CN101990143A - 一种耳机、主板和它们的使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种耳机，其包括一MINI USB接口、一MIC电路、左声道耳机和右声道耳机，其中该左声道耳机或该右声道耳机还包括一温度传感器，该温度传感器的电压源引脚与该MINI USB接口的电源引脚相连，该温度传感器的数据引脚与该MINI USB接口的数据引脚电连接，该温度传感器的接地端与该MINI USB接口的接地端相连，其中该MINI USB接口还包括一ID引脚，该ID引脚通过一ID电阻和一串联磁珠接地。本发明还公开了一种与该耳机相应的主板，以及采用该耳机和该主板的温度测量方法。本发明的温度传感器采用数字传感器，其信号抗干扰能力强，所得测量结果误差小。

Description

一种耳机、主板和它们的使用方法
技术领域
本发明涉及一种耳机及相应的主板以及它们的使用方法，特别是涉及一种带体温测量功能的耳机和相应的主板，以及它们的使用方法。
背景技术
随着生活水平的提高，人们对自身健康也日益关注，于是，一类能够进行某些健康指标测量的手机也逐渐诞生并在得到一定的推广。
目前，市场上出现一类可测量体温的手机，它们能够借助传感器对人体温度进行接触式或非接触式的测量，一定程度上满足了人们实时检测体温的需求。这类手机的共同特点在于传感器都在手机整机上，并通过红外传感器进行近距离非接触式测量或者通过贴在机壳上的传感器进行接触式测量。这类手机的温度传感器实际上都工作在机壳内，由于机壳内电磁环境较复杂，温度变化大，直接导致测量结果不稳定，误差偏大。而且由于红外传感器本身的精度随被测量对象的面积和距离的变化而变化，因此，可操控性比较差。
发明内容
本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中带体温测量的手机受电磁干扰导致温度测量不稳定的缺陷，提供一种误差小、可操控性强的耳机、主板和使用方法。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：
一种耳机，其包括一MINI USB接口、一MIC电路、左声道耳机和右声道耳机，其特点在于，
其中该左声道耳机或该右声道耳机还包括一温度传感器，该温度传感器的电压源引脚与该MINI USB接口的电源引脚相连，该温度传感器的数据引脚与该MINI USB接口的数据引脚电连接，该温度传感器的接地端与该MINIUSB接口的接地端相连，
其中该MINI USB接口还包括一ID引脚，该ID引脚通过一ID电阻和一串联磁珠接地。
本发明还提供一种与上述耳机相对应的主板，其包含一基带芯片、一耳机插入检测电路、一耳机ID检测电路、一电源处理电路、一数据传输单元和一MINI USB接口，其特点在于，
其中，该基带芯片的A/D转换接口与该耳机ID检测电路的输入端相连，该耳机ID检测电路的输出端连至该MINI USB接口的ID引脚，
该基带芯片的一电源使能端与该电源处理电路的输入端相连，该电源处理电路的输出端连接至该MINI USB接口的电源引脚，
该基带芯片的一数据接口与该数据传输单元的输入端相连，该数据传输单元的输出端与该MINI USB接口的数据引脚电连接，
该基带芯片的耳机使能端与该耳机插入检测电路的输入端相连，该耳机插入检测电路的输出端连接至该MINI USB接口的接地端。
优选地，所述耳机ID检测电路包括一工作电源和一ID电阻，该工作电源通过该ID电阻连接至该MINI USB接口的ID引脚。
优选地，所述数据传输单元包含一GPIO接口，该GPIO接口通过一上拉电阻与工作电压相连。
优选地，所述耳机插入检测电路包括一连接在该耳机插入检测电路的输入端、输出端之间的第一二极管，该第一二极管的负极通过一第二二极管和一分压电阻与工作电源相连。
优选地，该主板还包括一FM芯片，该FM芯片通过一隔直电容和一对地磁珠接地。
本发明还提供一种采用如上所述的耳机和如上所述的主板的温度测量方法，其特点在于，包括以下步骤：
S1：判断是否插入带体温测量功能耳机，若是，进入步骤S2，若否，结束流程；
S2：向温度传感器发送测量温度的指令；
S3：温度传感器测量温度。
