利用手机耳机左右声道经信号差分实现的串口通信方法
【专利摘要】本发明涉及一种利用手机耳机左右声道经信号差分输出数字方波信号后实现的串口通信方法。如摘要附图中所示，本发明的方法是外围设备通过标准耳机接口与手机连接，耳机接口的左声道和右声道经过差分电路构成数据输出通路。手机输出的音频信号是按照串口协议的左右声道有音量差的模拟波形对，经过差分电路形成数字方波信号。本发明的优点是实现成本低，外围设备需要具备串口通信接口。对手机硬件没有特别要求，相较于只用单声道输出不同频率正/余弦波实现通信的方案，本方案可达到更高的手机到外围电路通信速率(手机可提供的音频输出频率上限)，同时可以避免手机音频拖尾输出噪声对串口传输产生的影响。
【专利说明】利用手机耳机左右声道经信号差分实现的串口通信方法 所属【技术领域】
[0001] 本发明涉及通过利用手机耳机左右声道经差分电路实现的手机到外围设备单向 串口通信方法，使手机可以向外围设备传输数据。
【背景技术】
[0002] 手机作为人们日常通信工具已经非常普及，基于手机开发的应用程序及其外围设 备也越来越多。各种手机的接口形式不统一、不兼容，因此外围设备与手机的接口也很难统 一，必须要开发对不同手机接口类型的外围设备。这造成了外围设备开发的复杂和成本大 幅增加，限制了手机应用的推广。
[0003] 现存的利用手机耳机单个声道经频率调制与外围设备通信的方法通信速度要远 低于手机可提供的音频输出频率。
[0004] 相当部分手机会输出拖尾音频信号，只用一个声道经频率调制输出串口信号时会 出现尾部噪声，使得通信质量受到影响。
【发明内容】
[0005] 本发明提出的一种利用手机耳机左右声道经差分电路实现的单向串口通信方法， 为手机到外围设备提供一个通用数据传输方式。如附图1所示，本发明的方法是外围设备 通过标准耳机接口与手机连接，因为绝大多数型号手机的耳机插孔已经标准化且普遍存 在，所以本发明方法具有广泛的适用性。
[0006] 手机到外围设备的单向串口通信，实现方法包括如下：
[0007] 1，利用手机的左声道和右声道接入差分电路作为数据输出的下行通路。
[0008] 2,因手机只能输出音频信号，需要把按照串口协议规定的信号波形，保持左右声 道有一定音量差的情况下将二进制比特位制作成左右双声道的音频数据同时播放输出到 差分电路的两个输入端（传输二进制1时保持左声道音量高于右声道，传输二进制〇时保 持左声道音量低于右声道）。以传输串口二进制数据0000011001为例，其要求的左右声道 的音量时序见附图2,且高音量输出时实际音量为高音量±5%跳动以推动手机硬件电路 输出波形，低音量输出时实际音量为低音量±5 %波动以推动手机硬件电路输出波形。
[0009] 3,差分电路的输出端产生符合串口通信协议的方波波形信号直接接入外围设备 的串口接收端。以传输串口二进制数据0000011001为例，其输出的方波波形见附图3。 [0010] 4,上述实现方法的优点是实现成本低，外围设备的设计上需要具备串口通信支 持，相对于只用单声道实现的串口通信方案，可达到更高的手机到外围设备通信速率（手 机音频播放频率的上限），且对有拖尾信号输出的手机经左右声道的差分后可以虑除拖尾 (部分音频电路质量不高的手机在输出一段音频后会在音频播放结束时仍然输出一定的多 余信号，此信号因音频输出电路的电容充放电不完全产生，这个特性会降低只用一个声道 与外围设备进行串口通信的通信质量）。
[0011] 5,上述实现方法的优点是适用性好，绝大多数现存手机包括智能手机和非智能手 机的耳机接口是标准化和统一的，本方法具有更广泛的适用性。
【专利附图】
【附图说明】 下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0012] 图1是支持本发明方法的示意图
[0013] 如附图1所示，外围设备和手机耳机接口之间的信号连接包括耳机接口的左声道 右声道，手机和外围设备需要共地。
[0014] 如附图1所不，手机左声道与差分电路的正向输入相连，手机的右声道与差分电 路的负向输入相连。
[0015] 如附图1所示，差分电路的输出端与外围电路的串口输入端相连。
[0016] 图2是手机在调制二进制信号0000011001时输出的左右声道音量时序图，当声道 输出高音量或者低音量时，此音量不是一个不变的绝对数值，而是在给定的绝对±5%波动 的音量变化序列，可以推动手机输出音频波形。
[0017] 图3是经差分电路输出后的方波高低电平的时序图。
【具体实施方式】
[0018] 在以下的详细说明中，描述了特定的细节以便提供对发明的全面理解。
[0019] 附图1为支持本发明装置的示意图
[0020] 本发明方法对附图1所示的手机没有特殊要求，可以是非智能手机，也可以是智 能手机，只要具有标准化的耳机接口和插孔，并且能安装相应的手机应用程序，都能实现手 机到外围设备的单向串口通信，具有普遍适用性。
[0021] 手机与外围设备的通信接口是串口形式，根据需要发送的数据以字节组合的形式 制作成左右声道有音量差的音频流播放输出。
[0022] 附图1中所示的差分电路中用到的电位比较元件不只限于LM358也可以是其它具 有模拟信号比较功能再转数字输出的电子元件。
[0023] 在应用程序启动后，通过初始化，能够自动检测到外围设备是否接上，初始化成功 后，手机可与外围设备经差分电路正常单向通信。
[0024] 本说明要求保护的方法特征是利用左右声道音量差实现输出串口通信要求的方 波信号，图中示例给出的元件的型号参数可以经过修改、替换、变化和等效代换。因此，本发 明保护的范围以所附的权利要求的范围为准。
【权利要求】
1. 一种利用手机耳机左右声道经信号差分输出数字方波信号后实现的单向串口通信 方法，使手机与外围设备之间通过耳机接口实现数据的单向传输。
2. 根据权利要求1所述，本方法的特征是利用手机耳机的左声道和右声道经过差分电 路后输出数字方波作为手机的数据输出通路。
【文档编号】H04M1/725GK104092824SQ201410331351
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年7月8日 优先权日:2014年7月8日
【发明者】付银海 申请人:付银海