CN1661907A - 单一旋钮控制音量系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种单一旋钮控制音量的系统及方法，用于根据使用者进行的旋转操作产生相应的音量控制信号快速调整音量大小并解决静音处理。该系统包括一旋钮、一控制装置及一声音放大器。旋钮用于在旋转过程中产生旋转信号。控制装置用于根据旋转信号判断旋转方向确定旋转速度，从而产生相应的音量控制信号：当旋转速度为快速时，对应一大幅度(10％)的音量调整；旋转速度为次速时，对应一相应等级幅度(2％－9％)的音量调整；旋转速度为慢速时，对应一单位(1％)的音量调整。声音放大器用于根据控制装置产生的声音控制信号进行音量调整。利用本发明可实现通过单一旋钮快速调整音量大小并解决静音问题。

Description

单一旋钮控制音量系统及方法

【技术领域】

本发明涉及一种音量控制系统及方法，特别是涉及一种通过单一旋钮的旋转方向和旋转速度控制音量的系统及方法。

【背景技术】

迄今为止，已经开发出各种用于放大来自组合的音频信号源或连接的音频信号源的音频信号以便驱动扬声器的音频输出装置。这种类型的装置被称作“音频放大器装置”，并且用于调节从连接的扬声器输出的音量的输出电平是通过操作音量调节操作部分而调节，和通过从远程控制装置传送音量调节命令而调节。

作为这种类型的传统音量输出装置，当使用者要静音时，要增加一个静音按钮，无法做到利用一个旋钮既可实现音量调节又可实现静音控制的功能。

另外，一种音频输出装置适合于数字地调节音量，包含旋转调节器和旋转编码器，其中作为旋转操作组件的旋转调节器的旋转角度被旋转编码器探测，并且由包含在音频输出装置中的音量调节电路设置的音量正比于探测到的旋转角度分级地变化。

按照常规通过组合旋转调节器和旋转编码器构造成的类型的音量调节装置，当音量分级地变化时，要从最小到最大改变音量，不可避免地要花费很多时间旋转调节器进行调节，很难达到使用者所要求地快速改变音量大小的目标。

所以需要提供一种通过单一旋钮快速调整音量大小并解决静音处理的系统及方法。

【发明内容】

本发明的主要目的在于提供一种通过单一旋钮快速调整音量大小并解决静音处理的系统及方法，其可根据旋钮的旋转方向和旋转速度快速调整音量，其中旋转方向包括顺时针方向和逆时针方向，旋转速度包括快速、次速及慢速。

为达到上述目的，本发明提供一种单一旋钮控制音量的系统，该系统包括：一旋钮、一控制装置及一声音放大器(Audio AMP)。旋钮用于进行旋转操作，并且在被旋转过程中产生一旋转信号给控制装置，其包含一旋转操作部分、一旋转信号产生电路。旋转操作部分用于使用者进行旋转操作。旋转信号产生电路用于根据旋转操作部分的操作产生相应的旋转信号，包括旋转方向信号与旋转脉冲。控制装置用于根据旋钮产生的旋转信号输出相应的音量控制信号控制声音放大器，进行相应的音量调整。控制装置可为单片机(Single Chip)，其包含多个输入端口、一计时器、一计数器、一ROM(只读存储器)、一RAM(随机访问内存)、一CPU(中央处理单元)、一PWM(脉冲宽度调制)器件及多个输出端口。输入端口可为I/O端口，用于接收旋转信号。计时器用于对旋转信号电路产生的每个旋转脉冲进行计时(t)。计数器用于记录旋转信号电路连续发出的旋转脉冲的个数。ROM用于存储预先设定的时间对应表。其中预先设定的时间对应表为当旋转脉冲时间t＜T0时，表示旋转速度为快速，当旋转脉冲时间T0＜t＜Tn时，表示旋转速度为次速度即介于快速与慢速之间，当旋转脉冲时间t＞Tn时，表示旋转速度为慢速。依照不同等级的速度会有相应的音量调整。例如旋转速度为快速时，对应一大幅度(10％)的音量调整；旋转速度为次速时，对应一相应等级幅度(2％-9％)的音量调整；旋转速度为慢速时，对应一单位(1％)的音量调整。其中T0...Tn为预先设定的时间。RAM用于存储来自计时器的旋转脉冲时间t和计数器连续的旋转脉冲的个数。CPU用于根据RAM上的旋转脉冲时间t和连续的旋转脉冲的个数与ROM上预先设定的时间对应表进行比较，输出相应的音量控制信号到PWM器件。PWM器件用于根据CPU的音量控制信号产生控制声音放大器声音输出的信号振幅。多个输出端口可为I/O端口或PWM端口，用于输出信号振幅。声音放大器根据PWM的信号振幅进行音量调整。

