CN106658283B - 双插针式耳机接口自动切换的系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及通讯技术领域，具体涉及一种双插针式耳机接口自动切换的系统，包括：双插针接口模块与模拟开关模块连接，模拟开关模块分别与UART功能模块及USB功能模块连接，电平转换电路用于检测双插针接口模块插入的不同类型的外部设备，并输出高低电平，高低电平控制模拟开关模块与USB功能模块或UART功能模块的连通，UART功能模块本发明通过简单的元器件组成电平转换电路，把差值较大的两组直流电平转换为逻辑高低电平去控制模拟开关，当插入双插针接口模块插入的不同类型的外部设备时，自动切换到不同通讯模式或工作状态。
Description
技术领域
本发明涉及通讯技术领域，具体涉及一种双插针式耳机接口自动切换的系统。
背景技术
在专网通讯终端市场，3节6PIN双插针式耳机接口以其连接紧密可靠，插拔方便，成本低而被普遍使用，考虑到此类接口市场的通用性，与其它外设的功能兼容性，其6PIN通用的引脚定义为：SPK-、SPK+、TXD、RXD、MIC、OPT-SEL、GND，这些功能定义只能满足一些基本功能专网通讯需求，对于涉及到USB读写的带语音存贮及语音加密的功能扩展，现有的引脚数量就显得不够用了。
由于上述限制，在引脚数有限及不影响各个引脚正常功能的情况下，采用引脚间功能互用或交替使用，来增加引脚的利用率及功能需求，来满足UART与USB及MIC与Vbus互用，来增加主机的功能需求及方便二次开发。
现有技术中，要么电路结构较复杂，成本较高，要么功能较少，不利于二次开发、功能扩展。
发明内容
本发明的目的在于提出一种双插针式耳机接口自动切换的系统，能够通过简单的电平转换电路控制模拟开关，使得插入不同的配件外设时自动切换通讯模式或工作状态。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
作为本发明的一个方面，提供的一种双插针式耳机接口自动切换的系统，包括：双插针接口模块J1、UART功能模块U1、USB功能模块U2、模拟开关模块U4和电平转换电路，所述双插针接口模块J1与模拟开关模块U4连接，所述模拟开关模块U4分别与UART功能模块U1及USB功能模块U2连接，电平转换电路用于检测双插针接口模块J1插入的不同类型的外部设备，并输出高低电平，所述高低电平控制模拟开关模块U4与USB功能模块U2或UART功能模块U1的连通UART功能模块。
优选地，所述电平转换电路包括：电阻R3、稳压二极管D4及电阻R4，所述双插针接口模块J1的MIC端子与VBUS节点、电阻R3的一端及稳压二极管D4的负极连接在一起，所述稳压二极管D4的正极与电阻R4的一端及节点SW_C连接在一起，所述节点SW_C与模拟开关模块U4的S端子连接，所述电阻R3的另一端接地。
优选地，所述双插针接口模块J1的TXD/D+端子与模拟开关模块U4的D+端子连接，所述双插针接口模块J1的RXD/D-端子与模拟开关模块U4的D-端子连接；所述模拟开关模块U4的1D+端子与UART功能模块U1的TXD端子连接，所述模拟开关模块U4的1D-端子与UART功能模块U1的RXD端子连接，所述模拟开关模块U4的2D+端子与USB功能模块U2的USB_D+端子连接，所述模拟开关模块U4的2D-端子与USB功能模块U2的USB_D-端子连接，所述模拟开关模块U4的VDD端子与3V3D1节点连接，所述模拟开关模块U4的GND端子与/OE端子一起接地。
优选地，当双插针接口模块J1连接串口写频线进行UART读写操作时，所述串口写频线与双插针接口模块J1的MIC端子无连接，故所述MIC端子保持默认的直流电平，所述默认的直流电平通过稳压二极管D4和电阻R4组成的逻辑电平转换电路，从节点SW_C输出低电平，模拟开关模块U4的S端子接收到所述低电平后，将模拟开关模块U4的D+端子与1D+端子内部连通，将模拟开关模块U4的D-端子与1D-端子内部连通，通过模拟开关模块U4将双插针接口模块J1与UART功能模块U1连通。
优选地，当双插针接口模块J1连接USB录音读取线进行USB读写操作时，所述USB录音读取线通过VBUS节点与双插针接口模块J1的MIC端子连接，因此所述MIC端子变为5V直流电平，所述5V直流电平通过稳压二极管D4和电阻R4组成的逻辑电平转换电路，从节点SW_C输出高电平，模拟开关模块U4的S端子接收到所述高电平后，将模拟开关模块U4的D+端子与2D+端子内部连通，将模拟开关模块U4的D-端子与2D-端子内部连通，通过模拟开关模块U4将双插针接口模块J1与USB功能模块U2连通。
