CN110430496A - 一种耳机信号通讯电路 - Google Patents

Abstract

本发明适用于耳机电路技术领域，提供了一种耳机信号通讯电路，包括：话筒音频线、设置在主控端的主控芯片、设置在耳机壳内的从控芯片、以及设置在所述话筒音频线上的线控电路，所述主控芯片与所述从控芯片通过所述话筒音频线通讯连接；所述主控芯片设置一具有AD功能的IO端口，且提供AD模式和IO模式以一预设周期进行循环切换。本发明解决了现有耳机实现多个功能需要多根线芯进行通讯，进而造成成本高的问题。

Description

一种耳机信号通讯电路

技术领域

本发明属于耳机电路技术领域，尤其涉及一种耳机信号通讯电路。

背景技术

这几年，TYPE_C接口越来越流行，各种手机、平板、电脑、游戏机、音乐播放器、电子书等数码产品都换成了USB TYPE_C接口。传输速度最高10Gbps，电力传输最高可到100W，还可以双面插拔等。这对早期的USB A型插头的游戏耳机冲击较大，于是新的游戏耳机就设计成了TYPE_C插头。直接将线控电路上的每一个开关分别用一根线引到主机端，以此来实现所需要的功能，这种情况虽然电路简单，但按键数量越多，而且耳机上还有一些功能，比如线控上有话筒、音量、上/下曲、播放/暂停、模式、音效等功能，在耳机上除了声音和话筒等，还有灯光、振动、手势、方位、意念等功能存在，如果要实现这众多的功能，需要多根线芯进行通讯，随之而来的成本就会增加。

发明内容

本发明实施例提供一种耳机信号通讯电路，旨在解决现有耳机实现多个功能需要多根线芯进行通讯，进而造成成本高的问题。

本发明实施例提供一种耳机信号通讯电路，包括：话筒音频线、设置在主控端的主控芯片、设置在耳机壳内的从控芯片、以及设置在所述话筒音频线上的线控电路，所述主控芯片与所述从控芯片通过所述话筒音频线通讯连接；所述主控芯片设置一具有AD功能的IO端口，且提供AD模式和IO模式以一预设周期进行循环切换。

更进一步地，所述主控芯片通过IO端口上的IO模式读取话筒音频线上的通讯信号，或者向所述话筒音频线传输通讯信号。这样主控芯片可以与从控芯片进行信息交互，实现耳机的各种功能控制。

更进一步地，所述主控芯片为单片机，用于处理线控电路上传的控制信号以及从控芯片上传的通讯信号，还可以用于处理主控端上传的控制信号。

更进一步地，所述从控芯片为单片机，用于处理主控芯片上传的通讯信号或者控制信号，还用于处理其他的功能模块的信号。

更进一步地，所述线控电路包括一个或多个功能按键、与所述功能按键对应的一个或多个分压电阻。这样可以通过所述功能按键与所述分压电阻配合向话筒音频线输入对应功能的控制信号。

更进一步地，所述分压电阻与所述话筒音频线连接，用以向话筒音频线输入对应功能的控制信号。这样功能按键与分压电阻配合得到的控制信号可以从话筒音频线传输给主控芯片进行处理。

更进一步地，所述主控芯片通过IO端口上的AD模式读取所述控制信号，用以控制耳机的对应功能。

更进一步地，还包括功能模块，且所述功能模块与所述从控芯片通讯连接。这样所述功能模块可以将采集到的功能信号上传到从控芯片中进行处理，进而得到对应的控制信号。

更进一步地，所述功能模块包括一个或多个信号采集单元，所述信号采集单元与所述从控芯片连接，且通过所述从控芯片以及话筒音频线与主控芯片进行通讯。这样可以通过一个或多个信号采集单元采集到不同功能的控制信号，进行通过从控芯片进行处理，进而通过话筒音频线传送到主控芯片执行对应的指令信息，以实现更多的功能。