本发明还提供一种单一旋钮控制音量方法，该方法包括如下步骤：(a)接收到旋转信号；(b)判断是否为静音状态；(c)如果为静音状态，判断旋转方向；(d)如果为非静音状态，判断旋转方向；(e)如果为静音状态，旋转方向为顺时针方向，判断旋转脉冲时间t是否小于预先设定的时间T0且连续的旋转脉冲的个数是否大于等于4；(f)如果为静音状态，旋转方向为顺时针方向，旋转脉冲时间t＜T0且连续的旋转脉冲个数≥4，恢复非静音状态，执行步骤(m)；(g)如果为静音状态，旋转方向为顺时针方向，旋转脉冲时间t≥T0或连续的旋转脉冲个数＜4，执行步骤(m)；(h)如果为静音状态，旋转方向为逆时针方向，执行步骤(m)；(i)如果为非静音状态，旋转方向为逆时针方向，判断旋转脉冲时间t是否小于预先设定的时间T0且连续的旋转脉冲的个数是否大于等于4；(j)如果为非静音状态，旋转方向为逆时针方向，旋转脉冲时间t＜T0且连续的旋转脉冲的个数≥4，恢复静音状态，执行步骤(m)；(k)如果为非静音状态，旋转方向为逆时针方向，连续的旋转脉冲的个数＜4，根据预先设定的时间对应表比较旋转脉冲时间，确定相应的旋转速度并输出相应的减少量的音量控制信号，执行步骤(m)；(l)如果为非静音状态，旋转方向为顺时针方向，根据预先设定的时间对应表比较旋转脉冲时间，确定相应的旋转速度并输出相应的增加量的音量控制信号，执行步骤(m)；及(m)判断是否接收到新的旋转信号，如果接收到新的旋转信号，返回执行步骤(a)，如果没有接收到新的旋转信号，结束。

其中步骤(k)确定相应的旋转速度并输出相应的减少量的音量控制信号还包括以下步骤：(k1)判断旋转脉冲时间t是否小于T0；(k2)如果旋转脉冲时间t＜T0，根据预先设定的时间对应表为快速，输出一减少10％音量的音量控制信号进行音量调整；(k3)如果旋转脉冲时间t没有小于T0，判断旋转脉冲时间t是否为T0≤t＜Tn；(k4)如果旋转脉冲时间t为T0≤t＜Tn，根据预先设定的时间对应表为次速，输出一相应等级的减少2％-9％音量的音量控制信号进行音量调整；及(k5)如果旋转脉冲时间为t≥Tn，根据预先设定的时间对应表为慢速，输出一减少1％音量的音量控制信号进行音量调整。

其中步骤(1)确定相应的旋转速度并输出相应的增加量的音量控制信号还包括以下步骤：(11)判断旋转脉冲时间t是否小于T0；(12)如果旋转脉冲时间t＜T0，根据预先设定的时间对应表为快速，输出一增加10％音量的音量控制信号进行音量调整；(13)如果旋转脉冲时间t没有小于T0，判断旋转脉冲时间t是否为T0≤t＜Tn；(14)如果旋转脉冲时间t为T0≤t＜Tn，根据预先设定的时间对应表为次速，输出一相应等级的增加2％-9％音量的音量控制信号进行音量调整；及(15)如果旋转脉冲时间为t≥Tn，根据预先设定的时间对应表为慢速，输出一增加1％音量的音量控制信号进行音量调整。

