CN112153532A - 车辆及应用的车机、适配外置功放的车机电路与控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供车辆及应用的车机、适配外置功放的车机电路与控制方法。适配外置功放的车机电路包括处理器及与之相连的电位器；所述电位器还用以连接外置功放；其中，所述处理器用于获取外置功放参数，并根据所述外置功放参数调节所述电位器的电阻值，以使所述电位器所输出的电压值能适配外置功放的静音电压门限值或非静音电压门限值，从而开启所述外置功放的静音或非静音功能。本发明可以让车机灵活地兼容不同规格的外置功放。

Description

车辆及应用的车机、适配外置功放的车机电路与控制方法
技术领域
本发明涉及汽车电子技术领域，特别是涉及车辆及应用的车机、适配外置功放的车机电路与控制方法。
背景技术
车载多媒体系统，又称车机、车载音响。早期的汽车多媒体系统，由于功能较为单一，只有收音机和磁带播放功能，一般称之为车载音响、汽车音响；后来有了CD/DVD/USB播放功能，称之为车载DVD。随着科技的发展，又融入了导航、倒车影像和蓝牙等功能，又习惯称之为车载导航，公众对它的称呼随着功能的演变出现不同的名称，现在普遍称之为车载多媒体系统或车机。
我们日常使用的汽车，一般只有多个喇叭，汽车安装好车机后，车机内部功放的音频输出端通过汽车线束与汽车喇叭连接，由车机本身直接驱动喇叭发声。对于一些高配置的汽车或者发烧友自行改装的汽车，为了追求更好的音响效果，会配置有外置功放，该外置功放位于车机与喇叭之间，车机先与外置功放连接，外置功放再与喇叭连接。
外置功放的品牌有哈曼和博顿，这类外置功放有一条静音控制线A，用于检测输入电压，实现外置功放的mute(静音)或unmute(非静音)，静音控制线A与车机引出来的线B相连接，车机通过线B在输出一定的电压，外置功放检测到不同的电压，进行功放的mute或unmute状态的切换，即mute时，外置功放无声；unmute时，外置功放发出声音。
不同品牌的功放其mute/unmute电压不同，如某品牌功放在检测到电压<1V时mute，而在检测到电压>1.6V时unmute。另一个品牌的功放在检测到电压<1.5V时mute，而检测到电压>2V时unmute。然而，通常车机的控制电路是固定的，只能固定输出一种高电压和低电压，无法同时适配多种功放。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供车辆及应用的车机、适配外置功放的车机电路与控制方法，用于解决现有技术中车机无法兼容不同规格的外置功放的技术问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种适配外置功放的车机电路，包括处理器及与之相连的电位器；所述电位器还用以连接外置功放；其中，所述处理器用于获取外置功放参数，并根据所述外置功放参数调节所述电位器的电阻值，以使所述电位器所输出的电压值能适配外置功放的静音电压门限值或非静音电压门限值，从而开启所述外置功放的静音或非静音功能。
于本发明一实施例中，所述电位器包括数字电位器；其中，所述数字电位器的增加输入引脚、升/降输入引脚和片选输入引脚分别电性连接所述处理器；所述数字电位器的高电压引脚用于获取所述车机提供的工作电压，电压输出引脚用以连接外置功放的静音控制线；所述数字电位器的低电压引脚接地。
于本发明一实施例中，还包括二极管；所述获取所述车机提供的工作电压的实现方式包括：所述二极管的负极连接所述数字电位器的高电压引脚；所述二极管的正极连接所述车机的电压网络中的待机状态电压输出端。
于本发明一实施例中，还包括电压控制电路；所述获取所述车机提供的工作电压的实现方式包括：所述电压控制电路的输入端连接所述车机的电压网络中的待机状态电压输出端；所述电压控制电路的控制端连接所述处理器，以接收所述处理器发出的控制信号；所述电压控制电路的输出端连接所述数字电位器的高电压引脚。