更进一步地，所述功能模块包括：与所述从控芯片连接的功能提示单元。用于提示耳机功能控制时的状态。

本发明所达到的有益效果，本发明的主控芯片与从控芯片之间仅通过一根话筒音频线、主控芯片中的一个具有AD功能的IO端口、以及AD模式和IO模式两种读取模式循环切换实现通讯。这样，主控芯片可以通过该IO端口向话筒音频线传输通讯信号，也可以通过IO端口接收话筒音频线上的通讯信号以及控制信号，进而与从控芯片实现信息交互，可以控制耳机实现多种功能。本发明解决了现有耳机实现多个功能需要多根线芯进行通讯，进而造成成本高的问题。

附图说明

图1是发明实施例提供的一种耳机信号通讯电路的模块示意图；

图2是本发明实施例提供的一种耳机信号通讯电路的电路图；

图3是本发明实施例提供的一种耳机信号通讯电路中线控电路电路图；

图4是本发明实施例提供的一种耳机信号通讯电路中从控芯片与功能模块连接电路图。

其中，1、主控芯片；2、IO端口；3、话筒音频线；4、从控芯片；5、线控电路；6、功能提示单元；7、提示电阻；8、喇叭；9、喇叭线；10、电源线；11、分压电阻；12、功能按键；13、话筒。

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。

实施例一

如图1-4所示，本发明实施例提供了一种耳机信号通讯电路，包括：话筒音频线3、设置在主控端的主控芯片1、设置在耳机壳内的从控芯片4、以及设置在所述话筒音频线3上的线控电路5，所述主控芯片1与所述从控芯片4通过所述话筒音频线3通讯连接；所述主控芯片1设置一具有AD功能的IO端口2，且提供AD模式和IO模式以一预设周期进行循环切换。

其中，上述主控芯片1用于处理线控电路5上传的控制信号以及从控芯片4上传的通讯信号，还可以用于处理主控端上传的控制信号。上述主控芯片1可以是单片机、DSP芯片，还可以是其他控制芯片，该单片机可以是ARM单片机或者是其他系列的单片机，需要说明的是，本实施例中并不限定主控芯片1的具体类型，其他具有控制功能的控制芯片均应视为本实施中可选方案的替换。上述主控端可以设置在耳机与主机端之间连接的输入端子上，还可以设置在主机端上。该主机端可以是电脑主机、笔记本电脑、手机、平板等设备上。在本发实施例中所说的耳机可以游戏耳机、普通耳机。

上述从控制芯片用于处理主控芯片1上传的通讯信号或者控制信号，还用于处理其他的功能模块的信号。上述从控制芯片可以是的单片机、DSP芯片，还可以是其他控制芯片，该单片机可以是PIC10F320单片机，还可以是51单片机等，需要说明的是，本实施例中并不限定从控芯片4的具体类型，其他具有控制功能的控制芯片均应视为本实施中可选方案的替换。该从控芯片4可以设置在耳机的耳壳内。

上述话筒音频线3可以传输话筒13传输的音频信号、从控芯片4传输的通讯信号、以及线控电路5传输的控制信号等，上述音频信号、通讯信号、以及控制信号均可以称为音频数据、通讯数据、以及控制数据，或者，可以称为音频指令、通讯指令、以及控制指令。用于实现主控芯片1与从控芯片4之间的通讯以及控制。上述具有AD功能的IO端口2用于设置话筒音频线3，且是主控芯片1与从控芯片4之间通讯的连接端口以及通讯端口。该IO端口2可以传输信号，也可以读取信号。

