CN105187631A - 基于耳机接口的智能终端按键设备及其控制方法 - Google Patents

Abstract

一种基于耳机接口的智能终端按键设备及其控制方法，该智能终端按键设备包括：控制器，连接按键组和电路单元；电路单元通过耳机接头的麦克风声道线连接智能终端的耳机接口，设置于控制器中或控制器与麦克风声道线之间；按键组设置至少一个按键，按键的一端连接至控制器，另一端连接电平或者控制器；按键触发按键信息，控制器根据按键信息控制电路单元触发电平信号和/或交流信号，电平信号进入所述麦克风声道线的直流输入端，交流信号进入所述麦克风声道线的麦克风输入端。利用本发明，可以在不改变智能终端的耳机接口硬件和连接的情况下使耳机接口支持多个物理按键，并解决现有技术中需要手动多次按按键来区分不同的按键操作的问题。

Description

基于耳机接口的智能终端按键设备及其控制方法

技术领域

本发明涉及基于耳机接口的智能终端控制技术领域，尤其涉及一种基于耳机接口的智能终端按键设备及其控制方法。

背景技术

现有的线控耳机接口支持摘挂机键，音量加键和音量减键三个实体按键，三键线控耳机的实现方案如图1所示，K1、K2、K3为三个实体按键，K1、K2对应音量加减键，K3对应摘挂机键，图1中K1，K2按键也可以放到麦克声道线和电阻之间，R4阻值可以0。

标号101为麦克风声道线，标号a、b、c，d，e，f分别对应麦克偏置端、麦克输入端、直流输入端，地，左听筒声道线，右听筒声道线。其中：

麦克偏置端a串联电阻R3，阻值通常2KΩ左右；

麦克风声道线101与智能终端的两个输入b和C分别连接；

麦克风输入端b，存在隔直流电容C；

直流输入端c为线控输入端，接收线控信号(按键后麦克风声道线上的电平信号)；

麦克风声道线必须连接麦克风电路或模拟麦克风电路，否者上述两个输入接口(麦克风输入端b/直流输入端c)会被智能终端禁止使用。

智能终端通过判断直流输入端的的电压值来区分不同的按键，上述的按键的信息可以通过线控输入(直流输入端c)传递给智能终端，智能终端操作系统本身支持线控输入。

图1中还存在第二个输入路径，即上述的麦克风输入端b，麦克风输入端b连接隔直流电容C，作为麦克风输入端接收交流信号。然而，一般按键信息都是电平信号，所以按键输出不能直接通过麦克风输入端b输入给智能终端。必须用交流信号表示按键信息后，按键信息才可以通过交流输入端b传递给智能终端。

耳机线控和智能终端通过d共地。

图1智能终端的微控制器包含用于接收麦克端输入信号的音频ADC电路和包含用于接收直流输入信号的电压检测电路，常见的电压检测电路包括ADC或模拟比较器,或专用的耳机识别芯片等。

见图1，当前主流的线控耳机实施方案，当分别按下K1，K2，K3时会接入不同的电阻进入电路网络，通过电阻分压在麦克声道线产生不同的直流信号，智能终端能通过检测电压值来识别不同的按键。

当前R1,R2值无统一标准，不同智能终端厂商可能会使用不同阻值R1，R2(如图1所示的)，因此线控耳机的音量加键和音量减键在不同智能终端上一般不兼容。由于按摘挂机键(K3键)时麦克风声道线接地，电压值为0，与R1，R2，R3阻值不相关，所以摘挂机键兼容性好，软件一般通过摘挂机键扩展按键个数。

当前线控耳机支持3个按键，上述3个按键一般不能满足实际的应用，例如：一些应用中，需要支持多个按键功能，比如音乐播放器的按键需求可能有：播放/暂停，上一首，下一首，音量加，音量减，快进，快退，打开歌曲文件夹等应用。

为了支持多个按键的应用同时考虑线控耳机的兼容性，使用者需要多次按或长按线控耳机上的摘挂机键，进行按键编码来实现扩展多个按键的目的，同时智能终端的软件配合进行解码，常见的按键组合方式举例如下：

