专利名称：移动通讯终端中耳机及按键的检测装置及方法
技术领域：
本发明涉及一种应用于移动通讯终端的检测装置和方法，特别是涉及一种在移动通讯终端中检测耳机是否接入及检测按键是否被响应的装置及方法。
背景技术：
在移动终端中使用耳机或免提按键时，通常需要对该免提耳机的接入/取出以及该免提按键的按下状态进行检测，现有的检测方法是利用微控制器单元MCU(Micro-Controller Unit)的I/O口来实现的，参见图1和图2所示，现有技术的原理为当耳机取出的时候，接插件X2的4、2管脚接通，这时I/O1为高电平；而当耳机接入时，4、2管脚断开，这时I/O1管脚为低电平，这样一来，通过检测I/O1管脚的电平状态，即可判断出该耳机是否接入；另一方面，当耳机接入时，耳机按键按下，则图1中X2的2管脚通过耳机按键开关接到地，这时I/O2为低电平，否则2管脚在耳机处悬空，这时I/O2在R1的上拉作用下为高电平，因此，当耳机接入时，可以通过检测I/O2的电平状态来进行免提按键的按下状态检测，但是此种检测方法的缺陷是1.占用移动终端的I/O口；随着手机新功能的增加，所需的I/O口也会随之增多，I/O口将会出现不足使用的情况2.需要增加额外的耳机检测端子和额外的外接元器件，从而增加成本，造成资源浪费；
3.由于模拟和数字电路不能很好的隔离，会最终导致对利用耳机或免提按键接听时的通话音质产生影响。
发明内容
本发明的目的正是为了克服现有技术的缺点，而提供一种移动通讯终端中耳机及按键的检测装置及方法，能够通过调节及检测MIC(麦克风)本身输入信号的直流电平，来判断耳机是否接入和耳机按键的响应状态，不需要增加I/O口，降低了成本，节约能源，本发明所提供的移动通讯网络终端中耳机及按键的检测装置，包括耳机受话器输出端RECIEVER_OUTPUT、耳机受话器RECIEVER、麦克风MIC、麦克风输入端MIC_INPUT、耳机接插件X2、分压电阻R1、R2、按键开关，其特征在于在连接麦克风输入端MIC_INPUT的上行链路引一路A/D采样输入端A/D_INPUT，模拟电源，其中模拟/数字采样输入端A/D_INPUT，用于A/D采样；模拟电源，通过电阻R1将电源电压VA加在所述A/D采样输入端A/D_INPUT，为MIC提供偏置电压，同时加在模拟/数字采样输入端A/D_INPUT，用于判断有无耳机接入或取出；耳机受话器输出端RECIEVER_OUTPUT，用于手机下行链路的音频输出端；耳机受话器RECIEVER，用于回放RECEIVER_OUTPUT端来的音频信号；麦克风MIC，用于接收话音麦克风输入端MIC_INPUT，用于将麦克风的输出到上行链路的输入端。
连接于MIC_INPUT到地的按键开关，用于免提操作。
本发明所提供的移动通讯网络终端中耳机及按键的检测方法，其至少包含以下步骤初始化A/D采样口；以及TDMA帧中断处理流程，该中断程序又包含调用Frame中断后；对CPU的A/D采样口进行状态设置；在A/D_INPUT端进行A/D采样；对采样值进行分析判断；以及根据分析结果对系统当前状态的检测。
本发明带来的积极效果为，不需使用I/O口的数字信号，而于整个耳机接口处采用模拟地，从而使耳机及按键的得到更好的接听音质效果，而且降低成本，节约资源。
图1为采用现有技术进行耳机及按键检测时，在耳机接入前的电路连接示意图；图2为采用现有技术进行耳机及按键检测时，在耳机接入后的电路连接示意图；图3是采用本发明进行耳机及按键检测时，在耳机接入前的电路连接示意图；图4是采用本发明进行耳机及按键检测时，在耳机接入后的电路连接示意图；图5是本发明的主程序流程图；图6是本发明的Frame中断中耳机接入/取出及按键检测流程图；
具体实施例方式
下面结合实施例及其附图，对本发明作进一步详细说明。
图1、图2已在发明背景中作了说明。
图3是没有耳机接入状态下的情况，MIC_INPUT是麦克风的输出到上行链路的输入端的，再引一路A/D_INPUT到A/D采样，此时采样到的A/D_INPUT端的电压是模拟电源电压VA。所以当采样到A/D_INPUT端的电压接近VA时，就可为判断无耳机或耳机取出。