优选地，步骤S1还包括以下步骤：
S11：耳机插入检测电路判断是否有耳机插入，若是，进入步骤S12，若否，进入其他中断处理；
S12：，耳机ID检测电路判断所插入的耳机是否为带体温测量功能耳机，若是，进入步骤S13，若否，进入其他中断处理；
S13：向基带芯片发送测量温度的信号。
本发明的积极进步效果在于：
1、将温度传感器从手机主机移到了耳机的咪头上，由于咪头受电磁干扰的影响极小，而且咪头内部没有热源，使得温度传感器所受影响大为减小，从而得到稳定精确的测量结果；
2、采用数字传感器，其信号抗干扰能力强，所得测量结果误差小。
附图说明
图1为本发明的耳机电路原理图。
图2为与该耳机相对应的主板电路原理图。
图3为电源处理电路的电路原理图。
图4为耳机插入检测电路的电路原理图。
图5为采用图1所示的耳机和图2所示的主板进行温度测量的流程图。
图6为检测耳机插入流程图。
图7为检测耳机拔出流程图。
图8为温度检测程序流程图。
图9为传感器优选放置位置的主视图。
图10为传感器优选放置位置的左视图。
具体实施方式
下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。
参考图1，为本发明的耳机电路原理图。该耳机包括一MINI USB接口、一MIC电路、左声道耳机和右声道耳机，该MINI USB接口为10PIN的通用接口，本发明中用到7个引脚，其余引脚的适用现有技术中的其它功能，该MIC电路用以实现使用MIC通话和挂机的功能。其中该右声道耳机(或者为左声道耳机)还包括一温度传感器，即，在本发明中该温度传感器的放置地点为咪头部分，这使得传感器所受电磁干扰、热源干扰大为减少。该温度传感器为数字式传感器，其包括三个引脚，即，GND：接地端，DQ：datain/out数据引脚，VDD：电压源引脚。该温度传感器的电压源引脚与该MINIUSB接口的电源引脚相连，该温度传感器的数据引脚与该MINI USB接口的数据引脚电连接，该温度传感器的接地端与该MINI USB接口的接地端相连。其中该MINI USB接口还包括一ID(identification身份)引脚，该ID引脚通过一ID电阻R1和一串联磁珠M1接地，ID电阻R1与主板上的电阻R2共同对VDD进行分压，以此验证耳机是否为带有体温测量功能的耳机，另外，磁珠M1的作用是为了防止高频信号(FM信号)的串扰。
参考图2，为与该耳机相对应的主板电路原理图。该主板包含一基带芯片、一耳机插入检测电路、一耳机ID检测电路、一电源处理电路、一数据传输单元和一MINI USB接口，其中，该基带芯片的A/D转换接口ADC与该耳机ID检测电路的输入端相连，该耳机ID检测电路的输出端连至该MINIUSB接口的ID引脚，该基带芯片的一电源使能端P_EN与该电源处理电路的输入端相连，该电源处理电路的输出端连接至该MINI USB接口的电源引脚VDD，该基带芯片的一数据接口与该数据传输单元的输入端相连，该数据传输单元的输出端与该MINI USB接口的数据引脚DQ电连接，该基带芯片的耳机使能端INT_Headset与该耳机插入检测电路的输入端相连，该耳机插入检测电路的输出端连接至该MINI USB接口的接地端。所述耳机ID检测电路包括一工作电源VDD和一ID电阻R2(在本实施例中耳机中的ID电阻R1与主板上的ID电阻R2均为470KΩ，也可采用其他适合的电阻值)，该工作电源通过该ID电阻R2连接至该MINI USB接口的ID引脚，采用该上拉电阻R2和耳机内部的ID电阻R1对VDD进行分压从而检测所插入的耳机是否带有体温测量功能，若输入基带芯片A/D转换器(Analog/Digitalconvertor)的电压为1/2VDD，则说明所插耳机具备体温检测功能。参考图3，为电源处理电路的电路原理图，该电路提供给温度测量传感器稳定的电源，从而保证数据的精度。所述电源处理电路包括一电压调整器和一稳压电容C3，其使用为现有技术，故电压调整器的引脚和以及其与电容的连接关系在此不再赘述。参考图2，所述数据传输单元包含一GPIO接口(General PurposeInput Output，通用输入输出)，该GPIO接口通过一上拉电阻R3与工作电压VDD相连，在本实施例中，该上拉电阻R3为4.7KΩ，该GPIO接口进行数据读写，上拉电阻R3是用来增强数据的传输能力。