按一次键、连续按两次键、连续按三次键、长时间按键、多次按键后再长时间按键和长时间后再多次按键等来区分多次按键操作，上述按键组合能实现一个按键完成多个按键的功能。

目前有多个按键需求的应用一般会使用上述方法，但手动多次按键的这种扩展按键方法存在明显的使用不足：

A、需要使用者记住按键的组合方式；

B、连续多次按键来区分不同的按键功能，容易疲劳；

C、多个按键配合使用时，连续按键的区分很难控制；

D、按键过快过慢引起按键错误或按键不成功；

E、长时间按摘挂机键，键被按下期间麦克风不能正常工作；

F、与智能终端兼容性不好。

发明内容

本发明提供一种基于耳机接口的智能终端按键设备及其控制方法，以在不改变智能终端的耳机接口硬件和连接的情况下使耳机接口支持多个物理按键，并解决现有技术中需要手动多次按按键来区分不同的按键操作的问题。

为了实现上述目的，本发明实施例提供了一种基于耳机接口的智能终端按键设备，所述的智能终端按键设备包括：控制器，连接按键组和电路单元；

所述电路单元，通过耳机接头的麦克风声道线连接智能终端的耳机接口，设置于所述控制器中或所述控制器与麦克风声道线之间；

所述按键组，设置至少一个按键，所述按键的一端连接至所述控制器，另一端连接电平或者所述控制器；

所述按键触发按键信息，所述控制器根据所述按键信息控制所述电路单元触发电平信号和/或交流信号，所述电平信号进入所述麦克风声道线的直流输入端，所述交流信号进入所述麦克风声道线的麦克风输入端。

在一实施例中，所述麦克风声道线连接所述控制器的电源管脚，为所述控制器提供电源。

在一实施例中，所述智能终端按键设备还包括，电压转换模块，所述麦克风声道线连接所述电压转换模块输入端，所述电压转换模块的输出端连接所述控制器电源管脚，为所述控制器提供电源。

在一实施例中，所述智能终端按键设备还包括：储能电容，连接在所述电源管脚与地线之间。

在一实施例中，所述智能终端按键设备还包括：开关，连接在所述储能电容与所述麦克风声道线之间，所述控制器连接所述开关的控制端，所述开关与所述储能电容之间的连线连接所述电源管脚。

在一实施例中，所述智能终端按键设备还包括：电压转换模块，连接在所述麦克风声道线与所述开关之间或连接在所述开关与所述电源管脚之间。

在一实施例中，所述智能终端按键设备还包括：麦克风模拟电路，一端连接所述麦克风声道线，另一端连接所述控制器或地所述麦克风模拟电路受控于所述控制器。

在一实施例中，所述的麦克风模拟电路为电阻、电流源或DAC，所述电阻的电阻值、电流源及DAC由控制器调节。

在一实施例中，所述智能终端按键设备上包含耳机接口，所述耳机接口连接地，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。

在一实施例中，所述智能终端按键设备包含左听筒、右听筒及麦克风中的一个或多个。

在一实施例中，所述智能终端按键设备还包括：麦克风声道线和地线识别电路，一输入端连接所述麦克风声道线，另一输入端接地。

在一实施例中，所述控制器包括数据接收电路，用于接收从所述智能终端传来的数据，所述的数据接收电路连接所述智能终端的听筒左声道或听筒右声道。

在一实施例中，所述智能终端按键设备还包括：控制音量加和/或音量减电路，所述控制音量加和/或音量减电路的输出端连接所述麦克风声道线，所述控制音量加和/或音量减电路集成在所述控制器内或所述控制器外。

