基于耳机接口的智能终端按键设备的制造方法_3

文档序号:10249592阅读:来源:国知局
同。
[0095]图7为本实用新型另一实施例的电路单元的结构示意图,示例了上述电路单元输出直流信号或交流信号的电路结构:电子开关0/1 (开关)和DAC,GPI00/1、和DAC构成了上述的电路单元103,控制器101控制电子开关O选择输出直流信号或交流信号,该方案经过大量的实际产品测试,没有产品稳定性和手机兼容性问题。
[0096]图2中,按键一端连接低电平另一端连接控制器的输入端,该输入端可以为GPI0,但不局限于GPI0,比如模拟比较器或ADC也可以实现其功能。按键识别方式如下:GPI0输入端接上拉电阻那么按键断开时控制器接收的是高电平,当按键闭合时控制器接收的是低电平。同理按键的另一端也可以接高电平,控制器101的GPIO端接下拉电阻,或不是通过电阻而是通过其他方式实现的下拉和上拉功能的电路,比如MOS管等。
[0097]图8示出了按键的另一连接方式示意图,与图2不同的是,每个按键的一端分别连接控制器101不同的端口,另一端连接控制器101的同一个端口或多个端口,控制器101通过轮询查询端口的短路与开路的状态来识别按键信息,优选的算法如下,控制器101顺序的向按键组102的键kl到键k5发送持续一定时间的高电平和低电平方波,在公共端检测上述方波判断按键是否按下。
[0098]上述控制器101可以为MCU/CPU/DSP或含DAC、ADC、开关管和MCU/CPU/DSP的系统级芯片(SOC)或FPGA,CPLD,PLD等逻辑器件或实现逻辑控制功能的ASIC,本实用新型不以此为限。
[0099]一实施例中,麦克风声道线104连接控制器101的电源管脚,为控制器101提供电源。一般智能终端的麦克偏置端a可以提供2v-3v电压和ImA?2mA电流,通常提供IOOuA电流时麦克风声道线的电压降低O. 2v,所以如果按键设备能在I. Sv供电,并且消耗电流小于100uA,那么按键设备就可以由麦克偏置端a供电,如图9,目前一般主流低功耗低电压控制器都能作为上述控制器的备选方案,如TI公司的MSP430FR5969芯片。
[0100]一实施例中,麦克风线104连接电压转换模块(DOTC),D⑶C输出连接控制101电源管脚,为控制器101提供电源,如图10。电压转换模块(DCDC)实现将高低电压转换为稳定的目标电压,如O. 3v-3v输入电压转为稳定的2. 5v输出电压,使用电压转换模块会提高设备的稳定性和会使设备与智能终端特别是手机的兼容性得到提高,但缺点是增加了设备的体积和成本,即使电压转换模块内置于控制器,也需要一些外围的电感等元器件,同样会增加设备的体积。
[0101]在一实施例中,智能终端按键设备还包括:储能电容Cl,连接在电源管脚与地线之间。在按键设备工作消耗电能时放电,与电源线(麦克风声道线)一起提供电源,如图Ilo如果按键设备工作时消耗的功耗大于lOOua,由于麦克偏置不能提供如此大的功耗,此时按键设备不能工作,但接储能电容Cl后,储能电容Cl能提供电源给按键设备,通过算法合理的安排系统工作和不工作的时间使系统在工作前电容充满电,使按键设备可以正常工作,即使麦克偏置端a能够提供足够的电流,接储能电容Cl也能增加按键设备的稳定性。
[0102]一实施例中,智能终端按键设备还包括:开关,连接在储能电容Cl与麦克风声道线104之间,控制器101连接开关的控制端f,开关与储能电容Cl之间的连线连接控制器101的电源管脚。
[0103]如图12A所示,如果没有如图12A所示的开关1,当开关O闭合时控制器101的电源管脚与地短接,控制器101将不能工作。将开关I接入电路后可采取如下控制方法使控制器101工作正常:当开关O闭合前,先断开开关I切断储能电容Cl到开关O的放电通路,那么当麦克风声道线被开关O拉低后,储能电容Cl为按键设备供电。经过大量实验测试,根据公式I*t = C*V计算出电容值,并保留I倍的余量,设备工作非常稳定,控制器101可以控制按键的任意次数,在按键设备不需要外接电源和不改变智能终端硬件电路的基础上,图12A所示的电路结构和控制方法能够稳定实现多次按摘挂机键来编码实现多个实体键。
