CN110446133A - 一种无线耳机系统、无线耳机及基座 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无线耳机系统、无线耳机及基座，所述无线耳机系统包括所述基座包括基座RXD线、基座TXD线、基座连接线、基座三极管；无线耳机包括无线耳机RXD线、无线耳机TXD线、无线耳机连接线、无线耳机三极管；通过基座三级管将基座RXD线、基座TXD线连接在一起，并通过基座连接线引出，通过无线耳机三级管将无线耳机RXD线、无线耳机TXD线连接在一起，并通过无线耳机连接线引出；当无线耳机插入基座时，基座连接线与无线耳机连接线连接，实现双向通信。通过实施本发明的实施例，能在保持现有三线设计的前提下，当耳机放置在基座上进行充电时，也可以实现耳机与基座之间的双向通信。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种无线耳机系统、无线耳机及基座。
背景技术
随着时代的发展，协同办公作为互联网发展的产物，在日常工作中起着重要的作用。无线耳机作为桌面电脑和话机的外设，可以使工作者摆脱桌面的束缚，能够在工作区域中任意移动位置。而无线耳机作为随身设备，就需要一个基座连接电脑或者话机，将电脑或者话机的音频信号通过基座传给无线耳机，并将无线耳机的语音回传给基座，再传回电脑或者话机。而在基座与耳机之间在建立通信之前，需要进行配对，并且耳机需要借助基座进行充电。
而现有的无线耳机及基座，由于受限于结构设计，耳机和基座只允许三个顶针，即三条连接线；而基于耳机放入基座可以充电的大前提下，需要电源和地形成环路，则需要两条线。所以留给耳机和基座通讯只剩一条线，因此需要在单线设计上实现双工。而现有的单先半双工的技术方案只有在STM系列单片机才能够支持，STM系列中UART支持单线半双工通讯,在通讯双方都为STM系列单片机的情况下，将两边的TXD相连，内芯片内部寄存器进行设置，实现单线半双工通讯。而其他普通的带有UART接口的芯片无法支持直接将通讯双方的TXD连接，通讯双方有冲突，无法切换。因此对于普通芯片而言，在现有的三线设计的前提下，当耳机在基座上充电的时，无法实现耳机与基座端的双向通信。
发明内容
本发明实施例提供一种无线耳机系统、无线耳机及基座，在保持现有三线设计的前提下，当耳机放置在基座上进行充电时，也可以实现耳机与基座之间的双向通信。
本发明一实施例提供了一种无线耳机系统，包括：无线耳机及基座；
所述基座包括基座电源线、基座接地线、基座RXD线、基座TXD线、基座连接线、基座三极管、基座电源、第一基座触点、第二基座触点、第三基座触点、第一电阻及第二电阻；
所述基座RXD线与所述基座三极管的集电极连接；所述基座三极管的发射极与所述基座TXD线连接；所述基座三极管的基极与所述第一电阻的一端连接；所述第一电阻的另一端与所述基座电源连接；所述第二电阻的一端与所述基座电源连接，所述第二电阻的另一端与所述基座三极管的集电极连接；所述基座电源线与所述第一基座触点连接；所述基座接地线与第二基座触点连接；所述基座连接线的一端与所述基座三极管的集电极连接，所述基座连接线的另一端与所述第三基座触点连接；
所述无线耳机包括无线耳机电源线、无线耳机接地线、无线耳机RXD线、无线耳机TXD线、无线耳机连接线、无线耳机三极管、无线耳机电源、第一无线耳机触点、第二无线耳机触点、第三无线耳机触点、第三电阻及第四电阻；
所述无线耳机RXD线与所述无线耳机三极管的集电极连接；所述无线耳机三极管的发射极与所述无线耳机TXD线连接；所述无线耳机三极管的基极与所述第三电阻的一端连接；所述第三电阻的另一端与所述无线耳机电源连接；所述第四电阻的一端与所述无线耳机电源连接，所述第四电阻的另一端与所述无线耳机三极管的集电极连接；所述无线耳机电源线与所述第一无线耳机触点连接；所述无线耳机接地线与第二无线耳机触点连接；所述无线耳机连接线的一端与所述无线耳机三极管的集电极连接，所述无线耳机连接线的另一端与所述第三无线耳机触点连接。
进一步的，所述无线耳机还包括电源检测电路；所述电源检测电路包括第五电阻及第六电阻；
