CN114123365A - 基于充电触点的数据通信装置、方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于充电触点的数据通信装置、方法及系统，所述基于充电触点的数据通信装置包括：状态检测模块，用于检测耳机的当前状态，并生成状态检测信号，所述当前状态包括充电状态和通信状态；主控模块，与所述状态检测模块连接，用于接收所述状态检测信号，根据所述状态检测信号作出切换决策，并生成状态切换指令；充电模块，与所述主控模块连接，用于在所述状态切换指令为充电指令时，切换为充电状态；通信模块，与所述主控模块连接，用于在所述状态切换指令为通信指令时，切换为通信状态。本发明实现了在一根探针上进行充电和数据通信两项功能，具有性能良好、价格低廉、易于生产的特点，尤其适用于TWS耳机方案。

Description

基于充电触点的数据通信装置、方法及系统

技术领域

本发明属于通信控制的技术领域，涉及一种数据通信方法，特别是涉及一种基于充电触点的数据通信装置、方法及系统。

背景技术

目前随着电子产品的不断升级换代，众多手机厂商为了追求防水、美观和更大的内部设计空间，越来越多的设备取消了3.5mm耳机接口，这样一来，使得蓝牙耳机的市场得到迅猛发展。

在TWS(True Wireless Stereo，真正无线立体声)左右两台耳机可以通过蓝牙组成立体声系统，也可以单独使用，产品体验较好，使用场景丰富。TWS蓝牙耳机左右耳之间不需要有线连接，听音乐、通话、佩戴等用户体验都得到了提升，因此市场需求量还将持续性增长。

于实际的产品中，每款TWS蓝牙耳机均会配备一款与之匹配的充电盒，充电盒虽然作为耳机的附件，但是它的作用至关重要。目前市面上大多数充电盒实现的是收纳耳机和给耳机充电功能，当耳机放入充电盒中，盒内有两根金属探针(Pogo Pin)，这两根探针分别是电源针和接地针，接触到耳机后对耳机进行充电，用户体验一般。

为了提升用户体验，实现弹窗配对、直观显示耳机电量和充电盒的电量等功能，市面上部分TWS蓝牙耳机充电盒方案采用三根探针或五根探针的设计，来实现充电和数据通信功能。但是由于用到多根探针，不利于耳机的小型化设计，另外制造成本也明显提高，没有被大量采用。功能不完善、用户体验差、物料成本高、组装难度大，任何一点都会影响产品最初的定位与市场预期，从而造成资金与人力的损失。

因此，如何提供一种基于充电触点的数据通信装置、方法及系统，以解决现有技术无法在满足耳机充电与通信功能的同时最大程度的实现耳机的小型化设计等缺陷，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

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一种基于充电触点的数据通信装置、方法及系统，用于解决现有技术无法在满足耳机充电与通信功能的同时最大程度的实现耳机的小型化设计的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明一方面提供一种基于充电触点的数据通信装置，所述基于充电触点的数据通信装置包括：状态检测模块，用于检测耳机的当前状态，并生成状态检测信号，所述当前状态包括充电状态和通信状态；主控模块，与所述状态检测模块连接，用于接收所述状态检测信号，根据所述状态检测信号作出切换决策，并生成状态切换指令；充电模块，与所述主控模块连接，用于在所述状态切换指令为充电指令时，切换为充电状态；通信模块，与所述主控模块连接，用于在所述状态切换指令为通信指令时，切换为通信状态。

于本发明的一实施例中，所述状态检测模块包括霍尔开关；所述霍尔开关用于检测耳机充电盒的开盖与合盖状态，并将生成的电平信号作为所述状态检测信号。

于本发明的一实施例中，所述主控模块包括主控芯片、指示灯单元、配对单元和晶振单元；所述主控芯片分别与所述指示灯单元、配对单元、晶振单元连接；所述指示灯单元用于显示耳机充电盒的电量状态；所述配对单元用于所述耳机与耳机充电盒的配对设置；所述晶振单元用于向所述主控芯片提供时钟频率。

于本发明的一实施例中，所述主控芯片设有状态检测信号接收端、电源芯片使能端、充电控制端、通信控制端和数据通信端；所述状态检测信号接收端与所述状态检测模块连接，所述电源芯片使能端和所述充电控制端均与所述充电模块连接，所述通信控制端和所述数据通信端均与所述通信模块连接。