在一实施例中，所述按键的个数大于4个。

为了实现上述目的，本发明实施例还提供一种应用于上述的智能终端按键设备的控制方法，该控制方法包括：

所述控制器接收用户对所述按键组中的一个按键的长按键操作；

当所述按键被按下时，所述控制器控制所述电路单元发出第一交流信号或第一直流信号，当所述按键被抬起时，所述控制器控制所述电路单元发出第二交流信号或第二直流信号；

所述智能终端通过第一交流信号或第一直流信号判断按键被按下，通过第二交流信号或第二直流信号判断按键被抬起；

其中，在长按键操作期间，所述控制器释放麦克风声道线，麦克风执行录音功能。

利用本发明，无需改变当前的耳机接口硬件电路和连接方式，可以扩展多个按键，并且不需要使用者采用多次按键组合的方式实现相应功能，减少了使用按键疲劳并增加了按键的准确性，同时解决了当前线控耳机长按键麦克风无效的问题，具体地：

可以在不改变智能终端的耳机接口硬件和连接的情况下使耳机接口支持多物理按键，并解决现有技术中需要手动多次按按键来区分不同的按键操作的问题；

可以不改变智能终端的耳机接口硬件和连接，使耳机接口能够支持多个物理按键；

不需要手动多次按按键来区分不同的按键操作；

按键不会出现误识别；

长时间按键可以使麦克风工作；

提高了线控耳机与智能终端的兼容性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有的线控耳机接口的三键线控耳机的实现方案示意图；

图2为本发明实施例基于耳机接口的智能终端按键设备的结构示意图；

图3为本发明一实施例的电路单元103的结构示意图；

图4为本发明另一实施例的电路单元103的结构示意图；

图5为本发明另一实施例的电路单元的结构示意图；

图6为本发明另一实施例的电路单元的结构示意图；

图7为本发明另一实施例的电路单元的结构示意图；

图8是区别于图2的为本发明另一实施例的按键的连接方式示意图；

图9为本发明一实施例的按键设备供电示意图；

图10为本发明一实施例的按键设备供电示意图；

图11为本发明另一实施例的按键设备供电示意图；

图12A为本发明一实施例的按键设备供电示意图；

图12B为本发明一实施例的按键设备供电示意图；

图12C为本发明一实施例的按键设备供电示意图；

图13为本发明另一实施例的智能终端按键设备的结构示意图；

图14为本发明另一实施例的智能终端按键设备的结构示意图；

图15A为本发明另一实施例的智能终端按键设备的结构示意图；

图15B为本发明另一实施例的智能终端按键设备的结构示意图；

图15C为本发明另一实施例的智能终端按键设备的结构示意图；

图16A为本发明另一实施例的智能终端按键设备的结构示意图；

图16B为本发明另一实施例的智能终端按键设备的结构示意图；

图16C为本发明另一实施例的智能终端按键设备的结构示意图；

图17A为本发明另一实施例的智能终端按键设备的结构示意图；

图17B为本发明另一实施例的智能终端按键设备的结构示意图；

图18A为本发明一实施例的四段耳机接头结构示意图；

图18B为本发明另一实施例的四段耳机接头结构示意图；

图18C为本发明另一实施例的智能终端按键设备的结构示意图；

图18D为本发明另一实施例的智能终端按键设备的结构示意图；

图19为本发明另一实施例的智能终端按键设备的结构示意图；

图20A为本发明另一实施例的智能终端按键设备的结构示意图；

图20B为本发明另一实施例的智能终端按键设备的结构示意图；

图20C为本发明另一实施例的智能终端按键设备的结构示意图；

图21为本发明实施例的智能终端按键设备的控制方法流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本实施实例中的智能终端为手机，但不局限于手机，支持线控耳机的智能设备都可以与本发明的设备配合使用。

如图2所示，本发明实施例提供了一种基于耳机接口的智能终端按键设备，该智能终端按键设备包括：控制器101、按键组102、电路单元103。

电路单元103通过耳机接头的麦克风声道线连接智能终端的耳机接口，电路单元103设置于控制器101中或控制器101与麦克风声道线之间。

按键组102上设置至少一个按键，按键的一端连接至控制器101，另一端连接电平或者控制器101。按键的数量可以根据需要进行设置，图2中示出了5个按键，仅为示例，并非用于限定。