图4是耳机接入后的状态，此时A/D_INPUT端的电压是电阻R1和麦克风内阻Ro的分压。所以采样到的A/D_INPUT端的电压约为VA*Ro/(R1+Ro)。所以当采样到A/D_INPUT端的电压接近此电压时可判断为有耳机接入。
当耳机中的免提按键按下时，A/D_INPUT端被按键短路到地，此时采样到的A/D_INPUT端的电压约为0V。所以当有耳机接入时，采样到A/D_INPUT端的电压接近此电压时可判断为有按键按下。如图5所示，为本发明的主程序流程图，首先对各参数初始化，C0＝0、C1＝0、C2＝0；S0＝0、S1＝0；key＝0(步骤501)；将手机的其它参数初始化(步骤502)；处理下层发上来的无耳机无按键消息、耳机接入消息、有耳机无按键消息及耳机按键按下消息(步骤503)，进行手机其它部分的处理(步骤504)。如图6所示，为本发明的帧中断程序流程。其中X0为无耳机接入的门限值，X1为判断有耳机接入的门限值，X2为判断耳机按键按下的门限值。E0、E1、E2是分别为门限值X0、X1、X2设定的容差。Xn为当次A/D对A/D_INPUT的采样值。C0是对A/D_INPUT的采样值在X0±E0范围内的采样次数的计数，C1是对A/D_INPUT的采样值在X1±E1范围内的采样次数的计数，C2是对A/D_INPUT的采样值在X2±E2范围内的采样次数的计数。Sn(S0、S1)是对耳机有无接入的状态的记录。key是对耳机按键有无按下的状态的记录。N0是对A/D_INPUT的采样值在X0±E0范围内的采样次数的计数的门限值，当C0不小于N0时可认为耳机已经取出，N1是对A/D_INPUT的采样值在X1±E1范围内的采样次数的计数的门限值，当C1不小于N1时可认为耳机已经接入或在耳机接入时认为耳机没有按键按下，N2是对A/D_INPUT的采样值在X2±E2范围内的采样次数的计数的门限值，当C2不小于N2时可认为耳机按键已经按下。
在主程序中，主要完成对系统的初始化处理流程，即对A/D采样口的初始化，和对各个状态进行初始化处理，设C0＝0、C1＝0、C2＝0、S0＝0、S1＝0、Key＝0(步骤501)，其中，C0＝0、C1＝0、C2＝0表示对计数器C0、C1和C2清0，而S0、S1分别被设定为耳机取出状态、耳机接入状态，初始化时将上述状态设定为状态Sn(即S0、S1均为False(0))，而key表示在耳机接入状态下，有无耳机按键响应(按下)，当数据key等于1时表示有按键响应(按下)，key等于0时表示按键松开，初始化处理中也包括设key＝0，即将初始状态设定为按键松开。主程序中的初始化流程后，将耳机检测任务交帧中断程序处理。
如图6所示，为本发明的帧中断程序流程，调用Frame中断后，首先对CPU的A/D采样口进行状态设置，在A/D_INPUT端进行A/D采样，假设A/D采样值为Xn，(步骤601)，对Xn进行判断(步骤602)，如图6所示，如果Xn在X0±E0范围内，则转到清计数器C1、C2(步骤603)，然后判断当前S0的状态，如果S0当前状态为S0＝1，转到步骤629，中断返回，即结束当前的帧中断程序；否则将C0计数器增1，判断该C0计数器是否大于或等于N0，若是，则向移动通讯终端上层发送无耳机无按键消息(步骤607)，进入S0状态，然后将当前的系统状态设置为S0＝1、S1＝0以及C0＝0、key＝0(步骤608)，否则转到步骤629，中断返回，即结束当前的帧中断程序；如图6所示，若Xn在X1±E1范围内，则转到步骤609，清计数器C0、C2(步骤610)，如果当前状态为S1且key＝0，则转入步骤629，中断返回，即结束当前的帧中断程序；否则将C1计数器增1(步骤612)，接着判断计数器C1的值是否大于等于N1，若是，则转到下一步，否则转到步骤627，中断返回，即结束当前的帧中断程序；下一步操作为判断当前状态下S1是否等于1(步骤614)，若否，则向移动通讯终端上层发送无耳机无按键消息