所述第五电阻的一端与所述无线耳机电源线连接，所述第五电阻的另一端与所述第六电阻的一端以及无线耳机芯片的模拟转数字采样端口连接；所述第六电阻的另一端接地。
本发明另一实施例提供了一种无线耳机包括，无线耳机电源线、无线耳机接地线、无线耳机RXD线、无线耳机TXD线、无线耳机连接线、无线耳机三极管、无线耳机电源、第一无线耳机触点、第二无线耳机触点、第三无线耳机触点、第三电阻及第四电阻；
所述无线耳机RXD线与所述无线耳机三极管的集电极连接；所述无线耳机三极管的发射极与所述无线耳机TXD线连接；所述无线耳机三极管的基极与所述第三电阻的一端连接；所述第三电阻的另一端与所述无线耳机电源连接；所述第四电阻的一端与所述无线耳机电源连接，所述第四电阻的另一端与所述无线耳机三极管的集电极连接；所述无线耳机电源线与所述第一无线耳机触点连接；所述无线耳机接地线与第二无线耳机触点连接；所述无线耳机连接线的一端与所述无线耳机三极管的集电极连接，所述无线耳机连接线的另一端与所述第三无线耳机触点连接。
进一步的，所述电源检测电路包括第五电阻及第六电阻；
所述第五电阻的一端与所述无线耳机电源线连接，所述第五电阻的另一端与所述第六电阻的一端以及无线耳机芯片的模拟转数字采样端口连接；所述第六电阻的另一端接地。
本发明另一实施例提供了一种基座包括基座电源线、基座接地线、基座RXD线、基座TXD线、基座连接线、基座三极管、基座电源、第一基座触点、第二基座触点、第三基座触点、第一电阻及第二电阻；
所述基座RXD线与所述基座三极管的集电极连接；所述基座三极管的发射极与所述基座TXD线连接；所述基座三极管的基极与所述第一电阻的一端连接；所述第一电阻的另一端与所述基座电源连接；所述第二电阻的一端与所述基座电源连接，所述第二电阻的另一端与所述基座三极管的集电极连接；所述基座电源线与所述第一基座触点连接；所述基座接地线与第二基座触点连接；所述基座连接线的一端与所述基座三极管的集电极连接，所述基座连接线的另一端与所述第三基座触点连接。
通过实施本发明的实施例具有如下有益效果：
本发明实施例提供了一种无线耳机系统、无线耳机及基座；所述无线耳机系统，包括无线耳机和基座；由于串口通讯协议的三条线中，TXD和RXD都是单向通信。将TXD与RXD连接到一起，则可以实现双向通讯，因此当无线耳机放入基座时，第一基座触点与第一耳机触点、第二基座触点与第二耳机触点、第三基座触点与第三耳机触点两两对应连接在一起，此时基座RXD线、基座TXD线与无线耳机RXD线、无线耳机TXD线，通过基座连接线与无线耳机连接线作为对接的桥梁连接在一起，实现双向通信；而由于若两TXD线输出直接相连，TXD输出为TTL电平，芯片内部无法配置成OC门或者OD门，则当一方如基座TXD线输出高电平(即该门关门)而无线耳机TXD线输出低电平时(即该门开门)，由于在具有推拉式输出电路中，输出阻抗很小，则输出相接时，会为电源提供低阻路径，会有很大的电流流过两个输出接口，IO口将因为过载而损坏。且两个输出相接时，输出的逻辑电平存在中间状态，导致通讯失败。所以需要加个三极管即上述基座三极管和无线耳机三极管，将两个TXD隔开，做成OC门，同时加上上拉电阻即上述的第一电阻、第二电阻、第三电阻以及第四电阻，从而保证当有一端TXD不工作时能被拉高，最终实现双向通信；这样就可在不改变原有基座和无线耳机的触点数量即仍保持三线设计以及不使用STM系列芯片的情况下，实现无线耳机在充电的同时依旧能够进行双向通信。
附图说明
图1是本发明一实施例提供的一种无线耳机系统的结构示意图。
附图标记说明：第一基座触点1、基座连接线2、第三基座触点3、第二基座触点4、第二无线耳机触点5、第三无线耳机触点6、无线耳机连接线7、第一无线耳机触点8。
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。
如图1，是本发明一实施例提供的一种无线耳机系统，包括：无线耳机及基座；
所述基座包括基座电源线(图中基座端的POWER线)、基座接地线(图中基座端的GND线)、基座RXD线(图中基座端的RXD线)、基座TXD线(图中基座端的TXD线)、基座连接线(2)、基座三极管(Q1)、基座电源(图中基座端3.3V电源处)、第一基座触点(1)、第二基座触点(4)、第三基座触点(3)、第一电阻(R1)及第二电阻(R2)；