进一步的，如图3所示，所述线控电路5包括一个或多个功能按键12、与所述功能按键12对应的一个或多个分压电阻11。所述分压电阻11与所述话筒音频线3连接，通过所述功能按键12与所述分压电阻11配合向话筒音频线3输入对应功能的控制信号。这样功能按键12与分压电阻11配合得到的控制信号可以从话筒音频线3传输给主控芯片1进行处理。所述主控芯片1通过IO端口2上的AD模式读取所述控制信号，用以控制耳机的对应功能。上述功能按键12可以包括音量加按键、音量减按键、上一曲按键、下一曲按键、暂停按键、播放按键等，主要用于控制耳机的功能，比如，控制耳机的音量加/音量减、上一曲/下一曲、暂停/播放等，可以是一个按键对应一个功能。每个功能按键12均配置有一个对应或多个分压电阻11，用于配置功能按键12的电压值，以控制不同的功能。上述线控电路5向话筒音频线3上传的控制信号均为电压信号，也可以称为电压值。控制的功能不同，上传的电压值也不同。也就是每个功能按键12均对应一个电压值，每个电压值均可以认为是一个控制信号。上述线控电路5还包括话筒13，用于采集音频信号，并通过该线控电路5上传到主控芯片1中进行处理以及传输。

上述AD模式用于读取话筒音频线3上的通讯信号，或者向所述话筒音频线3传输通讯信号。上述通讯信号为主控芯片1上传至话筒音频线3上的信号，用于与所述从控芯片4进行通讯；或者从控芯片4上传至话筒音频线3上的信号，用于与主控芯片1进行通讯。上述通讯信号可以是数据信号，也可以是指令信号。上述IO模式用于读取线控线路上传到话筒音频线3上的控制信号，用于控制耳机的相应功能。也可以说是用于读取线控电路5的按键电压值，进而根据不同的电压值实现不同功能的控制。还可以用于读取线控电路5中话筒13上传到话筒音频线上的音频信号，用于实现语音通讯。这样主控芯片1与从控芯片4仅通过一根话筒音频线3，一个IO端口2，两种读取模式实现通讯。

上述预设周期可以是切换AD模式和IO模式的时间间隔，也就是说，IO端口2处于AD模式后等待一预设周期后，从AD模式切换到IO模式，再等待一个预设周期后，又从AD模式切换到IO模式，还可以进行下一次切换，这样实现IO端口2的AD模式与IO模式的交替，进而对话筒音频线3上的信号进行监控。上述预设周期可以设置为2秒、5秒、8秒、10秒、20秒等，预设周期可以根据实际需要设置，在本实施例中，优选的，设置为5秒。

上述AD模式与上述IO模式之间的工作过程为：在话筒音频线3上的所有端口没有发通讯信息时，主控芯片1上的IO端口2处于接收状态，并且实时监控话筒音频线3上的通讯信号或者控制信息，若是接收到要执行的通讯信号或控制信息，单片机或主控就会执行程序约定好的指令信息。如果是要往话筒音频线3上发送通讯信号或控制信息，只有在话筒音频线3上没有通讯信号或控制信息时才会发送，发送完立即切换成接收状态，看对方有无接收到通讯信号或控制信息，否则将重新发送该指令。由于是在话筒音频线3上传数据，为了能避开音频20～20KHz这个范围，可以设置传输速率为28.8Kbps，这样能够更好的进行信息传送，该传输速率还可以根据实际需要设置为其他的值。更一步地，在控芯片正常运行过程中，若主控芯片1的IO端口2处于接收状态时，该IO端口2就以预设周期5秒进行模式切换，以读取话筒音频线3上的通讯信号或者控制信号。当读到有通讯数据传来时，停止切换模式，继续读完该串通讯数据，同样接收都线控电路5上传的按键电压值时，则停止AD模式。如果是IO端口2正在向话筒音频线3上传数据时，此时又检测到线控电路5上传的按键电压值，这时，主控芯片1IO端口2上的电压值因线控电路5上传的控制信号而降低，不能被正常识别到高电位，也就接收不到通讯信号，会继续以5秒切换模式，切换到AD模式时就可以读取到话筒音频线3上的按键电压值了，如果识别到是某个事先约定好的电压值时，就会执行相应的控制指令。当线控电路5停止上传控制信号后，也即按键松开后，由于主控芯片1的发送信号设置有重传机制，在线控电路5上传控制信号时，也即按键按下时，没有传完的数据会继续重传，直到返回成功指令。