于本发明一实施例中，所述电压控制电路包括：NPN型三极管、PNP型三极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻及二极管；其中，所述第一电阻的一端连接所述处理器，另一端连接所述NPN型三极管的基极；所述NPN型三极管的发射极接地，集电极连接所述PNP型三极管的基极；所述PNP型三极管的发射极连接所述待机状态电压输出端，集电极同时连接所述第二电阻的一端、所述第三电阻的一端；所述第二电阻的另一端接地；所述第三电阻的另一端连接所述二极管的正极，所述二极管的负极连接所述数字电位器的高电压引脚。
于本发明一实施例中，所述电压控制电路还包括：第二电容和/或第三电容；其中，所述第二电容的一端同时连接所述PNP型三极管的集电极和所述第二电阻的一端，另一端接地；所述第三电容的一端连接于所述二极管的负极与所述数字电位器的高电压引脚之间，另一端接地。
于本发明一实施例中，所述处理器提供一交互界面，展示不同规格的外置功放选项、非静音电压门限值和静音电压门限值的输入框，以供获取所述外置功放参数。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种适配汽车外置功放的控制方法，应用于所述的适配外置功放的车机电路；所述方法包括：获取外置功放参数，并根据所述外置功放参数调节所述电位器的电阻值，以使所述电位器所输出的电压值能适配外置功放的静音电压门限值或非静音电压门限值，从而开启所述外置功放的静音或非静音功能。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种车机，包括所述的适配外置功放的车机电路。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种车辆，包括所述的车机。
如上所述，本发明的车辆及应用的车机、适配外置功放的车机电路与控制方法，通过处理器获取外置功放参数，并根据所述外置功放参数调节电位器的电阻值，以使所述电位器所输出的电压值能适配外置功放的静音电压门限值或非静音电压门限值，从而开启所述外置功放的静音或非静音功能，以使车机能够灵活地兼容不同规格的外置功放。
附图说明
图1显示为本发明一实施例中的车机电路示意图。
图2显示为本发明另一实施例中的适配外置功放的车机电路示意图。
图3显示为滑线变阻器的结构示意图。
图4显示为本发明又一实施例中的适配外置功放的车机电路示意图。
图5A～5B显示为本发明一实施例中的交互界面示意图。
图6显示为本发明一实施例中的车机结构图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
现有技术中，由于车机的控制电路是固定的，只能固定输出一种高电压和低电压，导致现有的车机无法适配多种功放。我们可以对车机的硬件电路中的电阻值进行人工修改，从而改变控制电路输出的高电压和低电压，使得车机能够适配用户想要的目标品牌的功放。然而，这种方式实际操作极为不便，成本高昂，当用户更换功放品牌，又需要人工对车机的电路做出修改。本申请的目的就在于如何让车机能灵活地兼容各种类型的外置功放。
如图1所示，下面以外置功放在检测到电压<1.5V时mute，在检测到电压>2V时unmute为例，介绍采用人工修改车机硬件电路中的电阻值的方式使车机适配不同外置功放的技术方案。
图1中有三条网络，AMP_MUTE_EN(功放静音使能)、3V3_STBY(3.3V待机状态)、AMP_MUTE(功放静音)。MCU即单片机或微控制器，其引脚数量以实际使用的型号为准，图1仅作为示例。为了便于理解本示例，可以认为3.3V为高电平，0V为低电平，但在实际应用中高低电平分别有一个范围，比如，大致可认为2V以上为高电平，0.7V以下为低电平。
AMP_MUTE_EN由MCU输出的高低电平来控制Q1导通。当AMP_MUTE_EN为高电平时Q1导通，Q1导通后使Q2导通，3V3_STBY的3.3V电压送至AMP_MUTE，到达AMP_MUTE之前经过二极管D1和电阻R4会将3.3V电压降低，其中，经过D1时一般会产生约0.7V的压降，即经过D1后，电压会降低0.7V，前述的人工修改主要是指通过修改R4阻值的大小来改变AMP_MUTE端电压的高低，R4阻值越小，导致压降越大，即电压越低；R4阻值越大，导致压降越小，即电压越高。AMP_MUTE连接至外置功放的mute/unmute控制脚。外置功放的静音控制线A一般也会输出3.3V。
