CN102393811A

CN102393811A - 音频接口的数字信号传输方法、装置及电子设备

Info

Publication number: CN102393811A
Application number: CN2011102545004A
Authority: CN
Inventors: 韩昌雷; 曾程
Original assignee: SHENZHEN IBOXPAY INFORMATION TECHNOLOGY CO LTD
Current assignee: Shenzhen box Mdt InfoTech Ltd
Priority date: 2011-08-31
Filing date: 2011-08-31
Publication date: 2012-03-28
Anticipated expiration: 2031-08-31
Also published as: CN102393811B

Abstract

本发明适用于电子领域，提供了一种音频接口的数字信号传输方法、装置及电子设备，该方法包括：采用音频接口接收通用异步接收发送UART信号；对该UART信号采用48KH_Z采样频率采样得到数字信号；所述对该UART信号采用48KH_Z采样频率采样得到数字信号具体包括：重复进行检测步骤和采样步骤直至所有UART信号采样完毕；其中，所述检测步骤具体为：检测UART信号的电平，当电平值超过阈值时，开始采样步骤；所述采样步骤具体为：采样到高电平时代表逻辑电平0，采样到低电平时代表逻辑电平1，每采样到一个逻辑电平时，计数器加1，当计数器加到10时，结束本次采样。

Description

音频接口的数字信号传输方法、装置及电子设备

技术领域

本发明属于电子领域，尤其涉及一种音频接口的数字信号传输方法、装置及电子设备。

背景技术

随着移动终端的智能化，越来越多的外设需要与移动终端进行通信，选择音频口作为数据通道是一个很好的选择，因为手机等移动终端都支持3.5mm耳机插头。目前外设信号通过音频口都是以模拟信号来传输，外设主芯片通过数模转换将数字信号转换成模拟信号，通过麦克(MIC)口传送到移动终端，然后移动终端对信号进行模数转换，将模拟信号还原成数字信号。

在实现本发明的过程中，发现现有技术的技术方案存在如下问题：

现有技术中移动终端的音频接口均只能支持和采集模拟信号，无法直接支持和采集数字信号。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种音频接口的数字信号传输方法，旨在解决现有的音频接口无法直接支持和采集数据信号的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种音频接口的数字信号传输方法，所述方法包括：

采用音频接口接收通用异步接收发送UART信号；

对该UART信号采用48KH_Z采样频率采样得到数字信号；

所述对该UART信号采用48KH_Z采样频率采样得到数字信号具体包括：重复进行检测步骤和采样步骤直至所有UART信号采样完毕；

其中，所述检测步骤具体为：检测UART信号的电平，当电平值超过阈值时，开始采样步骤；所述采样步骤具体为：采样到高电平时代表逻辑电平0，采样到低电平时代表逻辑电平1，每采样到一个逻辑电平时，计数器加1，当计数器加到10时，结束本次采样。

一方面，本发明还提供一种音频接口的数字信号传输装置，所述装置包括：音频接口和微控制器MCU；所述音频接口直接与MCU的引脚连接，所述装置还包括：

接收单元，用于采用音频接口接收通用异步接收发送UART信号；

采样单元，用于对该UART信号采用48KH_Z采样频率采样得到数字信号；

所述采样单元具体包括：

循环采样模块，用于重复启动检测模块和采样模块工作直至所有UART信号采样完毕；

检测模块，用于检测UART信号的电平，当电平值超过阈值时，启动采样模块工作；

采样模块，用于采样到高电平时代表逻辑电平0，采样到低电平时代表逻辑电平1，每采样到一个逻辑电平时，计数器加1，当计数器加到10时，结束本次采样。

下一方面，本发明还提供一种电子设备，所述电子设备包括上述音频接口的数字信号传输装置。

在本发明实施例中，本发明提供的技术方案通过对音频接口的UART信号直接采样来实现音频接口传递数据信号的目的，所以其具有支持和采集数字信号的优点，另外，由于本发明提供的方法在进行数字信号的传输时无需进行FSK调制后再对模拟信号采样的步骤，所以其能大大提高数据的传输速度，降低能耗。

附图说明

图1是本发明具体实施方式提供的一种音频接口的数字信号传输方法的流程图；

图2是本发明提供的一种方法的采样的波形图；

图3是本发明提供的一种UART信号的帧格式图；

图4是本发明提供的进行处理的帧结构图；

图5是本发明具体实施方式还提供一种音频接口的数字信号传输装置的结构图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供的一种音频接口的数字信号传输方法，该方法由移动终端完成，该方法如图1所示，包括：

S11、采用音频接口接收通用异步接收发送(Universal AsynchronousReceiver/Transmitter，UART)信号；

S12、对该UART信号采用48KH_Z采样频率采样得到数字信号。

实现S12的方法具体可以为：

重复进行检测步骤和采样步骤直至所有UART信号采样完毕；其中，上述检测步骤具体可以为：检测UART信号的电平，当电平值超过阈值时，开始采样步骤；该采样步骤具体可以为：采样到高电平时代表逻辑电平0，采样到低电平时代表逻辑电平1，每采样到一个逻辑电平时，计数器加1，当计数器加到10时，结束本次采样。

本发明提供的方法通过对音频接口的UART信号直接采样来实现音频接口传递数据信号的目的，所以其具有支持和采集数字信号的优点，另外，由于本发明提供的方法在进行数字信号的传输时无需进行FSK调制后再对模拟信号采样的步骤，所以其能大大提高数据的传输速度，降低能耗。