(步骤615)，进入S1状态，然后将当前的系统状态设置为S1＝1、S0＝0以及C0＝0、key＝0(步骤616)；若是，则向移动通讯终端上层发送有耳机无按键消息(步骤617)，清计数器C1、key和S0(步骤618)；以上处理完毕后，均转入步骤629，中断返回，即帧中断程序结束；如图6所示，若Xn在X2±E2范围内，则转到步骤619，清计数器C0、C1，(步骤620)，判断当前S1是否等于1(步骤621)，如果当前状态是S1不为1，则转入步骤629，中断返回，即帧中断程序结束；否则，将C2计数器增1(步骤622)，接着判断当前状态下的C2计数器是否大于等于N2(步骤623)，若否，则转入步骤629，中断返回，即帧中断程序结束；否则清计数器C2(步骤624)，判断当前状态下key是否等于1(步骤625)，如果当前key＝1，则转到步骤629，中断返回，即帧中断程序结束；否则，向上层发送指示耳机按键按下状态消息(步骤626)，然后设置key＝1，转到步骤629，中断返回，即帧中断程序结束；如图6所示，若Xn不在X2±E2范围内，则转到步骤628，将C0、C1、C2计数器清0，设置key＝0(步骤628)。
接着，实际举一个例子来对本发明做进一步详细说明，一般MIC的内阻R0＝2.2K，VA一般由整个手机的设计而定，R1的选取要根据MIC的偏置电流的要求，本例中取R1＝2.2K，VA取2.5V。则可取X0＝2.5V，X1＝1.25V，X2＝0V。E0、E1、E2的选取，要考虑到采样误差、器件的精度和干扰的程度，本例中选取E0＝E1＝E2＝0.5V。N0、N1、N2值的选取要对响应时间和抗干扰能力综合考虑，本例中选取N0＝N1＝N2＝3。本例的试验结果表明达到了预期的目的。
以上所述仅为本发明其中的较佳实施例而已，并非用来限定本发明的实施范围；凡按照本发明权利要求所作的均等变化与修饰，均为本发明权利要求所涵盖。
权利要求
1.一种移动通讯网络中耳机及按键的检测装置，包括耳机受话器输出端RECIEVER_OUTPUT、耳机受话器RECIEVER、麦克风MIC、麦克风输入端MIC_INPUT、耳机接插件X2、分压电阻R1、R2、按键开关，其特征在于在连接麦克风输入端MIC_INPUT的上行链路引一路A/D采样输入端A/D_INPUT，模拟电源，其中所述模拟/数字采样输入端A/D_INPUT，用于A/D采样；所述模拟电源，通过电阻R1将电源电压VA加在所述A/D采样输入端A/D_INPUT，为所述MIC提供偏置电压，同时加在所述模拟/数字采样输入端A/D_INPUT，用于判断有无耳机接入或取出；所述耳机受话器输出端RECIEVER_OUTPUT，用于手机下行链路的音频输出端；所述耳机受话器RECIEVER，用于回放所述耳机受话器输出RECEIVER_OUTPUT端来的音频信号；所述麦克风MIC，用于接收话音；所述麦克风输入端MIC_INPUT，用于将麦克风的输出到上行链路的输入端；以及连接于所述麦克风输入端MIC_INPUT到地的按键开关，用于免提操作。
2.如权利要求1所述的移动通讯终端中耳机及按键的检测装置，其特征在于是在耳机接入前，MIC_INPUT是麦克风的输出到上行链路的输入端的，再引一路A/D_INPUT到A/D采样，此时采样到的A/D_INPUT端的电压是模拟电源电压VA，通过采样到A/D_INPUT端的电压接近VA时，即可判断无耳机或耳机取出。
3.如权利要求1所述的移动通讯终端中耳机及按键的检测装置，其特征在于耳机接入后，A/D_INPUT端的电压是电阻R1和麦克风内阻Ro的分压，采样到的A/D_INPUT端的电压约为VA*Ro/(R1+Ro)。根据采样到A/D_INPUT端的电压是否接近此电压值，来判断是否有耳机接入。
4.如权利要求1所述的移动通讯终端中耳机及按键的检测装置，其特征在于接于MIC_INPUT端到地的免提按键，当耳机中的免提按键按下时，A/D_INPUT端被按键短路到地，此时采样到的A/D_INPUT端的电压约为0V。