当Q1未导通时，车机侧AMP_MUTE输出为0V；但外置功放mute/unmute引脚输出的3.3V通过其内部电阻和车机的R4电阻，图1中的D1还用于阻断外置功放的3.3V电压倒灌入车机内部的其它电路，起隔离作用。外置功放的3.3V会在AMP_MUTE端形产生一个电压，这个电压可以通过R4来调节，调节在1.5V以下，这个电压就可使外置功放mute。
当Q1导通时，车机端AMP_MUTE输出为<3.3V的某个电压值，该值的大小受R4的影响；但外置功放mute/unmute引脚输出的3.3V通过其内部电阻和车机的R4电阻，会在AMP_MUTE端产生一个电压，这个电压可以通过R4来调节，由于车机侧和外置功放侧均会在此产生电压，这个电压会高一些，在2V以上，这个电压就可使外置功放unmute。
如此，通过人为更换R4，改变R4的电阻值就可以适配某一品牌的外置功放，使车机符合外置功放munte/unmute的参数要求。显然，这种方式无法让车机兼容不同规格的外置功放，当一台车机要接其它规格的外置功放时，需人工再次修改车机电路中的R4，操作不便、成本高昂。
为了能让车机兼容不同规格的外置功放，本申请提出一种适配外置功放的车机电路，包括处理器及与之相连的电位器。优选地，处理器采用MCU及MPU，电位器采用数字电位器。在实际应用中，数字电位器的输出端连接外置功放的静音控制线A。
MCU用于获取外置功放参数：静音电压门限值或非静音电压门限值，如前述实施例的示意值1.5V和2V，并根据所述外置功放参数调节数字电位器的电阻值，以使适配外置功放的车机电路所输出的电压值能适配外置功放的静音电压门限值或非静音电压门限值，从而开启所述外置功放的静音或非静音功能。
在一实施例中，我们在图1所示电路的基础上进行改进，将其中的电阻R4替换为数字电位器，如图2所示，而其它部分的电路均未改变。需要说明的是，图2省略了图1中除R4之外的电路部分，数字电位器的引脚6对应R4的接地端，引脚5对应R4连接功放静音控制线的一端(AMP_MUTE端)，引脚3连接电压控制电路(图1虚线部分)的输出端。本实施例中数字电位器的型号采用X9C104，在其它实施例中，本领域技术人员还可以根据所需阻值的不同来选择其它型号的数字电位器，如X9C103、X9C503、X9C102等。
X9C104的电阻值由MCU来控制。详细而言，MCU用了三个端口专门连接X9C104的引脚1(增加输入引脚INC)、引脚2(升/降输入引脚U/D)和引脚7(片选输入引脚CS)，X9C104的引脚3(高电压引脚VH)获取由电压控制电路提供的工作电压，引脚5(电压输出引脚VW)用以连接外置功放的AMP_MUTE端，引脚6(低电压引脚VL)接地，引脚4(地VSS)接地，引脚8(电源电压VCC)接电源。
图1虚线部分所示的电压控制电路包括：NPN型三极管Q1、PNP型三极管Q2、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3及二极管D1(优选稳压二极管)。其中，第一电阻R1的一端连接MCU的功放静音使能端(AMP_MUTE_EN)，另一端连接NPN型三极管Q1的基极；NPN型三极管Q1的发射极接地，集电极连接PNP型三极管Q2的基极；PNP型三极管Q2的发射极连接待机状态电压输出端(3V3_STBY)，该待机状态电压输出端输出来自车机电压网络的3.3V电压，该3.3V的待机状态电压会在车机开机后一直存在；PNP型三极管Q2的集电极同时连接第二电阻R2的一端、第三电阻R3的一端；第二电阻R2的另一端接地；第三电阻R3的另一端连接二极管D1的正极，二极管D1的负极连接X9C104的引脚3。
进一步地，电压控制电路还包括：第二电容C2、第三电容C3。其中，第二电容C2的一端同时连接PNP型三极管Q2的集电极和第二电阻R2的一端，另一端接地；第三电容C3的一端连接于二极管D1的负极与X9C104的引脚3之间，另一端接地。
