CN109831226A - 双向语音通信电路与游戏手柄 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种双向语音通信电路与游戏手柄，所述双向语音通信电路包括主控模块、解码模块、以及通道选择模块。本发明技术方案通过利用所述主控模块的两个的半双工工作方式的通信接口，并将所述两通信接口分别设置为输入端口部和输出端口部，通过设置通道选择模块，当所述通道选择模块的第一通道打开时，所述主控模块通过所述输出端口部传输的所述第一音频信息至所述解码模块；当所述通道选择模块的第二通道打开时，所述主控模块通过所述输入端口部接收所述解码模块传输的所述第二音频信息。从而实现了双向语音传输。因此通过利用本发明技术方案，使得具有两个I2S接口的蓝牙芯片即能够实现双向语音通信的功能。

Description

双向语音通信电路与游戏手柄

技术领域

本发明涉及一种双向语音通信电路与游戏手柄。

背景技术

在当今游戏行业，游戏手柄需求量巨大，而带有语音通讯的游戏手柄却少之又少。对于要求具有双向语音通讯的无线游戏手柄，最通用的思路为基于蓝牙耳机方案为平台，这种平台协议主要有HSP、HFP、A2DP与AVRCP等。HSP描述了蓝牙耳机如何与其他蓝牙设备进行通讯，HFP描述了免提设备如何使用网关设备拨打和接听电话。A2DP作为蓝牙立体声的核心配置文件，借助A2DP实现传输双声道立体声音乐数据，而AVRCP用于无线控制音乐播放器。然而基于蓝牙耳机方案为平台相对于游戏手柄的需求而言一般都有缺陷，如A/D口资源不够，PWM通道不够，其他一般的I/O口数量需求也一般不能满足，为此就需要外加MCU进行配合。这种方案从原理上讲是可行的，但成本太过昂贵，音频资源过于浪费，尤其是当无线游戏手柄需要OTA(Over-the-Air Technology)功能时，这种音频平台就更加稀少，价格更贵，所以时至今日没有厂家愿意利用此方案来实现具有双向语音的游戏手柄。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种双向语音通信电路与游戏手柄，旨在实现低成本的双向音频信息传输方式。

为实现上述目的，本发明提出的一种双向语音通信电路，包括：

主控模块，所述主控模块具有用于接收第一音频信息的第一音频输入端、分别进行半双工数据传输的输入端口部和输出端口部；

解码模块，具有用于接收第二音频信息的第二音频输入端；

通道选择模块，所述通道选择模块具有第一通道和第二通道，所述第一通道连接所述输出端口部与所述解码模块，所述第二通道连接所述输入端口部与所述解码模块；

当所述第一通道打开时，所述主控模块通过所述输出端口部传输所述第一音频信息至所述解码模块；当所述第二通道打开时，所述主控模块通过所述输入端口部接收所述解码模块传输的所述第二音频信息。

优选地，所述通道选择模块还具有受控端，所述受控端与所述主控模块电连接；

所述主控模块，还用于控制所述第一通道或者第二通道持续打开，或者控制所述第一通道或者所述第二通道按照预设导通周期交替打开。

优选地，所述输出端口部包括输出时钟端，所述输入端口部包括输入时钟端；

所述通道选择模块具有与所述输出时钟端电连接的第一时钟端，与所述输入时钟端电连接的第二时钟端、以及与所述解码模块的时钟端电连接的第三时钟端，所述第一时钟端与所述第三时钟端之间形成所述第一通道，所述第二时钟端与所述第三时钟端之间形成所述第二通道；

当所述第一通道打开时，所述第一时钟端与所述第三时钟端连通，所述输出端口部传输所述第一音频信息至所述解码模块；当所述第二通道打开时，所述第二时钟端与所述第三时钟端连通，所述输入端口部接收所述解码模块传输的所述第二音频信息。

优选地，所述主控模块和解码模块之间传输的时钟信号包括位时钟信号和字时钟信号；

所述输出时钟端、输入时钟端、以及解码模块的时钟端、所述通道选择模块的数量均为两个，且分别形成两路时钟传输通道，以对应传输所述位时钟信号和所述字时钟信号；每一路时钟传输通道中，所述输出时钟端、输入时钟端经过一所述通道选择模块与所述解码模块的时钟端电连接。

优选地，所述输入端口部和所述输出端口部均具有数据传输端，所述输入端口部的数据传输端与所述解码器的数据输出端电连接，所述输出端口部的数据传输端与所述解码器的数据输入端电连接；