于本发明的一实施例中，所述充电模块包括电源单元和充电通断单元；所述电源芯片使能端与所述电源单元连接，所述充电控制端与所述充电通断单元连接。

于本发明的一实施例中，所述主控芯片还设有放电控制端，所述放电控制端与所述充电通断单元的输出端连接，用于对充电过程中储存于电容中的电荷进行放电，以可靠地切换至通信状态。

于本发明的一实施例中，所述充电通断单元包括第一电阻、第二电阻、第一MOS管、第一二极管和第一三极管；所述第一电阻的一端分别与电源正极、所述第一MOS管的源极连接，另一端分别与所述第一MOS管的栅极、第一三极管的集电极连接，所述第一三极管的基极与所述第二电阻的一端连接，发射极与地连接，所述第二电阻的另一端与所述充电控制端连接，所述第一MOS管的漏极与所述第一二极管的阳极连接，所述第一二极管的阴极与充电触点连接；所述通信模块包括通信单元；所述通信单元包括第三电阻、第四电阻、第二MOS管和第二三极管；所述第三电阻的一端分别与所述充电触点、第二MOS管的源极连接，另一端分别与所述第二MOS管的栅极、第二三极管的集电极连接，所述第二MOS管的漏极与所述数据通信端连接，所述第二三极管的基极与所述第四电阻的一端连接，所述第四电阻的另一端与所述通信控制端连接，所述第二三极管的发射极与地连接。

本发明另一方面提供一种基于充电触点的数据通信方法，所述基于充电触点的数据通信方法包括：检测耳机的当前状态，并生成状态检测信号；所述当前状态包括充电状态和通信状态；接收所述状态检测信号，根据所述状态检测信号作出切换决策，并生成状态切换指令；在所述状态切换指令为充电指令时，切换为充电状态；在所述状态切换指令为通信指令时，切换为通信状态。

本发明最后一方面提供一种基于充电触点的数据通信系统，所述基于充电触点的数据通信系统包括：基于充电触点的数据通信装置、耳机和耳机连接设备；所述基于充电触点的数据通信装置与耳机通过充电触点连接，所述耳机与所述耳机连接设备通信连接；所述基于充电触点的数据通信装置包括：状态检测模块、主控模块、充电模块和通信模块；所述状态检测模块用于检测耳机的当前状态，并生成状态检测信号，所述当前状态包括充电状态和通信状态；所述主控模块与所述状态检测模块连接，用于接收所述状态检测信号，根据所述状态检测信号作出切换决策，并生成状态切换指令；所述充电模块与所述主控模块连接，用于在所述状态切换指令为充电指令时，切换为充电状态；所述通信模块与所述主控模块连接，用于在所述状态切换指令为通信指令时，切换为通信状态。

于本发明的一实施例中，所述基于充电触点的数据通信装置为耳机充电盒；所述耳机充电盒对所述耳机进行充电，并与所述耳机进行数据通信；所述耳机连接设备接收所述耳机发送的分享数据，并显示所述分享数据；所述分享数据包括所述耳机、耳机充电盒的电量信息。

如上所述，本发明所述的基于充电触点的数据通信装置、方法及系统，具有以下有益效果：

本发明通过充电盒电路的设计、充电功能与数据通信复用的设计，最终在一个端口上实现充电和数据通信两项功能，通过时分复用，从而实现充电和通信功能复用在一根探针上，即充电与通信都通过充电触点进行，在满足耳机充电与通信功能的同时最大程度的实现耳机的小型化设计。通过充电盒开盖状态的检测实现充电状态与通信状态的灵活转换。通过在耳机内设置通信芯片，实现耳机与耳机连接设备的数据通信，以使耳机连接设备可以实时获取并显示耳机与耳机充电盒的电量状态或其他相关数据。

附图说明

图1显示为本发明的基于充电触点的数据通信装置于一实施例中的电路原理图。

图2显示为本发明的基于充电触点的数据通信装置于一实施例中的电路结构图。

图3显示为本发明的基于充电触点的数据通信装置于一实施例中的状态切换电路图。

图4显示为本发明的基于充电触点的数据通信方法于一实施例中的原理流程图。

图5显示为本发明的基于充电触点的数据通信系统于一实施例中的结构原理图。

元件标号说明

1 基于充电触点的数据通信装置

11 状态检测模块

12 主控模块

13 充电模块

14 通信模块

2 耳机

3 耳机连接设备

S41～S43 步骤

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，遂图式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。