由于该电压控制电路的实施方式已在前述实施例中说明，故于此不再重复赘述，其目的在于在MCU的控制下为X9C104的引脚3提供合适的工作电压。
需要说明的是，本申请不对电压控制电路加以限制，本领域技术人员可采用其它能实现同样功能的电压控制电路，该电压控制电路的输入端需连接所述车机的电压网络中的待机状态电压输出端；该电压控制电路的控制端需连接MCU，以接收MCU发出的控制信号；该电压控制电路的输出端连接X9C104的引脚3。
如图3所示，数字电位器X9C104相当于一个滑线变阻器，图3中的引脚1相当于图2中X9C104的引脚3，图3中的引脚3相当于图2中X9C104的引脚6，图3中的抽头2相当于图2中X9C104的引脚5，从而用一个可调的电阻来代替图1中的R4。
图3中抽头2的位置是可移动的，X9C104接收MCU的控制信号来实现抽头2的虚拟变化。抽头2的位置由MCU通过高低电平对数字电位器X9C104的控制来实现。例如，当X9C104的引脚7为低电平，引脚2为高电平，引脚1为下降沿时，电阻阻值固定增加1010欧姆；当X9C104的引脚7为低电平，引脚2为低电平，引脚1为下降沿时，电阻阻值固定减少1010欧姆。本领域人员应当知晓，1010欧姆是X9C104的固有滑动阶数，如果想要调节多一点就使X9C104的引脚1多经历几次下降沿。
如图4所示，在另一实施例中，我们仅保留图1中的MCU和MPU，删除其它电路部分，AMP_MUTE_EN端口功能也取消。MCU同样用三个端口专门连接X9C104的引脚1(增加输入引脚INC)、引脚2(升/降输入引脚U/D)和引脚7(片选输入引脚CS)，引脚5(电压输出引脚VW)用以连接外置功放的AMP_MUTE端，引脚6(低电压引脚VL)接地，引脚4(地VSS)接地，引脚8(电源电压VCC)接电源。MCU依然通过控制X9C104的引脚1、2、7来实现抽头2的虚拟变化，原理与图2实施例相同。
与图2实施例不同的是，X9C104的引脚3(高电压引脚VH)通过二极管D1连接至所述车机的电压网络中的待机状态电压输出端(3V3_STBY)，从而获取工作电压。具体地，二极管D1的负极连接X9C104的引脚3；二极管D1的正极连接3V3_STBY。于此，二极管D1一方面产生压降，使3.3V电压减小为适合X9C104的工作电压，一方面用于阻断外置功放的3.3V电压倒灌入车机内部的其它电路，起隔离作用。
值得说明的是，本申请不建议MCU直接向X9C104的引脚3提供工作电压，因为通常MCU的电流较小，无法直接向X9C104的引脚3提供工作电压。
如图5A～5B所示，在图1、2和图4的实施例中，MPU与MCU优选地通过串口通信。MPU提供交互界面，展示不同品牌规格的外置功放选项，用户选择目标选项后，MPU会将目标外置功放的参数发给MCU，MCU根据参数自动进行调节，自动适配目标外置功放。对于列表中没有的功放类型，交互界面还具有两个输入框，一个是最大mute电压框(静音电压门限值)，一个是最小unmute电压框(非静音电压门限值)，用户只需要输入外置功放对应的电压门限值，输入参数确定后，MPU会将参数发给MCU，MCU根据参数自动进行调节，自动适配外置功放。
此外，本申请还提供一种适配汽车外置功放的控制方法，应用于前述任一实施例所介绍的适配外置功放的车机电路，包括步骤：获取外置功放参数，并根据所述外置功放参数调节所述电位器的电阻值，以使所述电位器所输出的电压值能适配外置功放的静音电压门限值或非静音电压门限值，从而开启所述外置功放的静音或非静音功能。
由于本方法实施例的具体实施方式与前述电路实施例的一致，故于此不再重复阐述。
此外，本申请还提供一种车机，以及包括这种车机的车辆。其中，这种车机包括前述任一电路实施例中所介绍的适配外置功放的车机电路。
