指示裝置，該裝置的控制電路是由單片微型計算機芯片及其外圍電路組成；該外圍電路包括有該單片機的串行通信接口與電腦的串行口相連接的電平轉換電路，以獲取表征該電腦與網絡連接的傳輸速率數(shù)據(jù)包；以及該單片機的數(shù)據(jù)輸出端連接的顯示電路，以顯示該電腦是否上網及其數(shù)據(jù)傳輸速率的快慢變化。其中單片機的輸出顯示電路中的顯示器件是多色(三色或雙色)發(fā)光二極管LED，也可以是真空熒光顯示屏VFD。該裝置通過獲取電腦是否處于上網及其數(shù)據(jù)傳輸速率的快慢變化信息，再采用多色LED作為指示燈或VFD進行直觀顯示，使用戶直接體驗和感受到在寬帶網上縱橫馳騁的快感，也為電腦產品的外觀造型增添新的亮點。
文檔編號G06F11/32GK2745121SQ200420118029
公開日2005年12月7日 申請日期2004年10月25日 優(yōu)先權日2004年10月25日
發(fā)明者王磊 申請人:聯(lián)想(北京)有限公司