本发明的基于耳机接口的智能终端按键设备中，按键触发按键信息，按键信息通过控制器101控制电路单元103触发电平信号和/或交流信号，电平信号进入麦克风声道线104的直流输入端c，交流信号进入麦克风声道线104的麦克风输入端b。

图3为本发明一实施例的电路单元103的结构示意图。如图3所示，该电路单元103包含DAC模块及耦合电容C0。DAC模块用于输出交流信号，如果DAC模块有足够大的驱动能力或后端连接运放模块，那么DAC可直接驱动麦克风声道线104，一实施例中，耦合电容C0可以省略。其需要的驱动能力由智能终端的电阻R3和线路电容决定。图3中标号s0代表来自控制器的数据信号和使能信号。当DAC模块没有被使能时，DAC模块输出高阻，当使能后输出控制器指定的信号。优选的算法如下，当按下按键组102中不同的按键时，控制器101通过DAC模块输出不同频率的正弦波，如按下K1，控制器101控制电路单元103发送2khz频率的正弦波，当按K2时控制器控制发送3Khz正弦波，其他按键以此类推，可通过增加发送正弦波的持续时间或和调整正弦波信号的幅度来增加通讯的稳定性。智能终端可通过软件识别上述频率，确定按键信息。需要说明的是，上述算法仅为举例，实际使用DAC模块实现的通讯算法不局限于此。

图4为本发明另一实施例的电路单元103的结构示意图。如图4所示，该电路单元103包含正弦波发生器，用于发送正弦波信号，正弦发生器存在多种公知的电路结构，在此不再赘述。控制器101可调整发送不同频率和不同幅度的正弦波，还可以调整正弦波发送的持续时间。如果正弦波发生器的驱动能力足够大，正弦波发生器可直接驱动麦克风声道线，耦合电容C0可以省略。优选的算法同图3中所使用的算法，不再赘述。

图2至图4所示的上述电路结构无需改变智能终端特别是手机的硬件结构，仅通过调用智能终端操作系统提供的软件录音函数和频率识别算法即可实现，公知频率识别算法有FFT算法，戈策尔算法，产生正弦波算法可采用公知的查表法等。

图5为本发明另一实施例的电路单元的结构示意图。图5中示例出了上述电路单元输出的直流电平的电路结构，GPIO和电子开关(图5中的开关)组成电路单元，控制器101控制GPIO导通与断开电子开关，电子开关的导通使麦克风声道线接地，功能如同按下线控耳机的摘挂机键，电子开关断开时不驱动104线。其中，电子开关可包含在控制器内或在麦克风声道线和控制器之间。控制器通过模拟多次按摘挂机键来编码不同的实体按键，无需使用者手动多次按键。图5所示的结构，解决了目前用户手动多次按摘挂机键的问题，由于当前智能终端软件支持使用者手动多次按摘挂机键，所以图5结构不需要更改智能终端的硬件和软件。

图6为本发明另一实施例的电路单元的结构示意图，示例了上述电路输出直流电平的电路结构：DAC为上述的电路单元，由控制器101控制输出直流信号低电平或高阻，实现的功能等同于图5，同理，如图3所示，图5中DAC也可以输出交流信息，但通过基于不同手机的大量产品测试，所述电路结构在输出交流和输出直流信号切换时，一些手机(大约5％)端会出现按键误识别，原因可能是因为不同手机的主板不同或驱动软件不同。

图7为本发明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，GPIO0/1、和DAC构成了上述的电路单元103，控制器101控制电子开关0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。

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GPIO，但不局限于GPIO，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：GPIO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。

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k1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。

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，本发明不以此为限。

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1mA～2mA电流，通常提供100uA电流时麦克风声道线的电压降低0.2v，所以如果按键设备能在1.8v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。

一实施例中，麦克风线104连接电压转换模块(DCDC)，DCDC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0.3v-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。

在一实施例中，智能终端按键设备还包括：储能电容C1，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11。如果按键设备工作时消耗的功耗大于100ua，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C1后，储能电容C1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C1也能增加按键设备的稳定性。

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C1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C1之间的连线连接控制器101的电源管脚。

