CN103702249B - 一种耳机接口装置及基于所述耳机接口装置的控制方法 - Google Patents

Abstract

一种耳机接口装置及其控制方法，特别涉及便携式设备技术领域，耳机接口装置包括：耳机接口模块，用于当与主设备连接时获取信号；电源信号分离模块，用于将获取的信号进行分离，得到电压供电信号和数字信号；所述逻辑控制模块，包括MCU微控制器，用来将从调制解调器获取的数字信号解析为指令控制信号,对外部设备进行控制。主设备通过耳机接口模块用外部设备连接，并发送信号到耳机接口模块，耳机接口将接收到的信号输入到电源信号分离模块，电源信号分离模块将信号转换成为电信号与数字信号，其***号经过变压提供各器件电源，数字信号发送到逻辑控制模块，逻辑控制模块将数字信号解析问指令对外部设备进行控制。

Description

一种耳机接口装置及基于所述耳机接口装置的控制方法

技术领域

本发明涉及便携式设备技术领域，尤其涉及一种耳机接口装置及基于所述耳机接口装置的控制方法。

背景技术

目前，用户对未来的便携式设备的要求就是希望能享受更多的功能，包括游戏、音频、视频，更近一步地，希望便携式设备能够连接更多的外设等实现其他功能，并希望这些功能能够集成在一起。

但是，由于便携式设备体积与便携性问题，使得便携式设备的接口数量和种类有限。而便携式设备连接外部设备的方式一般有两种：

其一是通过无线的形式，例如wifi、蓝牙、红外线，但是无线方式的连接模块中都需要几个不同的电压轨，除了某些类型的电池，这些模块可能还有多个输入电源。这些电压轨的电路结构比较复杂，一般需要包括主***总线、微处理器或者DSP内核电压以及射频电源从而使得整个电路控制变得复杂，进一步便携式设备的电池续航时间变短。

其二是通过有线的形式，例如USB接口等，在使用USB作为接口时，将便携式设备作为主机，但在外部设备的电路设计中在基础USB外设上添加电路，从而增加了外部器件的电路复杂度，而且由于各个制造商的USB接口规格不一样，导致不同的便携式设备需要专门的USB接口线。

发明内容

为了解决便携式设备对外部设备进行连接的问题，本发明提出一种能够复用现有接口的连接外部设备的方案，即提供一种耳机接口装置及基于所述耳机接口装置的控制方法。

为了实现以上发明目的，本发明实施例提供的一种耳机接口装置是通过以下的技术方案实现的：

一种耳机接口装置，所述耳机接口装置包括：

耳机接口模块，用于当与主设备连接时获取信号；

电源信号分离模块，用于将获取的信号进行分离，得到电压供电信号和数字信号；

逻辑控制模块，包括MCU微控制器，用来将从调制解调器获取的数字信号解析为指令控制信号,对外部设备进行控制。

进一步地，所述耳机接口模块具体包括：

所述耳机接口装置包括：耳机声道线Line，耳机Mic线，地线接口，通过Line从主设备接收信号，通过Mic发送信号。

进一步地，所述电源信号分离模块具体包括：

AC-DC转换器，用来将耳机接口模块接收到的交流变频的信号进行整流稳压滤波得到直流电信号，并输出至DC-DC转换器；

DC-DC转换器，用来将输入的直流电信号转换成电压信号，并输出至带通滤波器、调制解调器、MCU及外部设备供电；

带通滤波器，用来将耳机接口模块接收到的交流变频的信号进行分离，得到载波信号，输出至调制解调器；

调制解调器，用来将模拟的载波信号转换为数字信号，输出至逻辑控制模块。

进一步地，所述耳机接口装置与外部设备集成在同一***中，通过SPI或I2C通道进行通信；或所述耳机接口装置与外部设备分别独立，通过串行接口进行通信。

为了实现前述发明目的，本发明实施例还提供了一种基于耳机接口装置的控制方法，所述方法通过以下技术方案实现的：

一种基于耳机接口装置的控制方法，所述方法包括：

握手连接：通过耳机接口装置，建立主设备与外部设备的连接，并当与主设备连接时获取信号，并分离出电源信号，并进行连接回应和接收连接确认信号；

控制交互：外部设备等待后续信号并分离出指令控制信号，通过所述指令控制信号，通过所述耳机接口装置与主设备进行数据交互。

进一步地，所述握手连接包括：

供电转换：将耳机接口装置获取的音频信号通过AC-DC，DC-DC转换得到可用于传感器的电源信号；

初始回应：通过耳机接口装置向Mic端口输出一个回应信号；

主设备Mic监听所述回应信号：当主设备检测到耳机孔***设备后，进行功率音频输出，同时通过Mic监听所述回应信号；如果主设备可以收到外部设备发出的回应信号，则主设备通过Line输出一个连接确认信号；