5.移动通讯终端中耳机及按键的检测方法，其至少包含以下步骤初始化A/D采样口；以及TDMA帧中断处理流程，该中断程序又包含调用Frame中断后；对CPU的A/D采样口进行状态设置；在A/D_INPUT端进行A/D采样；对采样值进行分析判断；以及根据分析结果对系统当前状态进行检测。
6.如权利要求4所述的移动通讯终端中耳机及按键的检测方法，其特征在于该初始化A/D采样口的步骤，包括计数器C0、C1和C2清0，将耳机取出状态、耳机接入状态参数S0、S1均设定为False(0)，以及将按键响应状态参数Key设为无耳机按键响应，即Key＝0。
7.如权利要求4所述的移动通讯终端中耳机及按键的检测方法，其特征在于该对采样值进行分析判断的步骤，包括当采样值在无耳机接入时的门限值X0±该门限值容差E0范围内时，首先将对A/D_INPUT的采样值在X1±E1范围内的采样次数的计数C1和对A/D_INPUT的采样值在X2±E2范围内的采样次数的计数C2清零；判断当前耳机有无接入的状态的记录S0的状态，如果S0当前状态为S0＝1，中断返回，否则，对A/D_INPUT的采样值在X0±E0范围内的采样次数的计数C0增1；判断C0是否大于等于对A/D_INPUT的采样值在X0±E0范围内的采样次数的计数的门限值N0，若是，向上层发送指示无耳机接入和无按键状态消息，进入S0状态，清C0、耳机按键有无按下的状态的记录key和耳机有无接入的状态的记录S1，中断返回，否则直接中断返回。
8.如权利要求4所述的移动通讯终端中耳机及按键的检测方法，其特征在于该对采样值进行分析判断的步骤，包括当采样值在判断有耳机接入的门限值X1±该门限值容差E1范围内时，首先将对A/D_INPUT的采样值在X0±E0范围内的采样次数的计数C0、对A/D_INPUT的采样值在X2±E2范围内的采样次数的计数C2清零；判断当前状态，如果当前状态为耳机有无接入的状态的记录S1且Key＝0，中断返回，否则，C1计数器增1；判断C1计数器是否大于等于对A/D_INPUT的采样值在X1±E1范围内的采样次数的计数的门限值N1，若否，中断返回，若是，接着判断当前状态是否为S1，若当前状态不为S1，则向上层发送指示耳机接入状态消息，进入S1状态，否则向上层发送耳机无按键状态消息，清计数器对A/D_INPUT的采样值在X1±E1范围内的采样次数的计数C1、对耳机按键有无按下的状态的记录key和对耳机有无接入的状态的记录S0，中断返回。
9.如权利要求4所述的移动通讯终端中耳机及按键的检测方法，其特征在于该对采样值进行分析判断的步骤，包括当采样值在判断耳机按键按下的门限值X2±该门限值容差E2范围内时，首先将对A/D_INPUT的采样值在X0±E0范围内的采样次数的计数C0、对A/D_INPUT的采样值在X1±E1范围内的采样次数的计数C1清零；判断当前状态，如果当前状态不为S1，中断返回，否则，对A/D_INPUT的采样值在X2±E2范围内的采样次数的计数C2增1；判断C2计数器是否大于等于对A/D_INPUT的采样值在X2±E2范围内的采样次数的计数的门限值N2，若否，中断返回，若是，清计数器C2；如果当前状态对耳机按键有无按下的状态的记录key＝1，中断返回，否则，向上层发送指示耳机按键按下状态消息，设置key＝1；中断返回。
10.如权利要求8所述的移动通讯终端中耳机及按键的检测方法，其特征在于该对采样值进行分析判断的步骤，包括当采样值不在判断耳机按键按下的门限值X2±该门限值容差E2范围内时，将C0、C1、C2计数器清零；设置key＝0；中断返回。
全文摘要
一种移动通讯终端中耳机及按键的检测装置及方法，其可提供一种移动通讯网络终端中耳机及按键的检测装置，该装置至少包含下列部分模拟/数字采样输入端A/D_INPUT、模拟电源电压V
文档编号H04W24/00GK1430443SQ0113809
公开日2003年7月16日 申请日期2001年12月31日 优先权日2001年12月31日
发明者李军, 吴晓冰 申请人:深圳市中兴通讯股份有限公司上海第二研究所