如图12A所示，如果没有如图12A所示的开关1，当开关0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1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0闭合前，先断开开关1切断储能电容C1到开关0的放电通路，那么当麦克风声道线被开关0拉低后，储能电容C1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1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。

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。

图12C中，由于开关管0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。

一实施例中，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。

一实施例中，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22.1khz)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+DCDC电压管理芯片实现，或集成在控制器内。

一实施例中，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。

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。

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。

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s0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。

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s0调节，电流值可以为0。如果电流为0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。

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。

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。

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。

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，四段耳机接口的麦克风端和地端位置会不同，如图18A及图18B所示，1801为声道线、1802为地线，1803为麦克线。为了提高智能终端按键设备的够兼容性，增加了麦克风声道线和地线识别电路，如图18C所示，麦克风声道线和地线识别电路输入端的麦克风声道线和地输入的位置不确定，但该电路结构能识别麦克风声道线和地，从而固定位置输入/输出麦克风声道线和地线(麦克风声道线和地线两者都是双向输入输出的)。图18C中，A、B两个输入端分别为麦克风声道线或地，当A为麦克风声道线时，B为地，当B为麦克风声道线时，A为地。

如图18D所示，模拟比较0和反相器inv0为电源将A作为电源，模拟比较器1和反相器1以B作为电源，那么不论A和B哪个是麦克风声道线(作为电源)，一定有一个模拟比较器工作，另一个模拟比较器地和电源反接而不工作，为了防止地个电源反接引起短路，比较器和反向器电源回路串入限流电阻，优选的限流电阻为20kΩ。那么麦克风声道线一定是pmos0或pmos1的输出，地线一定是nmos0或nmos1的输出，其中pmos0和pmos1一定有一个导通一个断开，nmos0和nmos1一个导通一个断开，所以pmos0,pmos1线与作为麦克风声道线，nmos0和nmos1线与作为地线。

具体实施时，图2至图17B及图18C中的按键设备的控制器还可以包括：数据接收电路，用于接收从所述智能终端传来的数据，数据接收电路连接所述智能终端的听筒左声道或听筒右声道。如图19，数据接收单元为ADC接收听筒声道线F的信号，手机端软件和设备可以以公知的FSK或DTFM算法进行数据通讯。

具体实施时，图2至图17B，图18C及图19中的按键设备的控制器还可以包括：控制控制音量加和/或音量减电路，控制控制音量加和/或音量减电路的输出端连接所述麦克风声道线，所述音量加和/或音量减模拟电路集成在所述控制器内或所述控制器外，如图20A所示。

音量加和音量键模拟电路受控于所述控制器，图20B举例说明利用电阻分压实现当前线控耳机的控制音量加和音量减电路，电阻值可由控制器通过信号s0、s1调节，电阻可以开路。如果电阻开路等价于没有音量加和音量键功能。图20B，控制音量加电路的电阻为R0，控制音量减电路电阻为R1,通过控制R0和R1的阻值来调节按键后的麦克风声道线的电压,来与智能终端匹配正确的音量加和音量减功能需要的麦克风声道线的电压,举例说明,定义图20BK1键位音量加键,K2为音量减键,当K1和K2键断开是,R0,R1为无穷大开路,当按下K1和K2键时按键设备将合适的电阻值接入电阻网络,完成音量加和音量减键的功能.接入的电阻值在出厂设备时配置。

图20C举例说明了可调节电流源的电流实现音量加和音量减模拟电路，电流源的电流可由控制器通过s0、s1调节，电流值可以为0。如果电流为0等价于没有音量加和音量键功能。

如前所述，所述按键设备的所述控制器控制所述电路单元模拟多次摘挂机键，进行按键编码，扩展按键个数，同理也可以通过所述控制器控制所述音量加和或音量电路来模拟多次按音量加和/或音量减按键，进行按键编码，扩展按键个数。也可以利用音量加，音量减和摘挂机配合进行编码，比如：按键顺序不同对应不同的键，每个键的按键方式上述的摘挂机键编码，智能终端需要软件配合识别上述按键组合方式，从而完成多个物理键的功能。