本发明所述的基于充电触点的数据通信装置通过充电盒电路的设计、充电功能与数据通信复用的设计，最终在充电触点这一个端口上实现充电和数据通信两项功能。

以下将结合图1至图5详细阐述本实施例的一种基于充电触点的数据通信装置、方法及系统的原理及实施方式，使本领域技术人员不需要创造性劳动即可理解本实施例的基于充电触点的数据通信装置、方法及系统。

请参阅图1，显示为本发明的基于充电触点的数据通信装置于一实施例中的电路原理图。如图1所示，所述基于充电触点的数据通信装置1包括：状态检测模块11、主控模块12、充电模块13和通信模块14。

需要说明的是，应理解基于充电触点的数据通信装置中的各个模块的划分仅仅是一种逻辑功能的划分，实际实现时可以全部或部分集成到一个物理实体上，也可以物理上分开。且这些模块可以全部以软件通过处理元件调用的形式实现，也可以全部以硬件的形式实现，还可以部分模块通过处理元件调用软件的形式实现，部分模块通过硬件的形式实现。例如：某一模块可以为单独设立的处理元件，也可以集成在基于充电触点的数据通信装置的某一个芯片中实现。此外，某一模块也可以以程序代码的形式存储于基于充电触点的数据通信装置的存储器中，由基于充电触点的数据通信装置的某一个处理元件调用并执行以下某一模块的功能。其它模块的实现与之类似。这些模块全部或部分可以集成在一起，也可以独立实现。这里所述的处理元件可以是一种集成电路，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤或以下各个模块可以通过处理器元件中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。

以下这些模块可以是被配置成实施以上方法的一个或多个集成电路，例如：一个或多个特定集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)，一个或多个数字信号处理器(Digital Signal Processor，简称DSP)，一个或者多个现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，简称FPGA)等。当以下某个模块通过处理元件调用程序代码的形式实现时，该处理元件可以是通用处理器，如中央处理器(Central ProcessingUnit，简称CPU)或其它可以调用程序代码的处理器。这些模块可以集成在一起，以片上系统(System-on-a-chip，简称SOC)的形式实现。

所述状态检测模块11用于检测耳机的当前状态，并生成状态检测信号，所述当前状态包括充电状态和通信状态。

请参阅图2，显示为本发明的基于充电触点的数据通信装置于一实施例中的电路结构图。如图2所示，所述状态检测模块包括霍尔开关HALL；所述霍尔开关HALL用于检测耳机充电盒的开盖与合盖状态，并将生成的电平信号作为所述状态检测信号传送至主控芯片MCU(Microcontroller Unit，微控制单元或单片机)的PC4端口。

具体地，霍尔开关是一种利用霍尔效应的磁感应式电子开关，可以把磁输入信号转换成电信号，便于充电盒主控芯片对该信号的检测。

进一步地，充电盒盖子关闭时，HALL信号为1；当充电盒盖子打开后，由于电磁效应，HALL信号变成0，充电盒主控芯片通过检测HALL信号电平变化来判断充电盒开盖的动作。

所述主控模块12与所述状态检测模块11连接，用于接收所述状态检测信号，根据所述状态检测信号作出切换决策，并生成状态切换指令。充电盒主控芯片以定时轮询的方式，通过时分复用，从而在充电触点的探针上实现了充电和数据交互功能。

具体在图2的实施例中，所述主控模块包括主控芯片MCU、指示灯单元LED、配对单元KEY和晶振单元24MHz；所述主控芯片分别与所述指示灯单元LED、配对单元KEY、晶振单元24MHz连接。

所述指示灯单元用于显示耳机充电盒的电量状态；还可以显示配对状态等现有技术中无无线耳机指示灯可实现的其他的指示状态。例如MCU的LED1端口发出LED_BLUE控制信号，控制指示灯为蓝色，可以表示电量充满；MCU的LED2端口发出LED_RED控制信号，控制指示灯为红色，可以表示处于充电中。LDO_OUT端口输出3.3V，为不同颜色的LED提供正极电源，因此，LED_BLUE控制信号与LED_RED控制信号为低电平有效。