利用本发明实现通过单一旋钮在不增加静音按钮的情况下，解决静音处理的问题，并可以快速地调整音量的大小，及时满足使用者的音量调整要求。

【附图说明】

图1是本发明单一旋钮控制音量系统的硬件架构图。

图2是本发明单一旋钮控制音量方法流程图。

图3是本发明单一旋钮控制音量方法的确定旋转速度并产生相应减少量的音量控制信号的作业流程图。

图4是本发明单一旋钮控制音量方法的确定旋转速度并产生相应增加量的音量控制信号的作业流程图。

【具体实施方式】

如图1所示，是本发明单一旋钮控制音量系统的硬件架构图。该单一旋钮控制音量系统包括一旋钮10，一控制装置11及一声音放大器12。该旋钮10用于进行旋转操作，并且在被旋转过程中产生一旋转信号给控制装置11，其包含一旋转操作部分100、一旋转信号产生电路101。旋转操作部分100用于使用者进行旋转操作。旋转信号产生电路101用于根据旋转操作部分100的操作产生相应的旋转信号，包括旋转方向信号与旋转脉冲。该控制装置11用于根据旋钮10的旋转信号产生电路101输出的旋转信号输出相应的音量控制信号控制声音放大器12，进行相应的音量调整。控制装置11可为单片机(Single Chip)，其包含多个输入端口110、一计时器111、一计数器112、一ROM(只读存储器)113、一RAM(随机访问存储器)114、一CPU(中央处理单元)115、一PWM(脉冲宽度调制)器件116及多个输出端口117。多个输入端110用于接收旋转信号产生电路101产生的旋转信号。计时器111用于对旋转信号电路101产生的每个旋转脉冲进行计时(t)。计数器112用于记录在旋转过程中旋转信号电路101连续产生的旋转脉冲的个数。ROM用于存储预先设定的时间对应表，其中预先设定的时间对应表为当旋转脉冲时间t＜T0时，表示旋转速度为快速，当旋转脉冲时间T0＜t＜Tn时，表示旋转速度为次速度即介于快速与慢速之间，当旋转脉冲时间t＞Tn时，表示旋转速度为慢速。依照不同等级的速度会有相应的音量调整。当旋转方向信号为顺时针方向信号：旋转速度为快速时，增加一大幅度(10％)的音量；旋转速度为快速，静音(mute)状态下连续四个快速调整执行非静音(un-mute)功能；旋转速度为次速时，依照预先设定的时间对应表等级地增加一幅度(2％-9％)的音量；旋转速度为慢速时，增加一单位(1％)的音量。当旋转方向信号为逆时针方向信号：旋转速度为快速时，减少一大幅度(10％)的音量；旋转速度为快速，非静音状态下连续四个快速调整执行静音功能；旋转速度为次速时，依照预先设定的时间对应表等级地减少一幅度(2％-9％)的音量；旋转速度为慢速时，减少一单位(1％)的音量。其中T0...Tn为预先设定的时间。RAM 114用于存储来自计时器111的旋转脉冲时间t和计数器112连续的旋转脉冲的个数。CPU 115用于根据RAM 114上的旋转脉冲时间t和连续的旋转脉冲的个数与ROM113上预先设定的时间对应表进行比较，输出相应的音量控制信号到PWM器件116。PWM器件116用于根据CPU 115的音量控制信号产生控制声音放大器12声音输出的信号振幅。多个输出端口117用于输出PWM器件116产生的信号振幅给声音放大器12。声音放大器12用于根据PWM器件产生116的信号振幅进行音量调整。