其中，采用本方法进行采样的波形图如图2所示，其中，中间一段带噪声的放电曲线(图2中的S区域)是因为移动终端内的音频接口(MIC口)的硬件结构里面是一个场效应管的放大电路需要加直流偏置才能工作，如果不隔直会产生电流声，因此添加了一个隔直电容，帧间间隔时间没有信号发送，因此隔直电容放电，会出现一段如图2所示S区域所示的放电曲线，当检测到一个下降沿时，电平值超过阈值，此时开始采样，当到上升沿到来时，采样到第一个逻辑电平0，此时计数器开始计数。

另外，需要说明的是，本发明所在的移动终端的硬件电路需要进行一些适应性的改动，具体改动可以为：该移动终端内的微控制单元(Micro Control Unit，MCU)的引脚直接与音频接口连接，此时，音频接口接收的数据不需要进行调制解调和模数转换，直接由MCU采样本发明提供的方法对接收到的UART信号进行采样。

另外，需要说明的是，本发明中的UART信号具体可以为：2400bps、4800bps或9600bps的信号，通过实验表明，采用本发明提供方法对9600bps的UART信号的传输效果最好，能大大提高数据的传输速度，降低能耗。

下面以波特率为9600bps为例来说明实现上述方法的具体步骤，其中，采样率48000/波特率9600bps＝5，即5个点表示一位数据位。

1、UART信号的起始位为0，由表示第一个0所有点的平均值减去一个常量(此为100)所得的数作为阈值。因为MIC口内部的降噪电路影响，输入电流过高会自动衰减，输入电流过低会自动增益，导致代表每字节比特位的高低电平值不稳定。因此需要每处理一个字节后，将最大值保存，作为下一次采样的阈值。

2、等待上升沿到来即等待一个大于阈值的点到来开始记录波形数据。根据有效数据位乘以五作为存储长度，冗余的高电平1可不存储。

3、对存储的波形进行处理，由大于或小于阈值的连续采样点的点数决定，如连续5个高于高阈值的点，我们将其记作一个零，10个高于阈值的点将其记作两个零，依次类推，bit为1的也可以同理上述记录方式。

4、移动终端输出数据采用同样的数据格式，以9600bps波特率为例，发送频率采用48kHz，也就是每秒发送48k个值，以5个点代表一个电位，通过耳机口(即音频接口)发送出去，由外设接收。

另外，需要说明的是，实现上述S12步骤中的方式中的阈值可以为定值，当然也可以为变量，当为变量时，该阈值＝K*上次采样的高电平值，其中K为经验系数，取值可以为：1＞K＞0.95。当阈值设定为变量时，尤其将范围限定到1＞K＞0.95时，可以提高采样的精度，可以有效的去除一些噪声信号。

需要说明的是，接收的UART信号的帧格式可以如图3所示，其中，位起始位+8位数据位+1位校验位+1位停止位。字节校验位偶校验，起始位0，末尾停止位1。

需要说明的是，上述S12得到后的数字信号可以采用如图4所示的帧结构进行处理，其中，帧格式为：1位前导字节+1位帧起始符+1位控制码+1位数据长度+n位数据+1位校验码+1位结束符。LEAD：前导字段(1字节)。在主站发送帧信息之前，先发送一个前导字节，以提醒接收方。

FSB：帧起始字段(1字节)。

CMD：控制码字段(1字节)，也称信息分类码。

LEN：数据域长度字段(1字节)。

DATA：数据域字段(xx字节)。

CS：校验码字段(1字节)，从帧起始开始到校验码之前的所有各字节的模256

的和，即各字节二进制算术和，不计超过256的溢出值。

FEB：结束符字段(1字节)。

本发明具体实施方式还提供一种音频接口的数字信号传输装置，该装置如图5所示，包括：音频接口和微控制器MCU；所述音频接口直接与MCU的引脚连接，该装置还包括：

接收单元51，用于采用音频接口接收通用异步接收发送UART信号；

采样单元52，用于对该UART信号采用48KH_Z采样频率采样得到数字信号；

采样单元52具体包括：

循环采样模块521，用于重复启动检测模块522和采样模块523工作直至所有UART信号采样完毕；

检测模块522，用于检测UART信号的电平，当电平值超过阈值时，启动采样模块523工作；

采样模块523，用于采样到高电平时代表逻辑电平0，采样到低电平时代表逻辑电平1，每采样到一个逻辑电平时，计数器加1，当计数器加到10时，结束本次采样。

可选的，UART信号具体包括：2400bps、4800bps或9600bps的UART信号。

可选的，阈值为定值或变量；

当为变量时，阈值＝K*上次采样的高电平值，其中1＞K＞0.95。

本发明提供的装置通过对音频接口的UART信号直接采样来实现音频接口传递数据信号的目的，所以其具有支持和采集数字信号的优点，另外，由于本发明提供的方法在进行数字信号的传输时无需进行FSK调制后再对模拟信号采样的步骤，所以其能大大提高数据的传输速度，降低能耗。

本发明还提供一种电子设备，上述电子设备包括上述音频接口的数字信号传输装置。

可选的，上述电子设备具体可以为：移动终端、平板电脑、个人电脑或智能电视。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种音频接口的数字信号传输方法，其特征在于，所述方法包括：

采用音频接口接收通用异步接收发送UART信号；

对该UART信号采用48KH_Z采样频率采样得到数字信号；

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述UART信号具体包括：2400bps、4800bps或9600bps的UART信号。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述阈值为定值或变量；

4.一种音频接口的数字信号传输装置，所述装置包括：音频接口和微控制器MCU；其特征在于，所述音频接口直接与MCU的引脚连接，所述装置还包括：

所述采样单元具体包括：

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述UART信号具体包括：2400bps、4800bps或9600bps的UART信号。

6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述阈值为定值或变量；

7.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括如权利要求4-6任一所述的音频接口的数字信号传输装置。

8.根据权利要求7所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：

移动终端、平板电脑、个人电脑或智能电视。