图6展示为一种优选的车机结构图，图中省略了本申请的适配外置功放的部分车机电路，仅示出了MCU和MPU。DDR内存全称是DDR SDRAM(Double Data Rate SDRAM，双倍速率SDRAM)，相当于电脑的内存条。EMMC(Embedded Multi Media Card)是嵌入式多媒体控制器，具有非易失性存储器，不论在通电或断电状态下，数据都是可以存储的，相当于电脑的硬盘。电源模块用于给整个系统供电，MCU可以与电源模块通信去控制电源模块。MCU可以与MPU通信，进行多种数据的传输，如MCU解析车上的CAN数据、检测方控按键值传递给MPU，使MPU去实现相应的功能。MPU也可以通过MCU发送数据到车辆上，去控制车，如车窗、天窗控制等。MPU通过显示芯片连接显示屏，显示模块包括显示屏驱动板、显示屏、触摸屏，触摸屏可与MPU进行数据交互。整个系统的运行主要靠MPU，是核心器件。MCU的主要功能是控制、检测、数据解析及转发等。
综上，本发明的车辆及应用的车机、适配外置功放的车机电路与控制方法，让车机灵活地兼容不同规格的外置功放，有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种适配外置功放的车机电路，其特征在于，包括处理器及与之相连的电位器；所述电位器还用以连接外置功放；其中，
所述处理器用于获取外置功放参数，并根据所述外置功放参数调节所述电位器的电阻值，以使所述电位器所输出的电压值能适配外置功放的静音电压门限值或非静音电压门限值，从而开启所述外置功放的静音或非静音功能。
2.根据权利要求1所述的适配外置功放的车机电路，其特征在于，所述电位器包括数字电位器；其中，
所述数字电位器的增加输入引脚、升/降输入引脚和片选输入引脚分别电性连接所述处理器；
所述数字电位器的高电压引脚用于获取所述车机提供的工作电压，电压输出引脚用以连接外置功放的静音控制线；
所述数字电位器的低电压引脚接地。
3.根据权利要求2所述的适配外置功放的车机电路，其特征在于，还包括二极管；所述获取所述车机提供的工作电压的实现方式包括：
所述二极管的负极连接所述数字电位器的高电压引脚；
所述二极管的正极连接所述车机的电压网络中的待机状态电压输出端。
4.根据权利要求2所述的适配外置功放的车机电路，其特征在于，还包括电压控制电路；所述获取所述车机提供的工作电压的实现方式包括：
所述电压控制电路的输入端连接所述车机的电压网络中的待机状态电压输出端；
所述电压控制电路的控制端连接所述处理器，以接收所述处理器发出的控制信号；
所述电压控制电路的输出端连接所述数字电位器的高电压引脚。
5.根据权利要求4所述的适配外置功放的车机电路，其特征在于，所述电压控制电路包括：NPN型三极管、PNP型三极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻及二极管；其中，
所述第一电阻的一端连接所述处理器，另一端连接所述NPN型三极管的基极；
所述NPN型三极管的发射极接地，集电极连接所述PNP型三极管的基极；
所述PNP型三极管的发射极连接所述待机状态电压输出端，集电极同时连接所述第二电阻的一端、所述第三电阻的一端；所述第二电阻的另一端接地；
所述第三电阻的另一端连接所述二极管的正极，所述二极管的负极连接所述数字电位器的高电压引脚。
6.根据权利要求5所述的适配外置功放的车机电路，其特征在于，所述电压控制电路还包括：第二电容和/或第三电容；其中，
所述第二电容的一端同时连接所述PNP型三极管的集电极和所述第二电阻的一端，另一端接地；
所述第三电容的一端连接于所述二极管的负极与所述数字电位器的高电压引脚之间，另一端接地。
7.根据权利要求1所述的适配外置功放的车机电路，其特征在于，所述处理器提供一交互界面，展示不同规格的外置功放选项、非静音电压门限值和静音电压门限值的输入框，以供获取所述外置功放参数。
8.一种适配汽车外置功放的控制方法，其特征在于，应用于如权利要求1～7中任一项所述的适配外置功放的车机电路；所述方法包括：
获取外置功放参数，并根据所述外置功放参数调节所述电位器的电阻值，以使所述电位器所输出的电压值能适配外置功放的静音电压门限值或非静音电压门限值，从而开启所述外置功放的静音或非静音功能。
9.一种车机，其特征在于，包括：如权利要求1～7中任一项所述的适配外置功放的车机电路。
10.一种车辆，其特征在于，包括：如权利要求9所述的车机。
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