如图2所示，是本发明单一旋钮控制音量方法流程图。首先该流程图起始与接收到旋转信号(步骤S200)。控制装置11判断声音放大器12是否处于静音状态(步骤S201)。如果声音放大器12处于静音状态，CPU 115根据旋转信号产生电路101产生的旋转信号中的旋转方向信号判断旋转方向，如果旋转方向为逆时针方向，转向执行步骤S210(步骤S202)。如果声音放大器12处于静音状态，旋转方向为顺时针方向，CPU 115判断旋转信号产生电路101产生的旋转脉冲的时间t是否小于预先设定的时间对应表中的T0且连续的旋转脉冲个数是否大于等于4，如果旋转脉冲的时间t不小于T0，或连续的旋转脉冲个数小于4，或旋转脉冲的时间t小于T0但连续的旋转脉冲个数小于4，转向执行步骤S210(步骤S204)。如果声音放大器12处于静音状态，旋转方向为顺时针方向，旋转脉冲的时间t小于T0且连续的旋转脉冲个数大于等于4，声音放大器12恢复非静音状态(步骤S205)。如果声音放大器12处于非静音状态，CPU 115根据旋转信号产生电路101产生的旋转信号中的旋转方向信号判断旋转方向(步骤S203)。如果声音放大器12处于非静音状态，旋转方向为逆时针方向，CPU 115判断旋转信号产生电路101产生的旋转脉冲的时间t是否小于预先设定的时间对应表中的T0且连续的旋转脉冲个数是否大于等于4(步骤S206)。如果声音放大器12处于非静音状态，旋转方向为逆时针方向，旋转脉冲的时间t小于T0且连续的旋转脉冲个数大于等于4，声音放大器12恢复静音状态(步骤S207)。如果声音放大器12处于非静音状态，旋转方向为逆时针方向，连续的旋转脉冲个数小于4，CPU 115根据ROM 113上预先设定的时间对应表比较RAM 114上的旋转脉冲时间t，确定相应的旋转速度并输出相应的减少量的音量控制信号，转向执行步骤S210(步骤S208)。如果声音放大器12处于非静音状态，旋转方向为顺时针方向，CPU 115根据ROM 113上预先设定的时间对应表比较RAM 114上的旋转脉冲时间t，确定相应的旋转速度并输出相应的增加量的音量控制信号，转向执行步骤S210(步骤S209)。CPU115判断端口110是否接收到新的旋转信号，如果接收到新的旋转信号，转向执行步骤S200，如果没有接收到新的旋转信号，结束(步骤S210)。

如图3所示，是本发明单一旋钮控制音量方法的确定旋转速度并产生相应减少量的音量控制信号的作业流程图。首先CPU 115判断RAM 114上的旋转脉冲时间t是否小于ROM 113上预先设定的时间对应表中的T0(步骤S30)。如果旋转脉冲时间t小于T0，根据ROM 113中预先设定的时间对应表为快速，CPU 115输出一快速减少音量的音量控制信号给PWM器件116，PWM器件116产生减少10％音量的信号振幅通过输出端口117输出给声音放大器12进行减少10％的音量调整(步骤S31)。如果旋转脉冲时间t没有小于T0，CPU 115判断旋转脉冲时间t是否为T0≤t＜Tn(步骤S32)。如果旋转脉冲时间t为T0≤t＜Tn，根据ROM 113中预先设定的时间对应表为次速，CPU 115输出一相应等级的次速减少音量的音量控制信号给PWM器件116，PWM器件116产生相应等级的减少2％-9％音量的信号振幅通过输出端口117输出给声音放大器12进行相应地减少2％-9％的音量调整(步骤S33)。如果旋转脉冲时间为t≥Tn，根据ROM 113中预先设定的时间对应表为慢速，CPU 115输出一慢速减少音量的音量控制信号给PWM器件116，PWM器件116产生减少1％音量的信号振幅通过输出端口117输出给声音放大器12进行减少1％的音量调整(步骤S34)。

如图4所示，是本发明单一旋钮控制音量方法的确定旋转速度并产生相应增加量的音量控制信号的作业流程图。首先CPU 115判断RAM 114上的旋转脉冲时间t是否小于ROM 113上预先设定的时间对应表中的T0(步骤S40)。如果旋转脉冲时间t小于T0，根据ROM 113中预先设定的时间对应表为快速，CPU 115输出一快速增加音量的音量控制信号给PWM器件116，PWM器件116产生增加10％音量的信号振幅通过输出端口17输出给声音放大器12进行增加10％的音量调整(步骤S41)。如果旋转脉冲时间t没有小于T0，CPU 115判断旋转脉冲时间t是否为T0≤t＜Tn(步骤S42)。如果旋转脉冲时间t为T0≤T＜Tn，根据ROM 113中预先设定的时间对应表为次速，CPU 115输出一相应等级的次速增加音量的音量控制信号给PWM器件116，PWM器件116产生相应等级的增加2％-9％音量的信号振幅通过输出端口117输出给声音放大器12进行相应地增加2％-9％的音量调整(步骤S43)。如果旋转脉冲时间为t≥Tn，根据ROM 113中预先设定的时间对应表为慢速，CPU 115输出一慢速增加音量的音量控制信号给PWM器件116，PWM器件116产生增加1％音量的信号振幅通过输出端口117输出给声音放大器12进行增加1％的音量调整(步骤S44)。