[0104]一实施例中,智能终端按键设别还包括,电压转换模块,为控制器供电,如图12B及图12C,电压转换模块的功能同图10,不再赘述。
[0105]图12C中,由于开关管O模拟摘挂机按键的行为,所以需要连接在电压转换模块和104麦克风声道线间。
[0106]—实施例中,智能终端按键设备还包括:电池接口,电池接口连接一电池和所述控制器的电源管脚。如图13所示,电池接口可为常见的电池盒、电池插座或简单的导线,控制器101使用的电压决定电池电压。
[0107]—实施例中,按键设备还包括:交直流转换模块,连接在智能终端的听筒左声道或听筒右声道与控制器101的电源管脚,交直流转换模块输出电源,供电给按键设备。交直流转换模块可以实现交流转直流,如图14,智能终端通过软件程序发出固定频率为特定值(例如为22. Ikhz)并音量最大的声音信号,此信号通过听筒声道线(左或右声道线)输出,此信号通过交直流转换模块转换为直流电,供电给整个按键设备。交直流转换模块实现交流转直流,可以采用公知的镇流器+D⑶C电压管理芯片实现,或集成在控制器内。
[0108]—实施例中,图2至图14所示的按键设备还包括:麦克风模拟电路,一端连接麦克风声道线104,另一端连接控制器101或地,该麦克风模拟电路受控于控制器101,如图15A所示。当前的线控耳机在不同智能终端,尤其是不同手机的使用上有兼容性的问题,可配置的麦克风模拟电路可以解决上述问题。
[0109]具体实施时,麦克风模拟电路为电阻、电流源或DAC,电阻的电阻值、电流源及DAC
均可以有由控制器调节。
[0110]智能终端可以通过麦克风模拟电路识别按键设备为带麦克风设备,具体原理是:麦克风模拟电路接入后,麦克风声道线电压会改变,智能终端根据麦克风声道线的电压值判断麦克风是否接入。引起麦克风声道线电压变化的方式可有:电阻(电阻网路分压),电流源(R3流过电流后分压,引起麦克风声道线电压变化),DAC(直接驱动麦克风声道线),其中,DAC的后端一般含有运放元件。
[0111]图15B举例说明了利用电阻分压实现的麦克风模拟电路,电阻值可由控制器101通过信号sO调节,电阻可以开路。如果电阻开路,麦克风模拟电路需要外置,例如通过耳机接口外接带麦克风的耳机。
[0112]图15C举例说明利用电流源实现模拟麦克风电路,电流源的电流可由控制器通过sO调节,电流值可以为O。如果电流为O那么麦克风模拟电路需要外置,例如通过耳机接口外接带麦克风的耳机。如果电流源电流为i,那么麦克风声道线的电压为Va - i*R3。
[0113]通过调整图15B的电阻值或图15C的电流的值,使麦克风声道线电压处在能正确识别麦克风的电压范围,不同的智能终端上述的电压范围可能不同,进而需要不同的电流或电阻,由于电流和电阻可由控制配置,那么麦克风模拟电路会增加按键设备和智能终端的兼容性。正确的电阻值,电流值和DAC值在按键设备出厂配置是配置。
[0114]一实施例中,图2至图15C所示的按键设备还包括:耳机接口,如图16A所示,该耳机接口连接地,并且连接左声道听筒线、右声道听筒线及麦克风声道线中的一个或多个。耳机接口或为标准的4段耳机接口(如图16B所示,其中,1600为四线耳机接口,1601为四线耳机,1602为麦克风),或为减小设计体积而使用其他类型的接口(如图16C所示),目的是可以连接麦克风声道线,左右声道线和地线。
[0115]一实施例中,按键设备还可以包含左听筒、右听筒及麦克风中的一个或多个。如图17A和图17B所示,其中4段耳机接口可以通过导线与按键设备连接。
[0116]具体实施时,图2至17B中的按键设备还可以包括:麦克风声道线和地线识别电路,一输入端端连接所述麦克风声道线,另一输入端接地。目前智能终端特别是手机,四段耳
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