所述基座RXD线与所述基座三极管的集电极连接；所述基座三极管的发射极与所述基座TXD线连接；所述基座三极管的基极与所述第一电阻的一端连接；所述第一电阻的另一端与所述基座电源连接；所述第二电阻的一端与所述基座电源连接，所述第二电阻的另一端与所述基座三极管的集电极连接；所述基座电源线与所述第一基座触点连接；所述基座接地线与第二基座触点连接；所述基座连接线的一端与所述基座三极管的集电极连接，所述基座连接线的另一端与所述第三基座触点连接；
所述无线耳机包括无线耳机电源线(图中无线耳机端的POWER线)、无线耳机接地线(图中无线耳机端的GND线)、无线耳机RXD线(图中无线耳机端的RXD线)、无线耳机TXD线(图中无线耳机端的TXD线)、无线耳机连接线(7)、无线耳机三极管(Q2)、无线耳机电源(图中无线耳机端的3.3V电源处)、第一无线耳机触点(8)、第二无线耳机触点(5)、第三无线耳机触点(6)、第三电阻(R3)及第四电阻(R4)；
所述无线耳机RXD线与所述无线耳机三极管的集电极连接；所述无线耳机三极管的发射极与所述无线耳机TXD线连接；所述无线耳机三极管的基极与所述第三电阻的一端连接；所述第三电阻的另一端与所述无线耳机电源连接；所述第四电阻的一端与所述无线耳机电源连接，所述第四电阻的另一端与所述无线耳机三极管的集电极连接；所述无线耳机电源线与所述第一无线耳机触点连接；所述无线耳机接地线与第二无线耳机触点连接；所述无线耳机连接线的一端与所述无线耳机三极管的集电极连接，所述无线耳机连接线的另一端与所述第三无线耳机触点连接。
需要说明的是，图中无线耳机端与基座端各触点之间的连线表示无线耳机端插入基座端时，两者间各触点的连接情况。
具体的，基座端电源线与地线是两条充电必不可少的连接线。在基座UART的TXD上，加上9014三极管(也可以是其他型号的三极管，具体可根据实际情况进行适应性调整)，将基极和集电极用R1和R2两个10k电阻(也可以为其他阻值，具体可根据实际情况进行适应性调整)上拉到3.3V(也可以为其他电压值，具体可根据实际情况进行适应性调整)，用TXD来控制Q1三极管的发射极，当基座TXD发送低电平，Q1三极管导通，集电极输出也为低电平；当基座TXD发送高电平，Q1三极管截止，集电极输出被拉高到3.3V，为高电平。以此做到Q1的集电极输出与发射极即基座TXD同向。将Q1集电极与基座RXD相连，即为基座端的单线通讯接口。耳机部分同样如此，在此不再进行展开赘述。
在一个优选的实施例中，无线耳机还包括电源检测电路；所述电源检测电路包括第五电阻(R5)及第六电阻(R6)；
所述第五电阻的一端与所述无线耳机电源线连接，所述第五电阻的另一端与所述第六电阻的一端以及无线耳机芯片的模拟转数字采样端口连接；所述第六电阻的另一端接地。
在无线耳机上加上电源检测电路，将Power经过R5和R6分压之后，连接至耳机芯片的模拟转数字采样口处ADC_IN，当模拟转数字采样口采集到电压为高电平时，则说明耳机被接入基座进行充电，同时可以与基座进行通讯。这样保证每次放入基座，耳机都能知道处于在基座上的状态，同时告诉基座，耳机在线的状态。
在一个实际运用的场景中，当用户拿到一个无线耳机想要搭配基座进行使用时，需要将无线耳机放入基座。此时基座可以将电源供给无线耳机，对无线耳机进行充电。无线耳机检测到有电源接入，知道此时已经放入基座，下发配对消息给基座。基座收到后，回传消息，说明已经收到配对消息，完成配对。若在基座回传消息的同时，受到外界静电干扰，人为触碰导致接触不良等其他状况，导致无线耳机再次发送配对消息。此时LINK脚(基座连接线、无线耳机连接线)将有基座和无线耳机两方的TXD同时传输，则基座的RXD收到消息后，与基座的TXD进行对比，发现不一致，说明无线耳机也在发送消息，消息冲突。无线耳机的RXD也收到消息，与无线耳机的TXD进行对比，也发现不一致，则同样认为消息重复。由主机重新发送，从进行等待。在此时，我们预先定义好主机为基座，从机为无线耳机，即可。则冲突后，基座重新发送，无线耳机等待接收。通过此电路，POWER与GND实现对耳机的充电；LINK(基座连接线、无线耳机连接线)与GND实现基座与耳机的双向通信。