当所述第一时钟端与所述第三时钟端连通时，所述输出端口部传输所述第一音频信息至所述解码器的数据输入端；

当所述第二时钟端与所述第三时钟端连通时，所述解码模块的数据输入端传输所述第二音频信息至所述输入端口部。

优选地，所述主控模块包括蓝牙芯片。

优选地，所述蓝牙芯片具有至少两个I2S接口，两所述I2S接口分别作为所述输入端口部和所述输出端口部。

优选地，所述主控模块以及所述解码器均具有主时钟端，且所述主控模块的主时钟端与所述解码器的主时钟端电连接。

本发明还提出一种游戏手柄，包括壳体以及设于所述壳体内的所述的双向语音通信电路；

所述游戏手柄还包括麦克风，所述麦克风与所述解码模块电连接，以接收所述第二音频信息。

优选地，所述游戏手柄还包括与所述主控模块分别电连接的操作机构、检测装置以及指示机构；

所述操作机构至少包括模拟按键、数字按键、摇杆中的一种或多种；

所述检测装置至少包括角速度传感器、加速度传感器中的一种或多种；

所述指示机构包括指示灯。

本发明技术方案通过利用所述主控模块的两个的半双工工作方式的通信接口，并将所述两通信接口分别设置为输入端口部和输出端口部，通过设置通道选择模块，当所述通道选择模块的第一通道打开时，所述主控模块通过所述输出端口部传输的所述第一音频信息至所述解码模块；当所述通道选择模块的第二通道打开时，所述主控模块通过所述输入端口部接收所述解码模块传输的所述第二音频信息。从而实现了双向语音传输。因此通过利用本发明技术方案，使得具有两个I2S接口的蓝牙芯片即能够实现双向语音通信的功能，有效地避免了基于蓝牙耳机平台结合MCU方案实现双向语音通信功能的高成本缺陷。

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示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明双向语音通信电路一实施例的电路结构框图；

图2为主控模块为型号为BCM20733的蓝牙芯片时，所对应的输入端口部和输出端口部的芯片接口电路示意图；

图3为主控模块为型号为BCM20733的蓝牙芯片，通道选择模块为型号为NLASB3175的通道选择芯片时，本发明双向语音通信电路一实施例的电路连接图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				10	主控模块	50	麦克风
20	通道选择模块	11	输出端口部
				30	解码模块	12	输入端口部
40	上位机

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

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的一部分实施例，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作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。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种双向语音通信电路，用于游戏操作设备，例如游戏手柄；请参阅图1，所述双向语音通信电路包括主控模块10、解码模块30、以及通道选择模块20。所述主控模块10具有用于接收第一音频信息的第一音频输入端、分别进行半双工数据传输的输入端口部12和输出端口部11；所述解码模块30具有用于接收第二音频信息的第二音频输入端；所述通道选择模块20具有第一通道和第二通道，所述第一通道连接所述输出端口部11与所述解码模块30，所述第二通道连接所述输入端口部12与所述解码模块30；当所述第一通道打开时，所述主控模块10通过所述输出端口部11传输的所述第一音频信息至所述解码模块30；当所述第二通道打开时，所述主控模块10通过所述输入端口部12接收所述解码模块30传输的所述第二音频信息。

所述主控模块10的第一音频输入端用于接收来自上位机40的第一音频信息，当所述主控模块10的第一音频输入端接收所述第一音频信息后，对该所述第一音频信息进行分析处理后进行打包，以为下一步的传输做准备。所述解码模块30的第二音频输入端用于接收来自于声音接收装置(例如麦克风50)接收到的音频，例如用户发出的声音，所述麦克风50接收到所述第二音频信息后传输至所述解码模块30，所述解码模块30对所述第二音频信息进行压缩，打包处理，以为下一步的传输做准备。当所述解码模块30接收到所述主控模块10传输的第一音频信息后，所述解码模块30重新对所述第一音频信息进行分析并重新打包后传输至发声单元，所述发声单元可以为喇叭。当所述主控模块10接收到所述解码模块30传输的第二音频信息后，所述主控模块10重新对所述第二音频信息进行分析并重新打包后传输至上位机40，当所述主控模块10具有蓝牙功能时，所述主控模块10通过蓝牙上传至上位机40。