一实施例中，本发明实施例的按键设备中按键的个数大于4个，本发明不以此为限。

本发明实施例还提供了一种控制方法，用于控制图2至图20C所示的智能终端按键设备，如图21所示，该控制方法包括：

S2101：所述控制器接收用户对所述按键组中的一个按键的长按键操作；

S2102：当所述按键被按下时，所述控制器控制所述电路单元发出第一交流信号或第一直流信号，当所述按键被抬起时，所述控制器控制所述电路单元发出第二交流信号或第二直流信号；

S2103：所述智能终端通过第一交流信号或第一直流信号判断按键被按下，通过第二交流信号或第二直流信号判断按键被抬起；

其中，在长按键操作期间，所述控制器释放麦克风声道线，麦克风执行录音功能。

现有的三键线控耳机实现方案为电阻分压产生不同的电压，该电压值经麦克风声道线传递给智能终端，那么在用户长按按键时，麦克风声道线会固定在某个按键电平，此时麦克风不能录音，由于存在该技术缺陷，目前不能很方便的利用线控耳机和手机实现对讲机功能，对讲机的一般操作为按键后用户说话对讲机录音，键抬起对讲机将语音传给对方。

利用本发明的按键设备和手机可以实现对讲机的功能，具体地：

按键被按下，控制器控制所述电路单元发出第一交流信号，如2khz正弦波；

当所述按键被抬起时，所述控制器控制所述电路单元发出第一交流信号对应的第二交流信号2.1khz正弦波，智能终端，如手机，可以通过FFT算法或戈策尔算法识别2khz正弦波，认为按键被按下，识别2.1kzh正弦波认为按键被抬起，通过增加交流信号的幅度和持续的时间来增加识别的稳定性，实验表明手机在44.1khz采样的情况下，交流信号时间长度在0.8秒，在复杂噪声的情况下，没有任何误识别和漏识别。

同理也可以如下方法实现：

按键被按下，所述控制器控制所述电路单元发出第一直流信号，模拟5次摘挂机键，每次摘挂机的时间间隔为200ms，

当所述按键被抬起时，所述控制器控制所述电路单元发出第一直流信号对应的第二直流信号，模拟六次摘挂机键；

智能终端通过识别5次摘挂机键认为键按下，6次摘挂机键认为键抬起。

同理，键按下，按键设备发送2khz正弦波认为键按下，发送直流信号，6次正弦波认为键抬起，来实现长按。

上述方法的共同点为：仅仅在键按下和抬起的瞬间(小于1s)，按键设备占用麦克风声道线，在按键期间件按键设备释放麦克风声道线，智能终端可以实现录音。

利用本发明，无需改变当前的耳机接口硬件电路和连接方式，可以扩展多个按键，并且不需要使用者采用多次按键组合的方式实现相应功能，减少了使用按键疲劳并增加了按键的准确性，同时解决了当前线控耳机长按键麦克风无效的问题，具体地：

可以在不改变智能终端的耳机接口硬件和连接的情况下使耳机接口支持多物理按键，并解决现有技术中需要手动多次按按键来区分不同的按键操作的问题；

可以不改变智能终端的耳机接口硬件和连接，使耳机接口能够支持多个物理按键；

不需要手动多次按按键来区分不同的按键操作；

按键不会出现误识别；

长时间按键可以使麦克风工作；

提高了线控耳机与智能终端的兼容性。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

本发明中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (31)

1.一种基于耳机接口的智能终端按键设备，其特征在于，所述的智能终端按键设备包括：控制器，连接按键组和电路单元；

所述电路单元，通过耳机接头的麦克风声道线连接智能终端的耳机接口，设置于所述控制器中或所述控制器与麦克风声道线之间；

所述按键组，设置至少一个按键，所述按键的一端连接至所述控制器，另一端连接电平或者所述控制器；

所述按键触发按键信息，所述控制器根据所述按键信息控制所述电路单元触发电平信号和/或交流信号，所述电平信号进入所述麦克风声道线的直流输入端，所述交流信号进入所述麦克风声道线的麦克风输入端。