参考图4，为耳机插入检测电路的电路原理图，该电路检测是否有耳机插入(拔出)。所述耳机插入检测电路包括一连接在该耳机插入检测电路的输入端、输出端之间的第一二极管D1，该第一二极管D1的负极通过一第二二极管D2和一分压电阻R4与工作电源VDD相连。采用100K上拉电阻R4进行分压，耳机插入时INT_headset由高电平变为低电平，拔出时刚好相反，以此来检测耳机的插入或拔出，二极管的使用防止高频信号窜扰，导致错误操作。此外，该主板还包括一FM芯片，该FM芯片通过一隔直电容C2和一对地磁珠M2接地。隔直电容的作用除了防止直流信号进入FM外，也防止FM的输出阻抗影响耳机插入检测功能。接地磁珠M2，使FM的高频信号对地高阻，而直流信号对地短路，从而有利于耳机插入检测而不影响FM的信号质量。
参考图5，为采用图1所示的耳机和图2所示的主板进行温度测量的流程图。进行温度测量的步骤包括：
S1：判断是否插入带体温测量功能耳机，若是，进入步骤S2，若否，结束流程；
S2：向温度传感器发送测量温度的指令；
S3：温度传感器测量温度。
具体步骤如下：
步骤100，流程开始。
步骤101，判断是否插入了可测量温度的耳机，若是，进入步骤102；若否，进入步骤104，即结束。
步骤102，向基带芯片发送指令，准备温度测量。
步骤103，进行温度测量。
步骤104，结束测量。
参考图6、图7，为检测耳机插入、拔出流程图，即检测是否有耳机插入，以及插入的耳机是否为带体温测量功能的耳机。该检测步骤包括：
S11：耳机插入检测电路判断是否有耳机插入，若是，进入步骤S12，若否，进入其他中断处理；
S12：，耳机ID检测电路判断所插入的耳机是否为带体温测量功能耳机，若是，进入步骤S13，若否，进入其他中断处理；
S13：向基带芯片发送测量温度的信号。
具体步骤如下：
判断耳机插入的步骤：
步骤200，程序中断。
步骤201，判断是否有耳机插入，若是，进入步骤203；若否，进入步骤202。判断是否有耳机插入的步骤通过耳机插入检测电路完成，耳机插入时INT_headset由高电平变为低电平，拔出时刚好相反。此时若有耳机插入，则INT_headset的实际状态为低电平。
步骤202，进入其他中断处理。
步骤203，将INT_headset配置成高电平，由于耳机插入时的实际INT_headset状态为低电平，此时将其人为地设置成高电平后，有了电位的变化，从而对基带芯片给出一个电位变化的信号，即中断信号，表示有耳机插入；倘若并无耳机插入，则INT_headset的实际状态为高电平，再将INT_headset人为设置成高电平时，其电位并无变化，故而不会向基带芯片提供中断信号。
步骤204，判断A/D转换器接口处的电压值是否在[1.3，1.5]内，即1/2VDD，若是，即表明所插入的耳机带有温度传感器，由于其中的ID电阻的分压作用，此时，进入步骤205；若否，则说明所插入的耳机为普通耳机，无法测量温度，此时，进步步骤206。
步骤205，将ID标志设为高电平。
步骤206，退出中断处理。
判断耳机拔出的步骤：
步骤300，程序中断。
步骤301，判断是否有耳机拔出，若是，进入步骤303；若否，进入步骤302。此步骤判断由耳机插入检测电路完成，耳机拔出时INT_headset由低电平变为高电平。此时若有耳机被拔出，则INT_headset的实际状态为高电平。
步骤302，进入其他中断处理。
步骤303，将INT_headset配置成低电平，由于耳机拔出时的实际INT_headset状态为高电平，此时将其人为地设置成低电平后，有了电位的变化，从而对基带芯片给出一个电位变化的信号，即中断信号，表示有耳机拔出；倘若并无耳机拔出，则INT_headset的实际状态为低电平，再将INT_headset人为设置成低电平时，其电位并无变化，故而不会向基带芯片提供中断信号。
步骤304，将ID标志设为低电平。
步骤305，退出中断处理。
其中所述的ID值为促使开启温度传感器的信号。
参考图8，为温度检测程序流程图。
步骤400，流程开始。