所述主控模块10在此可以为蓝牙芯片，所述蓝牙芯片具有两个半双工的通信接口，可以理解的是，所述主控模块10也可以是其他控制芯片，只要具有两个半双工的通信接口即可，请参阅图2和图3，本方案优选采用型号为BCM20733的蓝牙芯片作为主控模块10，该蓝牙芯片为BT3.0+EDR版本，支持HID1.1协议，内部集成ARM7TDMI-S内核处理器。由于BCM20733蓝牙芯片不是专门用作通话功能的语音芯片，但是其接口中含有至少两个I2S(Inter—IC Sound，集成电路内置音频总线)接口，所述I2S接口为半双工接口。两所述I2S接口分别作为所述输入端口部12和所述输出端口部11。因此通过采用本发明技术方案，能够实现具有两个I2S接口的蓝牙芯片能够实现全双工实时语音通信，从而使游戏手柄实现双向语音通讯，即利用HID信道来传输Game Controller游戏数据和16字节，16位的语音数据。本方案中，由于所述蓝牙芯片中具有两个分别进行半双工数据传输的传输端口部，因此在同一时刻，每传输端口部只能进行发送数据或接收数据。在此设置两传输端口部分别为输入端口部12和输出端口部11。当所述主控模块10需要接收所述第一音频信息或所述第二音频信息时，其对应会收到来自上位机40或解码模块30发来的通信请求，从而所述主控模块10通过控制所述通道选择模块20进行通道切换，以实现控制所述主控模块10与所述解码器之间的数据传输方向。

本发明技术方案通过利用所述主控模块10的两个的半双工工作方式的通信接口，并将所述两通信接口分别设置为输入端口部12和输出端口部11，通过设置通道选择模块20，当所述通道选择模块20的第一通道打开时，所述主控模块10通过所述输出端口部11传输的所述第一音频信息至所述解码模块30；当所述通道选择模块20的第二通道打开时，所述主控模块10通过所述输入端口部12接收所述解码模块30传输的所述第二音频信息。从而实现了双向语音传输。因此通过利用本发明技术方案，使得具有两个I2S接口的蓝牙芯片即能够实现双向语音通信的功能，有效地避免了基于蓝牙耳机平台结合MCU方案实现双向语音通信功能的高成本缺陷。

本方案中，由于所述数据输入部和所述数据输出部均需要与同一个解码模块30进行连接，所述解码模块30在同一时刻只能进行第二音频信息的发送或第一音频信息的接收。因此为了使所述数据输入部、数据输出部与所述解码模块30能够对应配合，本申请设置所述通道选择模块20以对所述数据输入部、数据输出部与所述解码模块30之间的数据传输进行调控。所述通道选择模块20具有第一通道和第二通道，所述第一通道连接所述输出端口部11与所述解码模块30，所述第二通道连接所述输入端口部12与所述解码模块30；当所述第一通道打开时，所述主控模块10通过所述输出端口部11传输的所述第一音频信息至所述解码模块30；当所述第二通道打开时，所述主控模块10通过所述输入端口部12接收所述解码模块30传输的所述第二音频信息。优选设置所述通道选择模块20还具有受控端，所述受控端与所述主控模块10的I/O口电连接；所述主控模块10还用于控制所述第一通道或者第二通道持续打开，或者控制所述第一通道或者所述第二通道按照预设导通周期交替打开。

例如，当只有所述游戏手柄的发声元件，例如喇叭发声时，所述第一通道持续打开，所述主控模块10持续发送第一音频信息的数据包至所述解码模块30，所述解码模块30经过解码处理后发送至所述喇叭；当只有所述游戏手柄的用户说话时，所述主控模块10控制所述第二通道持续打开时，此时通过麦克风50接收所述第二音频信息，解码模块30持续发送所述第二音频信息的数据包至所述数据输入部，所述主控模块10将所述第二音频信息上传至上位机40，通过上位机40，将所述第二音频信息传输至其他游戏手柄。当所述游戏手柄的用户同时说话和听到喇叭发声时，所述第一通道和所述第二通道按照预设导通周期交替打开，所述用户可以同时接听到音频同时可以发出音频。即所述主控模块10会先发出一个第一音频信息的数据包，再接收一个第二音频信息的数据包，然后再发出一个第一音频信息的数据包……，依次交替进行传输数据。此时所述主控模块10的输入端口部12和输出端口部11是交替进行工作的。由于I2S接口高速的数据传输能力，用户几乎感受不到数据传输的延迟，从而实现实时语音通信的特点。