2.根据权利要求1所述的基于耳机接口的智能终端按键设备，其特征在于，所述麦克风声道线连接所述控制器的电源管脚，为所述控制器提供电源。

3.根据权利要求1所述的基于耳机接口的智能终端按键设备，其特征在于，所述智能终端按键设备还包括，电压转换模块，所述麦克风声道线连接所述电压转换模块输入端，所述电压转换模块的输出端连接所述控制器电源管脚，为所述控制器提供电源。

4.根据权利要求2所述的基于耳机接口的智能终端按键设备，其特征在于，所述智能终端按键设备还包括：储能电容，连接在所述电源管脚与地线之间。

5.根据权利要求4所述的基于耳机接口的智能终端按键设备，其特征在于，所述智能终端按键设备还包括：开关，连接在所述储能电容与所述麦克风声道线之间，所述控制器连接所述开关的控制端，所述开关与所述储能电容之间的连线连接所述电源管脚。

6.根据权利要求5所述的基于耳机接口的智能终端按键设备，其特征在于，所述智能终端按键设备还包括：电压转换模块，连接在所述麦克风声道线与所述开关之间或连接在所述开关与所述电源管脚之间。

7.根据权利要求1所述的基于耳机接口的智能终端按键设备，其特征在于，所述智能终端按键设备还包括：电池接口，所述电池接口连接一电池和所述控制器的电源管脚。

8.根据权利要求1所述的基于耳机接口的智能终端按键设备，其特征在于，所述智能终端按键设备还包括：交直流转换模块，连接在所述智能终端的听筒左声道或听筒右声道与所述控制器的电源管脚之间。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的基于耳机接口的智能终端按键设备，其特征在于，所述智能终端按键设备还包括：麦克风模拟电路，一端连接所述麦克风声道线，另一端连接所述控制器或地，所述麦克风模拟电路受控于所述控制器。

10.根据权利要求9所述的基于耳机接口的智能终端按键设备，其特征在于，所述的麦克风模拟电路为电阻、电流源或DAC，所述电阻的电阻值、电流源及DAC由控制器调节。

11.根据权利要求1、2、3、4、5、6、7、8或10所述的基于耳机接口的智能终端按键设备，其特征在于，所述智能终端按键设备上包含耳机接口，所述耳机接口连接地，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。

12.根据权利要求9所述的基于耳机接口的智能终端按键设备，其特征在于，所述智能终端按键设备上包含耳机接口，所述耳机接口连接地及麦克风声道线，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。

13.根据权利要求1、2、3、4、5、6、7、8或10所述的基于耳机接口的智能终端按键设备，其特征在于，所述智能终端按键设备包含左听筒、右听筒及麦克风中的一个或多个。

14.根据权利要求9所述的基于耳机接口的智能终端按键设备，其特征在于，所述智能终端按键设备包含左听筒、右听筒及麦克风中的一个或多个。

15.根据权利要求1、2、3、4、5、6、7、8、10、12或14所述的基于耳机接口的智能终端按键设备，其特征在于，所述智能终端按键设备还包括：麦克风声道线和地线识别电路，一输入端连接所述麦克风声道线，另一输入端接地。

16.根据权利要求9所述的基于耳机接口的智能终端按键设备，其特征在于，所述智能终端按键设备还包括：麦克风声道线和地线识别电路，一端连接所述麦克风声道线，另一端接地。

17.根据权利要求11所述的基于耳机接口的智能终端按键设备，其特征在于，所述智能终端按键设备还包括：麦克风声道线和地线识别电路，一端连接所述麦克风声道线，另一端接地。

18.根据权利要求13所述的基于耳机接口的智能终端按键设备，其特征在于，所述智能终端按键设备还包括：麦克风声道线和地线识别电路，一端连接所述麦克风声道线，另一端接地。

19.根据权利要求1、2、3、4、5、6、7、8、10、12、14、16、17或18所述的基于耳机接口的智能终端按键设备，其特征在于，所述控制器包括数据接收电路，用于接收从所述智能终端传来的数据，所述的数据接收电路连接所述智能终端的听筒左声道或听筒右声道。