需要说明的是上述基座端的各触点以及无线耳机端的各触点指的是，无线耳机上的三个顶针和基座端上的三个顶针。在本发明的实施例中，无线耳机端与基座端通过串口通讯协议进行通讯。在特定的串口GPIO口上，可以提升其传输速率，而自定义协议所用的普通GPIO口则无法提高速率，且自定义协议繁琐，存在一定风险。而本发明中无线耳机与基座端内部芯片与相应的TXD线、RXD线、电源线、接地线的连接方式，均为现有的技术不在进行展开。
在上述实施例的基础上提供了另一实施例；
本发明另一实施例提供了一种无线耳机，包括无线耳机电源线、无线耳机接地线、无线耳机RXD线、无线耳机TXD线、无线耳机连接线、无线耳机三极管、无线耳机电源、第一无线耳机触点、第二无线耳机触点、第三无线耳机触点、第三电阻及第四电阻；
所述无线耳机RXD线与所述无线耳机三极管的集电极连接；所述无线耳机三极管的发射极与所述无线耳机TXD线连接；所述无线耳机三极管的基极与所述第三电阻的一端连接；所述第三电阻的另一端与所述无线耳机电源连接；所述第四电阻的一端与所述无线耳机电源连接，所述第四电阻的另一端与所述无线耳机三极管的集电极连接；所述无线耳机电源线与所述第一无线耳机触点连接；所述无线耳机接地线与第二无线耳机触点连接；所述无线耳机连接线的一端与所述无线耳机三极管的集电极连接，所述无线耳机连接线的另一端与所述第三无线耳机触点连接。
优选的，无线耳机还包括电源检测电路；所述电源检测电路包括第五电阻及第六电阻；
所述第五电阻的一端与所述无线耳机电源线连接，所述第五电阻的另一端与所述第六电阻的一端以及无线耳机芯片的模拟转数字采样端口连接；所述第六电阻的另一端接地。
这一实施例中的无线耳机与上述无线耳机系统的实施例中的无线耳机，为结构相同的无线耳机，在此不在展开叙述。
在本发明无线耳机系统实施例的基础上，对应提供了另一实施例，本发明另一实施例提供了基座，包括基座电源线、基座接地线、基座RXD线、基座TXD线、基座连接线、基座三极管、基座电源、第一基座触点、第二基座触点、第三基座触点、第一电阻及第二电阻；
所述基座RXD线与所述基座三极管的集电极连接；所述基座三极管的发射极与所述基座TXD线连接；所述基座三极管的基极与所述第一电阻的一端连接；所述第一电阻的另一端与所述基座电源连接；所述第二电阻的一端与所述基座电源连接，所述第二电阻的另一端与所述基座三极管的集电极连接；所述基座电源线与所述第一基座触点连接；所述基座接地线与第二基座触点连接；所述基座连接线的一端与所述基座三极管的集电极连接，所述基座连接线的另一端与所述第三基座触点连接。
这一实施例中的基座与上述无线耳机系统的实施例中的基座，为结构相同的基座，在此不在展开叙述。
通过实施本发明的实施例具有如下有益效果：
本发明实施例提供了一种无线耳机系统、无线耳机及基座；所述无线耳机系统，包括无线耳机和基座；由于串口通讯协议的三条线中，TXD和RXD都是单向通信。将TXD与RXD连接到一起，则可以实现双向通讯，因此当无线耳机放入基座时，第一基座触点与第一耳机触点、第二基座触点与第二耳机触点、第三基座触点与第三耳机触点两两对应连接在一起，此时基座RXD线、基座TXD线与无线耳机RXD线、无线耳机TXD线，通过基座连接线与无线耳机连接线作为对接的桥梁连接在一起，实现双向通信；而由于若两TXD线输出直接相连，TXD输出为TTL电平，芯片内部无法配置成OC门或者OD门，则当一方如基座TXD线输出高电平(即该门关门)而无线耳机TXD线输出低电平时(即该门开门)，由于在具有推拉式输出电路中，输出阻抗很小，则输出相接时，会为电源提供低阻路径，会有很大的电流流过两个输出接口，IO口将因为过载而顺坏。且两个输出相接时，输出的逻辑电平存在中间状态，导致通讯失败。所以需要加个三极管即上述基座三极管和无线耳机三极管，将两个TXD隔开，做成OC门，同时加上上拉电阻即上述的第一电阻、第二电阻、第三电阻以及第四电阻，从而保证当有一端TXD不工作时能被拉高，最终实现双向通信；这样就可在不改变原有基座和无线耳机的触点数量即仍保持三线设计以及不使用STM系列芯片的情况下，实现无线耳机在充电的同时依旧能够进行双向通信。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种无线耳机系统，其特征在于，包括：无线耳机及基座；