耳机接口装置的声道线Line监听应答：当外部设备通过Mic输出初始回应信号后即进入Line监听模式，如果在预定时间内收到主设备的连接确认信号，并继续监听Line，等待控制指令。

进一步地，所述控制交互包括：

发送指令：主设备发送指令控制信号，通过耳机声道线Line发送到外部设备，并监听耳机Mic线，等待外部设备数据回传；

接收指令：耳机接口装置在建立连接后开始监听耳机声道线Line，并接收信号后，进行信号分离，得到控制信号，发送至外部设备；

处理指令：外部设备得到指令控制信号后，执行相应的操作；

发送结果：外部设备执行所述指令控制信号后的结果数据，通过耳机接口装置发送至调制解调器，调制成耳机Mic线信号，从耳机Mic线向主设备端输出；

接收结果：主设备端通过耳机Mic线读取到信号后，解析为数字信号进行处理。本发明实施例通过上述耳机接口装置和通过所述耳机接口装置进行控制的方法，扩展了耳机接口的应用功能，使其能够进行数据传输和控制命令传输，实现了耳机接口的复用，同时，所述耳机接口装置可连接多种外部设备，提高了具有耳机接口的主设备连接多种外设的能力，从而为用户提高了多种应用功能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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，明显，下面所描述中的附图是本发明的一些现有技术，，对于本领域的普通技术员工来讲，在不付出任何创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本发明实施例耳机接口装置结构图；

图2为本发明实施例耳机接口装置原理示意图；

图3为本发明实施例主设备信号处理流程图；

图4为本发明实施例外部设备的信号处理流程图。

具体实施方式

为了使本发明实施例的目的，技术方案和优点更加清楚，下面将通过本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚地、完整的描述，显然，所描述实施例是本发明实施例的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

如图1所示，为本发明实施例一种耳机接口装置，所述耳机接口装置包括：

耳机接口模块，用于当与主设备连接时获取信号；

所述耳机接口装置包括：耳机声道线Line，耳机Mic线，地线接口；耳机接口装置在与主设备进行信号传输的过程中，主设备通过Line发送信号，通过Mic接收信号；耳机接口装置通过Line接收信号，通过Mic发送信号。反向不成立。

电源信号分离模块，用于将获取的信号进行分离，得到电压供电信号和数字信号；

如图2所示，进一步地，所述电源分离模块具体包括：

AC-DC转换器，用来将耳机接口模块接收到的交流变频的信号进行整流稳压滤波得到直流电信号，并输出至DC-DC转换器；

DC-DC转换器，用来将输入的直流电信号转换成电压信号，并输出至带通滤波器、调制解调器、MCU及外部设备供电；

带通滤波器，用来将耳机接口模块接收到的交流变频的信号进行分离，得到载波信号，输出至调制解调器；

调制解调器，用来将模拟的载波信号转换为数字信号，输出至逻辑控制模块。

所述逻辑控制模块，包括MCU微控制器，用来将从调制解调器获取的数字信号解析为指令控制信号,对外部设备进行控制。具体的实施情况下，若所述外部设备为传感器设备sensor，则所述MCU通过i2c控制sensor，完成一系列的功能；同时，也将从sensor得到的反馈通过相应协议打包，通过调制解调模块调制并由Mic输出。sensor是抽象的传感器集合，可以是温度传感器，湿度传感器，地磁传感器，或者红外传感器。