优选地，还包括电源模块U3，所述VBUS节点还与肖特基二极管D3的正极连接，肖特基二极管D3的负极与肖特基二极管D2的正极及电阻R2的一端连接在一起，肖特基二极管D2的负极与肖特基二极管D1的负极一起连接至电源模块U3的电源输入端，肖特基二极管D1的正极与UART功能模块U1的DC4V端子连接，电阻R2的另一端与电阻R1的一端、电源模块U3的使能输入端及UART功能模块U1的PWR_EN端子连接在一起，电阻R1的另一端接地，电源模块U3的输出端与USB功能模块的电源端及3V3D1节点连接在一起。
优选地，所述电阻R1的阻值为47KΩ，所述电阻R2的阻值为10KΩ，所述电阻R3的阻值为100KΩ，所述电阻R4的阻值为3.3KΩ，所述稳压二极管D4的稳压值为3.6V。
优选地，还包括主电池模块BATT1，所述主电池模块BATT1的负极接地，所述主电池模块BATT1的正极与开关SW1的一端连接，开关SW1的另一端与保险丝F1的一端连接，保险丝F1的另一端与UART功能模块U1的电源输入端连接。
优选地，所述主电池模块BATT1的电压值为8.4V。
本发明的有益效果为：一种双插针式耳机接口自动切换的系统，包括：双插针接口模块J1、UART功能模块U1、USB功能模块U2、模拟开关模块U4和电平转换电路，所述双插针接口模块J1与模拟开关模块U4连接，所述模拟开关模块U4分别与UART功能模块U1及USB功能模块U2连接，电平转换电路用于检测双插针接口模块J1插入的不同类型的外部设备，并输出高低电平，所述高低电平控制模拟开关模块U4与USB功能模块U2或UART功能模块U1的连通UART功能模块，本发明通过简单的元器件组成电平转换电路，把差值较大的两组直流电平转换为逻辑高低电平去控制模拟开关，当插入双插针接口模块J1插入的不同类型的外部设备时，自动切换到不同通讯模式或工作状态。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种双插针式耳机接口自动切换的系统的功能模块图。
图2是本发明实施例提供的一种双插针式耳机接口自动切换的系统的原理图。
具体实施方式
下面结合图1及图2并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
图1是本发明实施例提供的一种双插针式耳机接口自动切换的系统的功能模块图。
一种双插针式耳机接口自动切换的系统，包括：双插针接口模块J1、UART功能模块U1、USB功能模块U2、模拟开关模块U4和电平转换电路，所述双插针接口模块J1与模拟开关模块U4连接，所述模拟开关模块U4分别与UART功能模块U1及USB功能模块U2连接，电平转换电路用于检测双插针接口模块J1插入的不同类型的外部设备，并输出高低电平，所述高低电平控制模拟开关模块U4与USB功能模块U2或UART功能模块U1的连通UART功能模块。
在本实施例中，本发明通过简单的元器件组成电平转换电路，把差值较大的两组直流电平转换为逻辑高低电平去控制模拟开关，当插入双插针接口模块J1插入的不同类型的外部设备时，自动切换到不同通讯模式或工作状态。
在本实施例中，双插针接口模块J1上的MIC端子与VBUS节点（指USB用5V电压）互用，产生两种差值较大的直流电平，一组3V，一组5V，通过电平转换电路转换为逻辑高低电平，去控制模拟开关。
在本实施例中，所述UART功能模块为对讲主机模块，所述USB功能模块为录音模块。作为另一种实施例，所述UART（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，通用异步收发传输器）功能模块也可以为其他具有UART接口的设备，所述USB功能模块也可以为其他具有USB接口的设备。
如图2所示，在本实施例中，所述电平转换电路包括：电阻R3、稳压二极管D4及电阻R4，所述双插针接口模块J1的MIC端子与VBUS节点、电阻R3的一端及稳压二极管D4的负极连接在一起，所述稳压二极管D4的正极与电阻R4的一端及节点SW_C连接在一起，所述节点SW_C与模拟开关模块U4的S端子连接，所述电阻R3的另一端接地。
在本实施例中，电阻R3是一个下拉泄放电阻，确保状态稳定及关电时余电泄放。