步骤401，判断ID值是否为1，即判断是否插入了带体温测量功能的耳机，若是，则进入步骤402；若否，进入步骤403。
步骤402，基带芯片的P_EN使能端为高电平，开启温度传感器电源。
步骤403，报错，将ERROR值设为1，说明无法测量温度。
步骤404，对温度传感器的ROM进行扫描。
步骤405，配置该温度传感器的采集精度，本实施例中为0.25℃。
步骤406，发送温度采集指令。
步骤407，延时，本实施例中延时为0.2s。
步骤408，读取所测的温度值。
步骤409，将P_EN使能端设为低电平，即关闭温度传感器的电源，节省电力。
步骤410，完成测量，退出。
参考图9、图10，为传感器1优选放置位置的主视图和左视图。将温度传感器置于咪头的下方。
本发明的设计理念有两个方面的创新：一是将传感器从手机主机移到了耳机的咪头上。由于咪头受电磁干扰的影响极小，而且咪头内部没有热源，不会影响传感器的测量结果；二是选用数字式传感器。这类传感器的特点是测量和计算都在传感器内部进行，主机读取到的数值(数字信号)不需进行转换处理。由于数字信号抗干扰能力强，因此，主机读取的数据能够反应真实情况。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改。因此，本发明的保护范围由所附权利要求书限定。

Claims (8)

1.一种耳机，其包括一MINI USB接口、一MIC电路、左声道耳机和右声道耳机，其特征在于，
其中该左声道耳机或该右声道耳机还包括一温度传感器，该温度传感器的电压源引脚与该MINI USB接口的电源引脚相连，该温度传感器的数据引脚与该MINI USB接口的数据引脚电连接，该温度传感器的接地端与该MINIUSB接口的接地端相连，
其中该MINI USB接口还包括一ID引脚，该ID引脚通过一ID电阻和一串联磁珠接地。
2.一种与权利要求1所述的耳机相对应的主板，其包含一基带芯片、一耳机插入检测电路、一耳机ID检测电路、一电源处理电路、一数据传输单元和一MINI USB接口，其特征在于，
其中，该基带芯片的A/D转换接口与该耳机ID检测电路的输入端相连，该耳机ID检测电路的输出端连至该MINI USB接口的ID引脚，
该基带芯片的一电源使能端与该电源处理电路的输入端相连，该电源处理电路的输出端连接至该MINI USB接口的电源引脚，
该基带芯片的一数据接口与该数据传输单元的输入端相连，该数据传输单元的输出端与该MINI USB接口的数据引脚电连接，
该基带芯片的耳机使能端与该耳机插入检测电路的输入端相连，该耳机插入检测电路的输出端连接至该MINI USB接口的接地端。
3.如权利要求2所述的主板，其特征在于，所述耳机ID检测电路包括一工作电源和一ID电阻，该工作电源通过该ID电阻连接至该MINI USB接口的ID引脚。
4.如权利要求2所述的主板，其特征在于，所述数据传输单元包含一GPIO接口，该GPIO接口通过一上拉电阻与工作电压相连。
5.如权利要求2所述的主板，其特征在于，所述耳机插入检测电路包括一连接在该耳机插入检测电路的输入端、输出端之间的第一二极管，该第一二极管的负极通过一第二二极管和一分压电阻与工作电源相连。
6.如权利要求2-5任意一项所述的主板，其特征在于，该主板还包括一FM芯片，该FM芯片通过一隔直电容和一对地磁珠接地。
7.一种采用如权利要求1所述的耳机和如权利要求2所述的主板的温度测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：判断是否插入带体温测量功能耳机，若是，进入步骤S2，若否，结束流程；
S2：向温度传感器发送测量温度的指令；
S3：温度传感器测量温度。
8.如权利要求7所述的温度测量方法，其特征在于，步骤S1还包括以下步骤：
S11：耳机插入检测电路判断是否有耳机插入，若是，进入步骤S12，若否，进入其他中断处理；
S12：，耳机ID检测电路判断所插入的耳机是否为带体温测量功能耳机，若是，进入步骤S13，若否，进入其他中断处理；
S13：向基带芯片发送测量温度的信号。
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