为了实现本发明的发明目的，本发明实施例还提供了一种基于耳机接口装置的控制方法，所述方法包括：

所述外部设备和主设备进行交互时，主要包含以下几个过程，即握手连接、控制交互、断开。

握手连接包括：供电转换，MCU初始回应，主设备Mic监听初始回应，外部设备Line监听连接确认，结合图3和图4，分别说明如下：

供电转换：将耳机接口装置声道线Line获取的音频信号通过AC-DC，DC-DC转换得到可用于传感器的供电电源信号；

MCU初始回应：供电就绪后，MCU开始执行预设的程序。通过调制解调器向Mic端口输出一个回应信号；

主设备Mic监听所述回应信号：当主设备检测到耳机孔***设备后，进行功率音频输出，同时通过Mic监听所述回应信号。如果主设备可以收到外部设备发出的回应信号，则主设备通过Line输出一个连接确认信号。

耳机接口装置的声道线Line监听应答：当外部设备通过Mic输出初始回应信号后即进入Line监听模式，如果在5秒内收到主设备的连接确认信号，则整个初始化完成，并继续监听Line，等待控制指令。如果没有收到连接确认信号，则整个器件停止工作。

控制交互包括：发送指令，接收指令，处理指令，发送结果，接收结果，结合图3，图4进行说明如下：

发送指令：主设备发送控制信号，通过耳机声道线Line发送到外部设备。发送完控制信号后监听耳机Mic线，等待外部设备数据回传；

接收指令：接口装置在建立连接后开始监听耳机声道线Line，所接收到的信号通过带通滤波器进行信号分离，得到控制信号，发送至外部设备；

处理指令：外部设备得到指令控制信号后，执行相应的操作。

发送结果：外部设备执行指令控制信号后的结果，通过MCU发送至调制解调器，并调制为耳机Mic线信号，从耳机Mic线向主设备端输出；

接收结果：主设备端通过耳机Mic线读取到信号后，解析为数字信号进行处理，将处理结果显示到主设备屏幕上。

断开：直接将外部设备和主设备分离，即可完成断开操作。此时，主设备通过硬件检测可得知外部设备断开，从而终止功率输出。同时外部设备失去电力源，从而停止工作。

在具体的实施方式下，所述外部设备可以是传感器，也可以是单片机，以及其他的外部设备；所述主设备可以是带耳机插孔的任意设备。因此，这里可以假设外部设备为温度传感器，主设备为智能手机，所述温度传感器包含耳机接口装置，即温度传感器与耳机接口装置集成于同一***中，通过SPI或I2C通道进行通信，下面具体说明本发明的控制方法。

结合附图2、3、4，对其具体实施步骤说明如下：

S101.通过耳机接口装置，连接智能手机和温度传感器，同时温度传感器通过耳机接口装置，从智能手机获取电源，启动温度传感器；

S102.当温度传感器接入到智能手机时，智能手机通过耳机接口发送一个检测信号，到耳机接口装置，同时启动耳机Mic线进行监听；

S103.耳机接口装置将接收到的检测信号，通过带通滤波器分离出载波信号，发送至调制解调器；

S104.调制解调器将接收到的载波信号，调制成为数字信号，并发送至微控制器；

S105.微控制器接收到数字信号后，发送一个回复信号到调制解调器；

S106.调制解调器将数字信号调制音频信息，并通过耳机Mic线输出到智能手机；

S107.智能手机接收到音频信息后，进行解析后，与温度传感器建立连接；

S108.智能手机和温度传感器建立连接后， 智能手机通过耳机声道线Line发送控制信号，到耳机接口装置，同时启动耳机Mic线进行监听；

上述控制信号可以是开始测温，读取温度等控制信号。

S109.耳机接口装置接收到该控制信号，通过带通滤波器进行有效载波信号，并输送到调制解调器；

S110.调制解调器接收到载波信号后，将载波信号转换成数字信号，并输送到微控制器；

S111.微控制器接收到数字信号后，根据协议将数字信号解析为控制指令，通过i2c输送到温度传感器，执行控制指令操作；

S112.温度传感器执行的结果输送到微控制器，转换成为数字信号并发送到调制解调器；

S113.调制解调器接收到数字信号，将数字信号调制成为音频信号通过耳机Mic线输送到智能手机；

S114.智能手机接收的音频信号，进行解析后，显示结果；

S115.如果需要断开操作，只需直接将智能手机与温度传感器断开连接。

另外，具体的实施情况下，所述耳机接口装置可以是一个独立的转接模块，包含一外设接口，通过所述外设接口与外部设备相连，所述外设接口可以是USB接口、SD接口或其他串行、并行数据接口，本领域一般技术人员可以知道，任何可以进行数据传输的设备接口，都可以作为本发明耳机接口装置连接外部设备的外设接口。