在本实施例中，所述双插针接口模块J1的TXD/D+端子与模拟开关模块U4的D+端子连接，所述双插针接口模块J1的RXD/D-端子与模拟开关模块U4的D-端子连接；所述模拟开关模块U4的1D+端子与UART功能模块U1的TXD端子连接，所述模拟开关模块U4的1D-端子与UART功能模块U1的RXD端子连接，所述模拟开关模块U4的2D+端子与USB功能模块U2的USB_D+端子连接，所述模拟开关模块U4的2D-端子与USB功能模块U2的USB_D-端子连接，所述模拟开关模块U4的VDD端子与3V3D1节点连接，所述模拟开关模块U4的GND端子与/OE端子一起接地。
在本实施例中，所示外部设备包括：串口写频线、USB录音读取线和普通耳机/声控耳机。
在本实施例中，当双插针接口模块J1连接串口写频线进行UART读写操作时，所述串口写频线与双插针接口模块J1的MIC端子无连接，故所述MIC端子保持默认的直流电平，所述默认的直流电平通过稳压二极管D4和电阻R4组成的逻辑电平转换电路，从节点SW_C输出低电平，模拟开关模块U4的S端子接收到所述低电平后，将模拟开关模块U4的D+端子与1D+端子内部连通，将模拟开关模块U4的D-端子与1D-端子内部连通，通过模拟开关模块U4将双插针接口模块J1与UART功能模块U1连通。
在本实施例中，所述默认的直流电平为3V，所述稳压二极管D4的稳定电压为3.6V。
作为另一种实施例，当默认的直流电平有变化时，可以根据默认的直流电平选取合适的稳压二极管D4，来达到本发明中的接口切换功能。
在本实施例中，当双插针接口模块J1连接USB录音读取线进行USB读写操作时，所述USB录音读取线通过VBUS节点与双插针接口模块J1的MIC端子连接，因此所述MIC端子变为5V直流电平，所述5V直流电平通过稳压二极管D4和电阻R4组成的逻辑电平转换电路，从节点SW_C输出高电平，模拟开关模块U4的S端子接收到所述高电平后，将模拟开关模块U4的D+端子与2D+端子内部连通，将模拟开关模块U4的D-端子与2D-端子内部连通，通过模拟开关模块U4将双插针接口模块J1与USB功能模块U2连通。
在本实施例中，所述MIC端子的电平由所述USB录音读取线的VBUS节点电压决定，当所述USB录音读取线的VBUS节点的电压变化时，只要大于所述稳压二极管D4的稳定电压值，都可以使所述电平转换电路输出逻辑高电平。
在本实施例中，当双插针接口模块J1连接USB录音读取线进行USB读写操作时，所述MIC端子变为5V直流电平。
在本实施例中，当双插针接口模块J1连接普通耳机/声控耳机时，由于耳机线只与SPK-、SPK+、MIC、GND连接，MIC默认为3V直流电平，此时利用稳压二极管的反向击穿特性，3V电平经过稳压二极管D4时其反向电流很小则SW_C节点处的电平值几乎为0V，其中稳压二极管D4和电阻R4组成逻辑电平转换电路，由SW_C节点去控制模拟开关模块U4的S端，将模拟开关模块U4的D+端子与1D+端子内部连通，将模拟开关模块U4的D-端子与1D-端子内部连通，保持外设耳机插入时为默认的串口，由于耳机外设没有引脚与TXD/D+、RXD/D-连接，因此不管模拟开关模块U4在何种状态都不影响耳机的正常使用。
在本实施例中，当双插针接口模块J1连接普通耳机/声控耳机时，其工作状态与模拟开关模块U4无关，是由现有技术来完成，不在本发明保护范围中，因此未在图2中画出。
在本实施例中，还包括电源模块U3，所述VBUS节点还与肖特基二极管D3的正极连接，肖特基二极管D3的负极与肖特基二极管D2的正极及电阻R2的一端连接在一起，肖特基二极管D2的负极与肖特基二极管D1的负极一起连接至电源模块U3的电源输入端，肖特基二极管D1的正极与UART功能模块U1的DC4V端子连接，电阻R2的另一端与电阻R1的一端、电源模块U3的使能输入端及UART功能模块U1的PWR_EN端子连接在一起，电阻R1的另一端接地，电源模块U3的输出端与USB功能模块的电源端及3V3D1节点连接在一起。
在本实施例中，所述电阻R1的阻值为47KΩ，所述电阻R2的阻值为10KΩ，所述电阻R3的阻值为100KΩ，所述电阻R4的阻值为3.3KΩ，所述稳压二极管D4的稳压值为3.6V。
在本实施例中，还包括主电池模块BATT1，所述主电池模块BATT1的负极接地，所述主电池模块BATT1的正极与开关SW1的一端连接，开关SW1的另一端与保险丝F1的一端连接，保险丝F1的另一端与UART功能模块U1的电源输入端连接。
在本实施例中，所述主电池模块BATT1的电压值为8.4V。