Claims (10)

1.一种通过旋转操作装置的旋转进行音量或静音调整的系统，其可根据旋转操作装置的旋转方向和旋转速度快速调整音量，其特征在于包括：

一旋转操作装置，用于通过使用者的操作而旋转，并且在被旋转过程中产生一旋转信号；

一控制装置，用于根据上述旋转操作装置产生的旋转信号判断旋转方向，确定旋转速度，产生相应的音量控制信号；及

一声音放大器，用于根据上述控制装置产生的音量控制信号进行音量或静音调整。

2.一种单一旋钮控制音量系统，其可根据旋钮的旋转方向和旋转速度快速调整音量，其特征在于包括：

一旋钮，用于通过使用者的操作而旋转，并且在被旋转过程中产生一旋转信号，包括：

一旋转操作部分，用于使用者进行旋转操作；及

一旋转信号产生电路，用于根据旋转操作部分的操作产生相应的旋转信号，该旋转信号包括旋转方向信号与旋转脉冲；

一控制装置，用于根据旋钮产生的旋转信号判断旋转方向，确定旋转速度，产生相应的音量控制信号进行音量或静音调整，包括：

多个输入端口，用于接收旋转信号产生电路产生的旋转信号；

一计时器，用于对旋转信号产生电路产生的旋转脉冲进行计时；

一计数器，用于记录旋转信号电路连续产生的旋转脉冲的个数；

一只读存储器，用于存储资料，该资料包括预先设定的时间对应表；

一随机访问存储器，用于存储计时器计时的旋转脉冲时间和计数器记录的连续的旋转脉冲个数；

一中央处理单元，用于根据随机访问存储器上的旋转脉冲时间和连续的旋转脉冲个数与只读存储器上预先设定的时间对应表进行比较，产生相应的音量控制信号；

一脉冲宽度调制器件，用于根据中央处理单元产生的音量控制信号产生信号振幅；及

多个输出端口，用于输出脉冲宽度调制器件产生的信号振幅；及

一声音放大器，用于根据输出端口输出的信号振幅进行音量或静音调整。

3.如权利要求2所述的单一旋钮控制音量系统，其特征在于，其中控制装置可以为单片机。

4.如权利要求2所述的单一旋钮控制音量系统，其特征在于，其中预先设定的时间对应表为当旋转脉冲时间小于预先设定时间T0时，表示旋转速度为快速，对应一大幅度的音量调整；当旋转脉冲时间介于预先设定时间T0与Tn之间时，表示旋转速度为次速即介于快速与慢速之间，对应一相应等级幅度的音量调整；当旋转脉冲时间大于预先设定时间Tn时，表示旋转速度为慢速，对应一单位的音量调整。

5.如权利要求4所述的单一旋钮控制音量系统，其特征在于，其中一大幅度的音量调整可为10％幅度的音量调整，一相应等级幅度的音量调整可为2％-9％幅度的音量调整，一单位的音量调整可为1％幅度的音量调整。