所述配对单元用于所述耳机与耳机充电盒的配对设置。其中，在一具体实施例中，配对单元KEY为一按键，执行MFB(multifunction buffer)，多功能键)功能。例如，在蓝牙耳机的关闭状态，按住耳机的功能键MFB5秒左右，等到蓝牙耳机的指示灯亮了，且处于常亮状态，表示蓝牙耳机已打开，并且处于可被查找的状态，用于配对。

所述晶振单元用于向所述主控芯片提供时钟频率。在本实施例中，晶振频率为24MHz。

进一步地，所述主控芯片设有状态检测信号接收端PC4、电源芯片使能端EN_BOOST、充电控制端EN_5V_OUT、通信控制端EN_HS_INFO和数据通信端HS_INFO。

所述状态检测信号接收端PC4与所述状态检测模块连接，所述电源芯片使能端EN_BOOST和所述充电控制端EN_5V_OUT均与所述充电模块连接，所述通信控制端EN_HS_INFO和所述数据通信端HS_INFO均与所述通信模块连接。具体地，所述电源芯片使能端EN_BOOST与所述电源单元连接，所述充电控制端EN_5V_OUT与所述充电通断单元连接。

进一步地，当耳机放回充电盒后，充电盒主控芯片MCU每隔1分钟与耳机交互一次数据，将充电盒电池的剩余电量发送给耳机，并接收耳机发来的电池电量信息，判断是否需要给耳机充电。如果接收到耳机电池电量满的信息、或持续6次交互不到耳机数据(耳机已不在充电盒中)，充电盒则通过电源芯片使能端EN_BOOST关闭Boost电路、主控芯片进入深睡状态降低功耗。

所述充电模块13与所述主控模块12连接，用于在所述状态切换指令为充电指令时，切换为充电状态。

具体在图2的实施例中，所述充电模块包括电源单元(USB、Charge、Battery和BOOST电路构成)和充电通断单元(MOSFET通断电路构成)。

具体地，充电盒USB端口引入外接5V电源，经过Charge充电电路转为4.2V给电池Battry充电。电池电压通过Boost升压芯片升压到5V，升压芯片通过内部开关管导通和关断来控制外部电感存储和释放能量，再经过电容滤波，从而使输出电压高于输入电压。

本发明所述的基于充电触点的数据通信装置的状态切换的过程具体如下：

(1)当耳机不需要充电时，主控芯片MCU通过电源芯片使能端EN_BOOST关闭Boost电路，禁止5V输出，通过充电控制端EN_5V_OUT控制MOSFET管关断，在VCHG脚上并未实现充电，接着EN_HS_INFO输出1，切换到数据通路，充电盒与耳机交互数据，将配对信息、充电盒电池的电量信息等发送给耳机，并接收耳机发来的电池电量等信息。

进一步地，所述主控芯片还设有放电控制端START_INFO，所述放电控制端START_INFO控制MOSFET导通后与所述充电通断单元的输出端VCHG连接，用于对充电过程中储存于电容中的电荷进行放电，以可靠地切换至通信状态。BOOST升压芯片在不需要充电的时候处于关断状态，进一步降低充电盒的待机功耗。

(2)当耳机需要充电时，主控芯片通过电源芯片使能端EN_BOOST使能Boost电路，通过充电控制端EN_5V_OUT控制MOSFET管导通，在VCHG脚上实现充电。

进一步地，当主控芯片检测到充电盒的盖子打开后，EN_BOOST信号输出1，使能升压芯片，为耳机充电作好准备；在耳机放入充电盒中合盖之后且经通信需充电时，HALL信号为1，进而，EN_5V_OUT信号输出1、EN_HS_INFO信号输出0，打开充电通路的MOS管，输出5V激活耳机。

请参阅图3，显示为本发明的基于充电触点的数据通信装置于一实施例中的状态切换电路图。如图3所示，所述充电通断单元包括第一电阻R1、第二电阻R2、第一MOS管Q1、第一二极管D1和第一三极管Q3。

所述第一电阻R1的一端分别与电源正极DC5V、所述第一MOS管Q1的源极连接，另一端分别与所述第一MOS管Q1的栅极、第一三极管Q3的集电极连接，所述第一三极管Q3的基极与所述第二电阻R2的一端连接，发射极与地连接，所述第二电阻R2的另一端与所述充电控制端EN_5V_OUT连接，所述第一MOS管Q1的漏极与所述第一二极管D1的阳极连接，所述第一二极管D1的阴极与充电触点VCHG连接。