以上所述仅为本发明的具体实施方式，这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制，在本实施例中，给出的各元件的参数只是本实施例中的最佳取值，而不是对本发明的保护范围的限制，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到采用以上各元件的其他合理参数来达到本发明双插针式耳机接口自动切换的功能的都在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种双插针式耳机接口自动切换的系统，其特征在于，包括：双插针接口模块J1、UART功能模块U1、USB功能模块U2、模拟开关模块U4和电平转换电路，所述双插针接口模块J1与模拟开关模块U4连接，所述模拟开关模块U4分别与UART功能模块U1及USB功能模块U2连接，电平转换电路用于检测双插针接口模块J1插入的不同类型的外部设备，并输出高低电平，所述高低电平控制模拟开关模块U4与USB功能模块U2或UART功能模块U1的连通；所述电平转换电路包括：电阻R3、稳压二极管D4及电阻R4，所述双插针接口模块J1的MIC端子与VBUS节点、电阻R3的一端及稳压二极管D4的负极连接在一起，所述稳压二极管D4的正极与电阻R4的一端及节点SW_C连接在一起，所述节点SW_C与模拟开关模块U4的S端子连接，所述电阻R3的另一端接地；所述双插针接口模块J1的TXD/D+端子与模拟开关模块U4的D+端子连接，所述双插针接口模块J1的RXD/D-端子与模拟开关模块U4的D-端子连接；所述模拟开关模块U4的1D+端子与UART功能模块U1的TXD端子连接，所述模拟开关模块U4的1D-端子与UART功能模块U1的RXD端子连接，所述模拟开关模块U4的2D+端子与USB功能模块U2的USB_D+端子连接，所述模拟开关模块U4的2D-端子与USB功能模块U2的USB_D-端子连接，所述模拟开关模块U4的VDD端子与3V3D1节点连接，所述模拟开关模块U4的GND端子与/OE端子一起接地；当双插针接口模块J1连接串口写频线进行UART读写操作时，所述串口写频线与双插针接口模块J1的MIC端子无连接，故所述MIC端子保持默认的直流电平，所述默认的直流电平通过稳压二极管D4和电阻R4组成的逻辑电平转换电路，从节点SW_C输出低电平，模拟开关模块U4的S端子接收到所述低电平后，将模拟开关模块U4的D+端子与1D+端子内部连通，将模拟开关模块U4的D-端子与1D-端子内部连通，通过模拟开关模块U4将双插针接口模块J1与UART功能模块U1连通。
2.根据权利要求1所述的一种双插针式耳机接口自动切换的系统，其特征在于，当双插针接口模块J1连接USB录音读取线进行USB读写操作时，所述USB录音读取线通过VBUS节点与双插针接口模块J1的MIC端子连接，因此所述MIC端子变为5V直流电平，所述5V直流电平通过稳压二极管D4和电阻R4组成的逻辑电平转换电路，从节点SW_C输出高电平，模拟开关模块U4的S端子接收到所述高电平后，将模拟开关模块U4的D+端子与2D+端子内部连通，将模拟开关模块U4的D-端子与2D-端子内部连通，通过模拟开关模块U4将双插针接口模块J1与USB功能模块U2连通。
3.根据权利要求2所述的一种双插针式耳机接口自动切换的系统，其特征在于，还包括电源模块U3，所述VBUS节点还与肖特基二极管D3的正极连接，肖特基二极管D3的负极与肖特基二极管D2的正极及电阻R2的一端连接在一起，肖特基二极管D2的负极与肖特基二极管D1的负极一起连接至电源模块U3的电源输入端，肖特基二极管D1的正极与UART功能模块U1的DC4V端子连接，电阻R2的另一端与电阻R1的一端、电源模块U3的使能输入端及UART功能模块U1的PWR_EN端子连接在一起，电阻R1的另一端接地，电源模块U3的输出端与USB功能模块的电源端及3V3D1节点连接在一起。
4.根据权利要求3所述的一种双插针式耳机接口自动切换的系统，其特征在于，所述电阻R1的阻值为47KΩ，所述电阻R2的阻值为10KΩ，所述电阻R3的阻值为100KΩ，所述电阻R4的阻值为3.3KΩ，所述稳压二极管D4的稳压值为3.6V。
5.根据权利要求1所述的一种双插针式耳机接口自动切换的系统，其特征在于，还包括主电池模块BATT1，所述主电池模块BATT1的负极接地，所述主电池模块BATT1的正极与开关SW1的一端连接，开关SW1的另一端与保险丝F1的一端连接，保险丝F1的另一端与UART功能模块U1的电源输入端连接。
6.根据权利要求5所述的一种双插针式耳机接口自动切换的系统，其特征在于，所述主电池模块BATT1的电压值为8.4V。
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
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