本发明实施例通过上述耳机接口装置和通过所述耳机接口装置进行控制的方法，扩展了耳机接口的应用功能，使其能够进行数据传输和控制命令传输，实现了耳机接口的复用，同时，所述耳机接口装置可连接多种外部设备，提高了具有耳机接口的主设备连接多种外设的能力，从而为用户提高了多种应用功能。

本领域技术人员应该认识到，上述的具体实施方式只是示例性的，是为了使本领域技术人员能够更好的理解本专利内容，不应理解为是对本专利保护范围的限制，只要是根据本专利所揭示精神所作的任何等同变更或修饰，均落入本专利保护范围。

Claims (7)

1.一种耳机接口装置，所述耳机接口装置是一转接模块，能连接多种外部设备，所述外部设备是传感器或单片机，其特征在于，所述耳机接口装置包括：

耳机接口模块，用于当与主设备连接时获取信号；

电源信号分离模块，用于将获取的信号进行分离，得到电压供电信号和数字信号；

逻辑控制模块，包括MCU微控制器，用来将从调制解调器获取的数字信号解析为指令控制信号,对外部设备进行控制。

2.根据权利要求1所述的耳机接口装置，其特征在于，所述耳机接口模块具体包括：

所述耳机接口装置包括：耳机声道线Line，耳机Mic线，地线接口，通过Line从主设备接收信号，通过Mic发送信号。

3.根据权利要求1所述的耳机接口装置，其特征在于，所述电源信号分离模块具体包括：

AC-DC转换器，用来将耳机接口模块接收到的交流变频的信号进行整流稳压滤波得到直流电信号，并输出至DC-DC转换器；

DC-DC转换器，用来将输入的直流电信号转换成电压信号，并输出至带通滤波器、调制解调器、MCU及外部设备供电；

带通滤波器，用来将耳机接口模块接收到的交流变频的信号进行分离，得到载波信号，输出至调制解调器；

调制解调器，用来将模拟的载波信号转换为数字信号，输出至逻辑控制模块。

4.根据权利要求1至3任意一项的耳机接口装置，其特征在于，所述耳机接口装置与外部设备集成在同一***中，通过SPI或I2C通道进行通信；或所述耳机接口装置与外部设备分别独立，通过串行接口进行通信。

5.一种基于耳机接口装置的控制方法，其特征在于，所述方法包括：

握手连接，通过耳机接口装置，建立主设备与多种外部设备的连接，所述外部设备是传感器或单片机，并当与主设备连接时获取信号，并分离出电源信号，并进行连接回应和接收连接确认信号；

控制交互，外部设备等待后续信号并分离出指令控制信号，通过所述指令控制信号，通过所述耳机接口装置与主设备进行数据交互。

6.根据权利要求5所述一种基于耳机接口装置的控制方法，其特征在于，所述握手连接包括：

供电转换：将耳机接口装置获取的音频信号通过AC-DC，DC-DC转换得到可用于传感器的电源信号；

初始回应：通过耳机接口装置向Mic端口输出一个回应信号；

主设备Mic监听所述回应信号：当主设备检测到耳机孔***设备后，进行功率音频输出，同时通过Mic监听所述回应信号；如果主设备可以收到外部设备发出的回应信号，则主设备通过Line输出一个连接确认信号；

耳机接口装置的声道线Line监听应答：当外部设备通过Mic输出初始回应信号后即进入Line监听模式，如果在预定时间内收到主设备的连接确认信号，并继续监听Line，等待控制指令。

7.根据权利要求5所述一种基于耳机接口装置的控制方法，其特征在于，所述控制交互包括：

发送指令：主设备发送指令控制信号，通过耳机声道线Line发送到外部设备，并监听耳机Mic线，等待外部设备数据回传；

接收指令：耳机接口装置在建立连接后开始监听耳机声道线Line，并接收信号后，进行信号分离，得到控制信号，发送至外部设备；

处理指令：外部设备得到指令控制信号后，执行相应的操作；

发送结果：外部设备执行所述指令控制信号后的结果数据，通过耳机接口装置发送至调制解调器，调制成耳机Mic线信号，从耳机Mic线向主设备端输出；

接收结果：主设备端通过耳机Mic线读取到信号后，解析为数字信号进行处理。