所述数据输入部和所述数据输出部以及所述解码模块30以数据包的形式进行数据传输时，所述音频信息包含音频数据，也包含了时钟信号。数据输入部、所述数据输出部与所述解码模块30需要建立同步的时钟，才能够进行音频数据的传递。本方案中，所述输出端口部11包括输出时钟端，所述输入端口部12包括输入时钟端；所述通道选择模块20具有与所述输出时钟端电连接的第一时钟端，与所述输入时钟端电连接的第二时钟端、以及与所述解码模块30的时钟端电连接的第三时钟端，所述第一时钟端与所述第三时钟端之间形成所述第一通道，所述第二时钟端与所述第三时钟端之间形成所述第二通道；当所述第一通道打开时，所述第一时钟端与所述第三时钟端连通，所述输出端口部11传输所述第一音频数据至所述解码模块30；当所述第二时钟端与所述第三时钟端连通时，所述解码模块30的数据输入端传输所述第二音频数据至所述输入端口部12。所述输入端口部12和所述输出端口部11均具有数据传输端，所述输入端口部12的数据传输端与所述解码器的数据输出端电连接，所述输出端口部11的数据传输端与所述解码器的数据输入端电连接；当所述第一时钟端与所述第三时钟端连通时，所述输出端口部11传输所述第一音频信息至所述解码器的数据输入端；当所述第二时钟端与所述第三时钟端连通时，所述解码模块30的数据输入端传输所述第二音频信息至所述输入端口部12。

进一步地，当所述输入端口部12和所述输出端口部11均为I2S端口时，所述主控模块10和解码模块30之间传输的时钟信号包括位时钟信号和字时钟信号；所述输出时钟端、输入时钟端、以及解码模块30的时钟端、所述通道选择模块20的数量均为两个，且分别形成两路时钟传输通道，以对应传输所述位时钟信号和所述字时钟信号；每一路时钟传输通道中，所述输出时钟端、输入时钟端经过一所述通道选择模块20与所述解码模块30的时钟端电连接。

请参阅图2和图3，具体地，所述I2S端口包括一个位时钟端(所述输出端口部11的位时钟端为BCLK1，所述输入端口部12的位时钟端为BCLK2，)、字时钟端(所述输出端口部11的字时钟端为WCLK1，所述输入端口部12的字时钟端为WCLK2，)、以及数据传输端，所述数据传输端包括数据输入端(所述输出端口部11的数据输入端为DIN1，所述输入端口部12的数据输入端为DIN2)；和数据输出端(所述输出端口部11的数据输出端为DOUT1，所述输入端口部12的数据输出端为DOUT2)，本申请中所述输出端口部11的数据输入端DIN1闲置，所述输入端口部11的数据输出端DOUT2闲置。由于只能连接一个解码模块30，所以两个I2S公用一个主时钟端MCK，且该主时钟端MCK与所述解码器的主时钟端MCK电连接，以使所述主控模块10和所述解码模块30可以更好的同步。所述通道选择模块20优选功能与型号NLASB3175相近的芯片，该芯片具有B0(相当于所述第一时钟端)、B1(相当于所述第二时钟端)、A(相当于所述第三时钟端)、select引脚(相当于所述受控端)。

具体地，当麦克风50接收到所述第二音频信息后，所述蓝牙芯片输出一个高电平信号至两个所述通道选择模块20的select引脚，使两所述通道选择模块20的B1-A通道(相当于所述第二通道)打开，在一所述通道选择模块20的控制下使所述输入端口部12的位时钟端BCLK2与所述解码模块30的位时钟端BCLK电连接，两者实现同步，在另一所述通道选择模块20的控制下，所述输入端口部12的字时钟端WCLK2与所述解码模块30的字时钟端WCLK电连接，两者实现同步，所述第二音频数据自所述解码模块30的数据输出端DOUT输出至所述输入端口部12的数据输入端DIN2。当所述蓝牙芯片接收到所述第一音频信息后，所述蓝牙芯片输出一个低电平信号至两个所述通道选择模块20的select引脚，使两所述通道选择模块20的B1-A通道(相当于所述第一通道)打开，在一所述通道选择模块20的控制下，使所述输出端口部11的位时钟端BCLK1与所述解码模块30的位时钟端BCLK电连接，两者实现同步，在另一所述通道选择模块20的控制下，所述输出端口部11的字时钟端WCLK1与所述解码模块30的字时钟端WCLK电连接，两者实现同步，所述第一音频数据自所述输出端口部11的数据输出端DOUT1输出至所述解码模块30的数据输入端DOUT。

本发明还提出一种游戏手柄，所述游戏手柄包括壳体以及设于所述壳体内的所述的双向语音通信电路；该双向语音通信电路的具体结构参照上述实施例，由于所述游戏手柄采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。所述游戏手柄还包括麦克风50，所述麦克风50与所述解码模块30电连接，以接收所述第二音频信息。