在本发明实施例中，还包括用于播放音频信号的喇叭8、连接所述主控芯片1与所述喇叭8的喇叭线9、用于给从控芯片4供电的电源线10。这样能够实现耳机音频信号转换成声音。

在本发明实施例中，本发明的主控芯片1与从控芯片4之间仅通过一根话筒音频线3、主控芯片1中的一个具有AD功能的IO端口2、以及AD模式和IO模式两种读取模式循环切换实现通讯。这样主控芯片1可以通过该IO端口2向话筒音频线3传输通讯信号，也可以通过IO端口2接收话筒音频线3上的通讯信号以及控制信号，进而与从控芯片4实现信息交互，可以控制耳机实现多种功能。本发明解决了现有耳机实现多个功能需要多根线芯进行通讯，进而造成成本高的问题。

实施例二

如图1-4所示，还包括功能模块，且所述功能模块与所述从控芯片4通讯连接。所述功能模块包括一个或多个信号采集单元，所述信号采集单元与所述从控芯片4连接，且通过所述从控芯片4以及话筒音频线3与主控芯片1进行通讯。

其中，上述信号采集单元可以采集到振动、手势、方位、意念(生物电波)、触摸等信号，可以用于控制耳机的音量加/音量减、上一曲/下一曲、暂停/播放等。上述信号采集单元可以包括振动信号采集单元、手势信号采集单元、方位信号采集单元、意念信号采集单元、触摸信号采集单元中的一个或多个。上述信号采集单元均与从控芯片4连接，并且通过所述从控芯片4以及话筒音频线3与主控芯片1进行通讯。需要说明的是，在主控制模块中编码有与上述信号采集单元对应的指令信号，上述信号采集单元与主控芯片1进行通讯时，只要主控芯片1读取到话筒音频线3上有信号采集单元传输的信号，即可执行与其对应的指令信号。

具体的，上述振动信号采集单元可以是振动传感器，可以将振动的参量转换成电信号，通过从控芯片4以及话筒音频线3传输到主控芯片1中，由主控主控芯片1对该电信号进行匹配，匹配出对应的指令信号，比如用户戴着耳机点头时，振动传感器将点头产生的振动参量转换电信号，传输到主控芯片1后，匹配到切歌的指令信号，就会向主机发送切歌指令。上述方位信号采集单元可以是方位传感器，可以将地磁的参量转换成电信号，通过从控芯片4以及话筒音频线3传输到主控芯片1中，由主控芯片1对该电信号进行匹配，匹配出对应的指令信号，比如，用户向左扭头时，方位传感器将地磁参量转换成电信号，通过从控芯片4以及话筒音频线3传输到主控芯片1后，匹配到向左转动视角的指令信号，就会向主机发送向左转动视角的指令，使主机屏幕的画面向左转动。同理，触控信号采集单元、手势信号采集单元、意念信号采集单元等也可以参考上述的例子。其中，意念信号采集单元可以是生物电波采集器，可以采脑电波，并通过运算放大器将脑电波放大，形成电信号，传输到主控芯片1中匹配对应的指令信号。

进一步的，所述功能模块包括：与所述从控芯片4连接的功能提示单元6。

上述功能提示单元6可以为光提示元件，比如，LED灯，用于提示当前操作的功能状态。LED灯的数量和颜色可以根据需要进行设置，比如，用户执行加音量操作时，LED灯发红光；若用户执行减音量操作时，LED灯发蓝光；若用户执行播放操作时，LED灯发绿光；若用户执行暂停操作时，LED灯发黄光等。上述功能提示单元6还可以是声音提示单元6，比如扬声器、扩音器等，用于提示用户当前操作对应的功能。比如，当用户按下音量加按键时，声音提示单元6发出“加音量”等声音。所述功能模块还包括设置在电源与提示单元6之间连接的提示电阻7。所述提示电阻7的个数与提示单元6的个数相同。