6.一种通过旋转操作装置的旋转进行音量或静音调整的方法，其特征在于，包括如下步骤：

提供一旋转操作装置，其在旋转过程中产生旋转信号，该旋转信号包括旋转方向信号与旋转脉冲；

提供一控制装置，其根据旋转操作装置产生的旋转信号判断旋转方向，确定旋转速度，产生相应的音量控制信号进行音量或静音调整；

提供一声音放大器；

控制装置接收旋转操作装置产生的旋转信号；

控制装置根据旋转信号判断旋转方向，并根据预先设定的时间对应表比较旋转脉冲时间和连续的旋转脉冲个数，确定旋转速度；

控制装置根据旋转速度产生相应的音量控制信号；及

声音放大器根据音量控制信号进行音量或静音调整。

7.一种单一旋钮控制音量方法，其特征在于，包括如下步骤：

提供一旋钮，其在旋转过程中产生旋转信号；

提供一控制装置，其根据旋钮产生的旋转信号判断旋转方向，确定旋转速度，产生相应的音量控制信号进行音量或静音调整；

提供一声音放大器；

控制装置接收旋钮产生的旋转信号；

控制装置判断声音放大器是否处于静音状态；

如果声音放大器处于静音状态，控制装置根据旋钮产生的旋转信号方向判断旋转方向并根据预先设定的时间对应表比较旋转脉冲时间和连续的旋转脉冲个数；

如果声音放大器处于非静音状态，控制装置根据旋钮产生的旋转信号方向判断旋转方向并根据预先设定的时间对应表比较旋转脉冲时间和连续的旋转脉冲个数；

如果声音放大器处于静音状态，旋转方向为顺时针方向，旋转脉冲时间小于预先设定的时间T0且连续的旋转脉冲个数大于等于预先设定的个数，控制装置产生音量控制信号恢复声音放大器为非静音状态，并判断是否接收到新的旋转信号；

如果声音放大器处于非静音状态，旋转方向为逆时针方向，旋转脉冲时间小于预先设定的时间T0且连续的旋转脉冲个数大于等于预先设定的个数，控制装置产生音量控制信号恢复声音放大器为静音状态，并判断是否接收到新的旋转信号；

如果声音放大器处于非静音状态，旋转方向为逆时针方向，连续的旋转脉冲个数小于预先设定的个数，控制装置比较旋转脉冲时间与预先设定的时间对应表确定旋转速度，产生相应减少量的音量控制信号调整声音放大器的音量并判断是否接收到新的旋转信号；及

如果声音放大器处于非静音状态，旋转方向为顺时针方向，控制装置比较旋转脉冲时间与预先设定的时间对应表确定旋转速度，产生相应增加量的音量控制信号调整声音放大器的音量并判断是否接收到新的旋转信号。

8.如权利要求7所述的单一旋钮控制音量方法，其特征在于，还包括步骤：

控制装置判断是否接收到新的旋转信号，如果接收到新的旋转信号，返回执行接收旋钮产生的旋转信号。

9.如权利要求7所述的单一旋钮控制音量方法，其特征在于，其中所述的确定旋转速度，产生相应减少量的音量控制信号包括以下步骤：

控制装置判断旋转脉冲时间是否小于预先设定的时间对应表中的T0；

如果旋转脉冲时间小于T0，控制装置产生减少一大幅度音量的音量控制信号调整声音放大器，并判断是否接收到新的旋转信号；

如果旋转脉冲时间不小于T0，控制装置判断旋转脉冲时间是否介于预先设定的时间T0舆Tn之间；

如果旋转脉冲时间介于T0舆Tn之间，控制装置产生相应等级地减少一相应等级幅度音量的音量控制信号调整声音放大器，并判断是否接收到新的旋转信号；及

如果旋转脉冲时间不小于T0且不介于T0舆Tn之间，控制装置产生减少一单位音量的音量控制信号调整声音放大器，并判断是否接收到新的旋转信号。

10.如权利要求7所述的单一旋钮控制音量方法，其特征在于，其中所述的确定旋转速度，产生相应增加量的音量控制信号包括以下步骤：

控制装置判断旋转脉冲时间是否小于预先设定的时间对应表中的T0；

如果旋转脉冲时间小于T0，控制装置产生增加一大幅度音量的音量控制信号调整声音放大器，并判断是否接收到新的旋转信号；

如果旋转脉冲时间不小于T0，控制装置判断旋转脉冲时间是否介于预先设定的时间T0舆Tn之间；

如果旋转脉冲时间介于T0舆Tn之间，控制装置产生相应等级地增加一相应等级幅度音量的音量控制信号调整声音放大器，并判断是否接收到新的旋转信号；及

如果旋转脉冲时间不小于T0且不介于T0舆Tn之间，控制装置产生增加一单位音量的音量控制信号调整声音放大器，并判断是否接收到新的旋转信号。