所述游戏手柄还包括与所述主控模块10分别电连接的操作机构、检测装置以及指示机构；所述操作机构至少包括模拟按键、数字按键、摇杆中的一种或多种；且所述检测装置至少包括角速度传感器、加速度传感器中的一种或多种；所述指示机构包括指示灯。可以理解的时，所述模拟按键、数字按键、摇杆、角速度传感器、加速度传感器、指示灯可以根据使用情况灵活设置于所述壳体上或所述壳体形成的腔体内。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种双向语音通信电路，其特征在于，包括：

主控模块，所述主控模块具有用于接收第一音频信息的第一音频输入端、分别进行半双工数据传输的输入端口部和输出端口部；

解码模块，具有用于接收第二音频信息的第二音频输入端；

通道选择模块，所述通道选择模块具有第一通道和第二通道，所述第一通道连接所述输出端口部与所述解码模块，所述第二通道连接所述输入端口部与所述解码模块；

当所述第一通道打开时，所述主控模块通过所述输出端口部传输所述第一音频信息至所述解码模块；当所述第二通道打开时，所述主控模块通过所述输入端口部接收所述解码模块传输的所述第二音频信息。

2.如权利要求1所述的双向语音通信电路，其特征在于，所述通道选择模块还具有受控端，所述受控端与所述主控模块电连接；

所述主控模块，还用于控制所述第一通道或者第二通道持续打开，或者控制所述第一通道或者所述第二通道按照预设导通周期交替打开。

3.如权利要求1所述的双向语音通信电路，其特征在于，所述输出端口部包括输出时钟端，所述输入端口部包括输入时钟端；

所述通道选择模块具有与所述输出时钟端电连接的第一时钟端，与所述输入时钟端电连接的第二时钟端、以及与所述解码模块的时钟端电连接的第三时钟端，所述第一时钟端与所述第三时钟端之间形成所述第一通道，所述第二时钟端与所述第三时钟端之间形成所述第二通道；

当所述第一通道打开时，所述第一时钟端与所述第三时钟端连通，所述输出端口部传输所述第一音频信息至所述解码模块；当所述第二通道打开时，所述第二时钟端与所述第三时钟端连通，所述输入端口部接收所述解码模块传输的所述第二音频信息。

4.如权利要求3所述的双向语音通信电路，其特征在于，所述主控模块和解码模块之间传输的时钟信号包括位时钟信号和字时钟信号；

所述输出时钟端、输入时钟端、以及解码模块的时钟端、所述通道选择模块的数量均为两个，且分别形成两路时钟传输通道，以对应传输所述位时钟信号和所述字时钟信号；每一路时钟传输通道中，所述输出时钟端、输入时钟端经过一所述通道选择模块与所述解码模块的时钟端电连接。

5.如权利要求3所述的双向语音通信电路，其特征在于，所述输入端口部和所述输出端口部均具有数据传输端，所述输入端口部的数据传输端与所述解码器的数据输出端电连接，所述输出端口部的数据传输端与所述解码器的数据输入端电连接；

当所述第一时钟端与所述第三时钟端连通时，所述输出端口部传输所述第一音频信息至所述解码器的数据输入端；

当所述第二时钟端与所述第三时钟端连通时，所述解码模块的数据输入端传输所述第二音频信息至所述输入端口部。

6.如权利要求1所述的双向语音通信电路，其特征在于，所述主控模块包括蓝牙芯片。

7.如权利要求6所述的双向语音通信电路，其特征在于，所述蓝牙芯片具有至少两个I2S接口，两所述I2S接口分别作为所述输入端口部和所述输出端口部。

8.如权利要求1所述的双向语音通信电路，其特征在于，所述主控模块以及所述解码器均具有主时钟端，且所述主控模块的主时钟端与所述解码器的主时钟端电连接。

9.一种游戏手柄，其特征在于，包括壳体以及设于所述壳体内的如权利要求1至8任意一项所述的双向语音通信电路；

所述游戏手柄还包括麦克风，所述麦克风与所述解码模块电连接，以接收所述第二音频信息。

10.如权利要求9所述的游戏手柄，其特征在于，所述游戏手柄还包括与所述主控模块分别电连接的操作机构、检测装置以及指示机构；

所述操作机构至少包括模拟按键、数字按键、摇杆中的一种或多种；

所述检测装置至少包括角速度传感器、加速度传感器中的一种或多种；

所述指示机构包括指示灯。