20.根据权利要求9所述的基于耳机接口的智能终端按键设备，其特征在于，所述控制器包括数据接收电路，用于接收从所述智能终端传来的数据，所述的数据接收电路连接所述智能终端的听筒左声道或听筒右声道。

21.根据权利要求11所述的基于耳机接口的智能终端按键设备，其特征在于，所述控制器包括数据接收电路，用于接收从所述智能终端传来的数据，所述的数据接收电路连接所述智能终端的听筒左声道或听筒右声道。

22.根据权利要求13所述的基于耳机接口的智能终端按键设备，其特征在于，所述控制器包括数据接收电路，用于接收从所述智能终端传来的数据，所述的数据接收电路连接所述智能终端的听筒左声道或听筒右声道。

23.根据权利要求15所述的基于耳机接口的智能终端按键设备，其特征在于，其特征在于，所述控制器包括数据接收电路，用于接收从所述智能终端传来的数据，所述的数据接收电路连接所述智能终端的听筒左声道或听筒右声道。

24.根据权利要求1、2、3、4、5、6、7、8、10、12、14、16、17、18、20、21、22或23所述的基于耳机接口的智能终端按键设备，其特征在于，所述智能终端按键设备还包括：控制音量加和/或音量减电路，所述控制音量加和/或音量减电路的输出端连接所述麦克风声道线，所述控制音量加和/或音量减电路集成在所述控制器内或所述控制器外。

25.根据权利要求9所述的基于耳机接口的智能终端按键设备，其特征在于，所述智能终端按键设备还包括：音量加和/或音量减模拟电路，所述音量加和/或音量减模拟电路的输出端连接所述麦克风声道线，所述音量加和/或音量减模拟电路集成在所述控制器内或所述控制器外。

26.根据权利要求11所述的基于耳机接口的智能终端按键设备，其特征在于，所述智能终端按键设备还包括：音量加和/或音量减模拟电路，所述音量加和/或音量减模拟电路的输出端连接所述麦克风声道线，所述音量加和/或音量减模拟电路集成在所述控制器内或所述控制器外。

27.根据权利要求13所述的基于耳机接口的智能终端按键设备，其特征在于，所述智能终端按键设备还包括：音量加和/或音量减模拟电路，所述音量加和/或音量减模拟电路的输出端连接所述麦克风声道线，所述音量加和/或音量减模拟电路集成在所述控制器内或所述控制器外。

28.根据权利要求15所述的基于耳机接口的智能终端按键设备，其特征在于，所述智能终端按键设备还包括：音量加和/或音量减模拟电路，所述音量加和/或音量减模拟电路的输出端连接所述麦克风声道线，所述音量加和/或音量减模拟电路集成在所述控制器内或所述控制器外。

29.根据权利要求19所述的基于耳机接口的智能终端按键设备，其特征在于，所述智能终端按键设备还包括：音量加和/或音量减模拟电路，所述音量加和/或音量减模拟电路的输出端连接所述麦克风声道线，所述音量加和/或音量减模拟电路集成在所述控制器内或所述控制器外。

30.根据权利要求1、2、3、4、5、6、7、8、10、12、14、16、17、18、20、21、22、23、25、26、27、28或29所述的基于耳机接口的智能终端按键设备，其特征在于，所述按键的个数大于4个。

31.一种应用于权利要求1的基于耳机接口的智能终端按键设备的控制方法，其特征在于，包括：

所述控制器接收用户对所述按键组中的一个按键的长按键操作；

当所述按键被按下时，所述控制器控制所述电路单元发出第一交流信号或第一直流信号，当所述按键被抬起时，所述控制器控制所述电路单元发出第二交流信号或第二直流信号；

所述智能终端通过第一交流信号或第一直流信号判断按键被按下，通过第二交流信号或第二直流信号判断按键被抬起；

其中，在长按键操作期间，所述控制器释放麦克风声道线，麦克风执行录音功能。