在一可能实施方式中，上述从控芯片4也可以设置具有AD功能的IO端口2。也可以通过该IO端口2与主控芯片1进行通讯。该IO端口2也可以包括AD模式以及IO模式，并且也可以以一预设周期进行模式切换。具体的，可以通过从控芯片4IO端口2的AD模式监听上述信息采集单元的信号，进而转变成控制信号，并通过从控芯片4以及话筒音频线3上传给主控芯片1，执行对应的指令信息。还可以通过从控芯片4IO端口2的IO模式监听话筒音频线3上的通讯信号，或者监听话筒音频线3上的控制信号，进而控制提示单元6进行提示。

在本发明实施例中，本发明的主控芯片1与从控芯片4之间仅通过一根话筒音频线3、主控芯片1中的一个具有AD功能的IO端口2、以及AD模式和IO模式两种读取模式循环切换实现通讯。主控芯片1可以通过该IO端口2向话筒音频线3传输通讯信号，也可以通过IO端口2接收话筒音频线3上的通讯信号以及控制信号，进而与从控芯片4实现信息交互，这样可以控制耳机实现多种功能。另外，除了能够通过线控电路5、主控芯片1控制耳机的基本控制功能外，还可以通过从控芯片4以及与其连接信号采集单元实现更多功能的控制，且从控芯片4实现的各个功能也是通过同一根话筒音频线3与主控芯片1进行通讯实现的。本发明解决了现有耳机实现多个功能需要多根线芯，进而造成成本高的问题。

在另一种实施例中，还提供一种USB游戏耳机；USB游戏手柄；数字按摩椅；音频会议电话；有线电话机；有源音响等，且提供的USB游戏耳机；USB游戏手柄；数字按摩椅；音频会议电话；有线电话机；有源音响均设置有上述实施例中所述的耳机信号通讯电路，且具有上述实施例提供的耳机信号通讯电路中的功能和效果。在这里不再赘述。

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 (10)

1.一种耳机信号通讯电路，其特征在于，包括：话筒音频线、设置在主控端的主控芯片、设置在耳机壳内的从控芯片、以及设置在所述话筒音频线上的线控电路，所述主控芯片与所述从控芯片通过所述话筒音频线通讯连接；所述主控芯片设置一具有AD功能的IO端口，且提供AD模式和IO模式以一预设周期进行循环切换。

2.如权利要求1所述的耳机信号通讯电路，其特征在于，所述主控芯片通过IO端口上的IO模式读取话筒音频线上的通讯信号，或者向所述话筒音频线传输通讯信号。

3.如权利要求1所述的耳机信号通讯电路，其特征在于，所述主控芯片为单片机。

4.如权利要求1所述的耳机信号通讯电路，其特征在于，所述从控芯片为单片机。

5.如权利要求1所述的耳机信号通讯电路，其特征在于，所述线控电路包括一个或多个功能按键、与所述功能按键对应的一个或多个分压电阻。

6.如权利要求5所述的耳机信号通讯电路，其特征在于，所述分压电阻与所述话筒音频线连接，用以向话筒音频线输入对应功能的控制信号。

7.如权利要求6所述的耳机信号通讯电路，其特征在于，所述主控芯片通过IO端口上的AD模式读取所述控制信号。

8.如权利要求1所述的耳机信号通讯电路，其特征在于，还包括功能模块，且所述功能模块与所述从控芯片通讯连接。

9.如权利要求8所述的耳机信号通讯电路，其特征在于，所述功能模块包括一个或多个信号采集单元，所述信号采集单元与所述从控芯片连接，且通过所述从控芯片以及话筒音频线与主控芯片进行通讯。

10.如权利要求8任一项所述的耳机信号通讯电路，其特征在于，所述功能模块包括：与所述从控芯片连接的功能提示单元。