所述通信模块14与所述主控模块12连接，用于在所述状态切换指令为通信指令时，切换为通信状态。

所述通信模块包括通信单元；所述通信单元包括第三电阻R3、第四电阻R4、第二MOS管Q2和第二三极管Q4。

所述第三电阻R3的一端分别与所述充电触点VCHG、第二MOS管Q2的源极连接，另一端分别与所述第二MOS管Q2的栅极、第二三极管Q4的集电极连接，所述第二MOS管Q2的漏极与所述数据通信端HS_INFO_IN/OUT连接，所述第二三极管Q4的基极与所述第四电阻R4的一端连接，所述第四电阻R4的另一端与所述通信控制端EN_HS_INFO连接，所述第二三极管Q4的发射极与地连接。

图3中，充电与通信的切换过程如下：

在充电过程中，EN_5V_OUT为1，该信号通过第二电阻R2作用在第一三极管Q3上使其导通，与第一三极管Q3的发射极连接的地与第一电阻R1接通，并作用在第一MOS管Q1的栅极上，因Q1为PMOS管，优选为SI2301信号，因此，栅极接收到低电平后导通，使得DC5V接通至第一二极管D1的阳极，进而通过VCHG充电触点所在线路与耳机接地线形成充电回路，对耳机进行充电。

在通信过程中，EN_HS_INFO为1，该信号通过第四电阻R4作用在第二三极管Q4上使其导通，与第二三极管Q4的发射极连接的地与第三电阻R3接通，并作用在第二MOS管Q2的栅极上，因Q2为PMOS管，优选为SI2301信号，因此，栅极接收到低电平后导通，使得VCHG充电触点所在线路与HS_INFO_IN/OUT(数据通信端HS_INFO)形成通信回路，与耳机进行通信。

由此，通过MOS管切换，在一根探针或同一充电触点上实现充电和数据通信两种功能(另外一根探针是接地针)。由于耳机芯片充电要求的电压为5V，而数字I/O的电压为3.3V，在充电时需断开数据传输通路，否则会因电压过高损坏耳机芯片的数字端口；在数据通信时需断开充电通路，否则充电状态紊乱。本发明通过极简的外围电路，实现了充电与数据通信复用在一起的功能。

请参阅图4，显示为本发明的基于充电触点的数据通信方法于一实施例中的原理流程图。如图4所示，所述基于充电触点的数据通信方法具体包括下步骤：

S41，检测耳机的当前状态，并生成状态检测信号；所述当前状态包括充电状态和通信状态。

S42，接收所述状态检测信号，根据所述状态检测信号作出切换决策，并生成状态切换指令。

S43，在所述状态切换指令为充电指令时，切换为充电状态；在所述状态切换指令为通信指令时，切换为通信状态。

本发明所述的基于充电触点的数据通信装置可以实现本发明所述的基于充电触点的数据通信方法，本发明所述的基于充电触点的数据通信方法应用于本发明所述的基于充电触点的数据通信装置中，但本发明所述的基于充电触点的数据通信方法的实现设备包括但不限于本实施例列举的基于充电触点的数据通信装置的结构，凡是根据本发明的原理所做的现有技术的结构变形和替换，都包括在本发明的保护范围内。

请参阅图5，显示为本发明的基于充电触点的数据通信系统于一实施例中的结构原理图。如图5所示，所述基于充电触点的数据通信系统包括：基于充电触点的数据通信装置1、耳机2和耳机连接设备3。

所述基于充电触点的数据通信装置1与耳机2通过充电触点连接，所述耳机2与所述耳机连接设备3通信连接。

所述基于充电触点的数据通信装置包括：状态检测模块、主控模块、充电模块和通信模块。

所述状态检测模块用于检测耳机的当前状态，并生成状态检测信号，所述当前状态包括充电状态和通信状态；所述主控模块与所述状态检测模块连接，用于接收所述状态检测信号，根据所述状态检测信号作出切换决策，并生成状态切换指令；所述充电模块与所述主控模块连接，用于在所述状态切换指令为充电指令时，切换为充电状态；所述通信模块与所述主控模块连接，用于在所述状态切换指令为通信指令时，切换为通信状态。