所述基座包括基座电源线、基座接地线、基座RXD线、基座TXD线、基座连接线、基座三极管、基座电源、第一基座触点、第二基座触点、第三基座触点、第一电阻及第二电阻；
所述基座RXD线与所述基座三极管的集电极连接；所述基座三极管的发射极与所述基座TXD线连接；所述基座三极管的基极与所述第一电阻的一端连接；所述第一电阻的另一端与所述基座电源连接；所述第二电阻的一端与所述基座电源连接，所述第二电阻的另一端与所述基座三极管的集电极连接；所述基座电源线与所述第一基座触点连接；所述基座接地线与第二基座触点连接；所述基座连接线的一端与所述基座三极管的集电极连接，所述基座连接线的另一端与所述第三基座触点连接；
所述无线耳机包括无线耳机电源线、无线耳机接地线、无线耳机RXD线、无线耳机TXD线、无线耳机连接线、无线耳机三极管、无线耳机电源、第一无线耳机触点、第二无线耳机触点、第三无线耳机触点、第三电阻及第四电阻；
所述无线耳机RXD线与所述无线耳机三极管的集电极连接；所述无线耳机三极管的发射极与所述无线耳机TXD线连接；所述无线耳机三极管的基极与所述第三电阻的一端连接；所述第三电阻的另一端与所述无线耳机电源连接；所述第四电阻的一端与所述无线耳机电源连接，所述第四电阻的另一端与所述无线耳机三极管的集电极连接；所述无线耳机电源线与所述第一无线耳机触点连接；所述无线耳机接地线与第二无线耳机触点连接；所述无线耳机连接线的一端与所述无线耳机三极管的集电极连接，所述无线耳机连接线的另一端与所述第三无线耳机触点连接。
2.如权利要求1所述的无线耳机系统，其特征在于，所述无线耳机还包括电源检测电路；所述电源检测电路包括第五电阻及第六电阻；
所述第五电阻的一端与所述无线耳机电源线连接，所述第五电阻的另一端与所述第六电阻的一端以及无线耳机芯片的模拟转数字采样端口连接；所述第六电阻的另一端接地。
3.一种无线耳机，其特征在于，包括，无线耳机电源线、无线耳机接地线、无线耳机RXD线、无线耳机TXD线、无线耳机连接线、无线耳机三极管、无线耳机电源、第一无线耳机触点、第二无线耳机触点、第三无线耳机触点、第三电阻及第四电阻；
所述无线耳机RXD线与所述无线耳机三极管的集电极连接；所述无线耳机三极管的发射极与所述无线耳机TXD线连接；所述无线耳机三极管的基极与所述第三电阻的一端连接；所述第三电阻的另一端与所述无线耳机电源连接；所述第四电阻的一端与所述无线耳机电源连接，所述第四电阻的另一端与所述无线耳机三极管的集电极连接；所述无线耳机电源线与所述第一无线耳机触点连接；所述无线耳机接地线与第二无线耳机触点连接；所述无线耳机连接线的一端与所述无线耳机三极管的集电极连接，所述无线耳机连接线的另一端与所述第三无线耳机触点连接。
4.如权利要求3所述的无线耳机，其特征在于，还包括电源检测电路；所述电源检测电路包括第五电阻及第六电阻；
所述第五电阻的一端与所述无线耳机电源线连接，所述第五电阻的另一端与所述第六电阻的一端以及无线耳机芯片的模拟转数字采样端口连接；所述第六电阻的另一端接地。
5.一种基座，其特征在于，包括基座电源线、基座接地线、基座RXD线、基座TXD线、基座连接线、基座三极管、基座电源、第一基座触点、第二基座触点、第三基座触点、第一电阻及第二电阻；
所述基座RXD线与所述基座三极管的集电极连接；所述基座三极管的发射极与所述基座TXD线连接；所述基座三极管的基极与所述第一电阻的一端连接；所述第一电阻的另一端与所述基座电源连接；所述第二电阻的一端与所述基座电源连接，所述第二电阻的另一端与所述基座三极管的集电极连接；所述基座电源线与所述第一基座触点连接；所述基座接地线与第二基座触点连接；所述基座连接线的一端与所述基座三极管的集电极连接，所述基座连接线的另一端与所述第三基座触点连接。
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