在本实施例中，所述基于充电触点的数据通信装置为耳机充电盒。

所述耳机充电盒对所述耳机进行充电，并与所述耳机进行数据通信。

所述耳机连接设备接收所述耳机发送的分享数据，并显示所述分享数据；所述分享数据包括所述耳机、耳机充电盒的电量信息。除此之外，所述分享数据还可以是音频播放信息，以向用户快速提供当前耳机的播放内容及状态；所述分享数据还可以是耳机和/或耳机盒的定位信息，以便用户寻找耳机；所述分享数据还可以是类似于手机寻找、智能手环寻找技术方案之后所传输的信息等。

所述耳机连接设备可以是笔记型电脑、智能手机或平板电脑等，还可以是智能眼镜、智能手表等智能穿戴设备，也可以是车机端。

具体地，所述耳机连接设备以手机为例，结合用户的操作，所述基于充电触点的数据通信系统中三方的交互过程具体如下：

在开启充电盒盖子时，首先检测HALL信号的电平是否发生变化。

(1)当HALL信号的电平发生变化时，充电盒的指示灯或充电盒自带的显示屏可显示充电盒电池的电量，另一方面，与耳机通信连接的手机也可在手机上显示充电盒电池的电量。

然后，判断充电盒中是否有耳机。

(1.1)充电盒中有耳机。当耳机处于充电盒中时，长按MFB按键，使耳机进入配对模式，然后使能BOOST芯片，输出5V用于唤醒耳机。耳机与手机建立连接的状态下，将耳机放入充电盒，耳机检测到5V输入，断开连接，判断充电盒与盒内耳机是否通信成功。

(1.1.1)充电盒与盒内耳机通信成功。发送配对、回连、弹窗、电池盒实时电量等信息。充电盒根据耳机发送的信息，判断是否需要给耳机充电。

A.耳机电池电量不满，需要充电。充电盒输出5V给耳机充电，交互数据、更新充电盒的实时电量，充满电之后切换状态指示灯。

B.耳机电池电量满，不需要充电，此时使耳机进入深睡眠状态，同时关闭BOOST电路，降低功耗。

(1.1.2)充电盒与盒内耳机未通信成功。耳机电池电量太低，未能正常唤醒，通信不上，此时，持续输出5V用于充电，同时查询耳机，直到与耳机建立通信，再发送配对、回连、弹窗、电池盒实时电量等信息。

(1.2)充电盒中无耳机。有可能是开盖前耳机不在充电盒中，开盖后一段时间内用户没有往充电盒放入耳机；也有可能是用户开盖后取出耳机，此时耳机自动开机，回连手机。基于上述两种可能，充电盒持续一段时间与耳机通信失败，也进行关闭BOOST电路的操作，以降低功耗。

(2)当HALL信号的电平未发生变化时，可能是充电盒电池没电，或者充电盒有电池但低电量指示灯亮起或指示灯不亮，此时接上充电器给充电盒充电，充电盒状态指示灯正确指示，待充到一定电量后，也进行上述使能BOOST芯片的操作，输出5V用于唤醒耳机。

综上所述，本发明所述基于充电触点的数据通信装置、方法及系统通过充电盒电路的设计、充电功能与数据通信复用的设计，最终在一个端口上实现充电和数据通信两项功能，通过时分复用，从而实现充电和通信功能复用在一根探针上，即充电与通信都通过充电触点进行，在满足耳机充电与通信功能的同时最大程度的实现耳机的小型化设计。通过充电盒开盖状态的检测实现充电状态与通信状态的灵活转换。通过在耳机内设置通信芯片，实现耳机与耳机连接设备的数据通信，以使耳机连接设备可以实时获取并显示耳机与耳机充电盒的电量状态或其他相关数据。本发明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)

1.一种基于充电触点的数据通信装置，其特征在于，所述基于充电触点的数据通信装置包括：

状态检测模块，用于检测耳机的当前状态，并生成状态检测信号，所述当前状态包括充电状态和通信状态；

主控模块，与所述状态检测模块连接，用于接收所述状态检测信号，根据所述状态检测信号作出切换决策，并生成状态切换指令；

充电模块，与所述主控模块连接，用于在所述状态切换指令为充电指令时，切换为充电状态；

通信模块，与所述主控模块连接，用于在所述状态切换指令为通信指令时，切换为通信状态。

2.根据权利要求1所述的基于充电触点的数据通信装置，其特征在于：

所述状态检测模块包括霍尔开关；所述霍尔开关用于检测耳机充电盒的开盖与合盖状态，并将生成的电平信号作为所述状态检测信号。

3.根据权利要求2所述的基于充电触点的数据通信装置，其特征在于：

所述主控模块包括主控芯片、指示灯单元、配对单元和晶振单元；所述主控芯片分别与所述指示灯单元、配对单元、晶振单元连接；

所述指示灯单元用于显示耳机充电盒的电量状态；

所述配对单元用于所述耳机与耳机充电盒的配对设置；

所述晶振单元用于向所述主控芯片提供时钟频率。

4.根据权利要求3所述的基于充电触点的数据通信装置，其特征在于：

所述主控芯片设有状态检测信号接收端、电源芯片使能端、充电控制端、通信控制端和数据通信端；

所述状态检测信号接收端与所述状态检测模块连接，所述电源芯片使能端和所述充电控制端均与所述充电模块连接，所述通信控制端和所述数据通信端均与所述通信模块连接。

5.根据权利要求4所述的基于充电触点的数据通信装置，其特征在于：

所述充电模块包括电源单元和充电通断单元；

所述电源芯片使能端与所述电源单元连接，所述充电控制端与所述充电通断单元连接。

6.根据权利要求5所述的基于充电触点的数据通信装置，其特征在于：

所述主控芯片还设有放电控制端，所述放电控制端与所述充电通断单元的输出端连接，用于对充电过程中储存于电容中的电荷进行放电，以可靠地切换至通信状态。

7.根据权利要求5所述的基于充电触点的数据通信装置，其特征在于：

所述充电通断单元包括第一电阻、第二电阻、第一MOS管、第一二极管和第一三极管；

所述第一电阻的一端分别与电源正极、所述第一MOS管的源极连接，另一端分别与所述第一MOS管的栅极、第一三极管的集电极连接，所述第一三极管的基极与所述第二电阻的一端连接，发射极与地连接，所述第二电阻的另一端与所述充电控制端连接，所述第一MOS管的漏极与所述第一二极管的阳极连接，所述第一二极管的阴极与充电触点连接；

所述通信模块包括通信单元；所述通信单元包括第三电阻、第四电阻、第二MOS管和第二三极管；

所述第三电阻的一端分别与所述充电触点、第二MOS管的源极连接，另一端分别与所述第二MOS管的栅极、第二三极管的集电极连接，所述第二MOS管的漏极与所述数据通信端连接，所述第二三极管的基极与所述第四电阻的一端连接，所述第四电阻的另一端与所述通信控制端连接，所述第二三极管的发射极与地连接。

8.一种基于充电触点的数据通信方法，其特征在于，所述基于充电触点的数据通信方法包括：

检测耳机的当前状态，并生成状态检测信号；所述当前状态包括充电状态和通信状态；

接收所述状态检测信号，根据所述状态检测信号作出切换决策，并生成状态切换指令；

在所述状态切换指令为充电指令时，切换为充电状态；在所述状态切换指令为通信指令时，切换为通信状态。

9.一种基于充电触点的数据通信系统，其特征在于，所述基于充电触点的数据通信系统包括：基于充电触点的数据通信装置、耳机和耳机连接设备；所述基于充电触点的数据通信装置与耳机通过充电触点连接，所述耳机与所述耳机连接设备通信连接；

所述基于充电触点的数据通信装置包括：状态检测模块、主控模块、充电模块和通信模块；

所述状态检测模块用于检测耳机的当前状态，并生成状态检测信号，所述当前状态包括充电状态和通信状态；所述主控模块与所述状态检测模块连接，用于接收所述状态检测信号，根据所述状态检测信号作出切换决策，并生成状态切换指令；所述充电模块与所述主控模块连接，用于在所述状态切换指令为充电指令时，切换为充电状态；所述通信模块与所述主控模块连接，用于在所述状态切换指令为通信指令时，切换为通信状态。

10.根据权利要求9所述的基于充电触点的数据通信系统，其特征在于：

所述基于充电触点的数据通信装置为耳机充电盒；

所述耳机充电盒对所述耳机进行充电，并与所述耳机进行数据通信；

所述耳机连接设备接收所述耳机发送的分享数据，并显示所述分享数据；所述分享数据包括所述耳机、耳机充电盒的电量信息。

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