CN204350275U - 一种用于音频口双向通信的硬件接口电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于音频口双向通信的硬件接口电路，包括耳机口检测电路、音频转换及唤醒电路、控制电路、指示灯驱动电路、传感器电路、电源电路以及方波转正弦波转换电路，耳机口检测电路分别与音频转换及唤醒电路、方波转正弦波转换电路相连，控制电路分别与音频转换及唤醒电路、方波转正弦波转换电路、指示灯驱动电路和传感器电路相连，电源电路分别与音频转换及唤醒电路、控制电路和感器电路相连。本实用新型可用于多种嵌入式设备，兼容性好，成本低。
Description
技术领域
本实用新型属于一种电路。
背景技术
在现有的硬件接口电路中，现有音频口数据通信外围电路复杂，且音频口数据通信软件协议复杂，导致成本高昂，并且硬件接口的兼容性差。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种成本较低、兼容性强的用于音频口双向通信的硬件接口电路。
为实现上述目的，本实用新型采用下述技术方案：
一种用于音频口双向通信的硬件接口电路，包括
耳机口检测电路，所述耳机口检测电路用于将耳机转红外配件与音频口进行适配并将音频信号从所述音频口输入；
与所述耳机口检测电路相连的音频转换及唤醒电路，所述音频转换及唤醒电路用于接收所述耳机口检测电路输入的音频信号，并将音频信号的正弦波转换成方波；
与所述音频转换及唤醒电路相连的控制电路，所述控制电路由所述音频转换及唤醒电路转换音频信号产生的下降沿唤醒,并将音频信号解码为控制指令,通过控制指令读取各种数据；
与所述控制电路相连的传感器电路，所述传感器电路用于接收所述控制电路的控制指令,将温度数据发送至所述控制电路；
连接在所述控制电路与所述耳机口检测电路之间的方波转正弦波转换电路，所述方波转正弦波转换电路用于接收所述控制电路以不同频率的方波输出的数据,并将方波转换成正弦波；
电源电路，所述电源电路分别与所述音频转换及唤醒电路、所述控制电路及所述传感器电路相连，为其提供工作电源。
还包括与所述控制电路相连的指示灯驱动电路，所述指示灯驱动电路在所述控制电路接收到正确的控制指令时驱动指示灯闪烁。
所述耳机口检测电路包括一耳机接口、两电阻与一电容，所述耳机接口的1脚与所述方波转正弦波转换电路相连，所述耳机接口的3脚与所述音频转换及唤醒电路以及其中一电阻的一端相连，所述电阻的另一端接地，所述耳机接口的4脚接地，另一电阻与所述电容并联，其并联后的一端接地，其非接地端连接所述耳机接口的2脚。
所述音频转换及唤醒电路包括第二二极管、第三二极管、三极管、电容和若干电阻，其中所述三极管的集电极连接所述控制电路与所述电源电路，其发射极接地，其基极经过所述电阻、电容与所述耳机口检测电路相连，所述第二二极管的阳极通过电阻连接所述三极管的基极，其阴极连接所述电源电路，所述第三二极管与一电阻并联，并联后的其阳极的一端接地，非接地端连接所述第二二极管的阳极。
所述控制电路包括一MCU，所述MCU通过各引脚分别与所述音频转换及唤醒电路、所述传感器电路、指示灯驱动电路、方波转正弦波转换电路以及电源电路相连。
所述传感器电路包括红外温度计、两电阻和一电容，所述红外温度计的1脚和3脚分别连接至所述控制电路，所述红外温度计的2脚连接至所述电源电路，1脚与2脚之间连接一电阻，2脚与3脚之间连接另一电阻，所述另一电阻与2脚之间连接电容，所述电容的另一端接地，所述红外温度计的4脚接地。
所述指示灯驱动电路包括串联的一电阻和一发光二极管，所述电阻的一端连接所述控制电路，所述电阻的另一端连接所述发光二极管的阳极，所述发光二极管的阴极接地。
所述方波转正弦波转换电路包括串联的两电阻和一隔直电容，其中一电阻的一端连接所述控制电路，所述隔直电容的一端连接所述耳机口检测电路以及一检测电阻的一端，两串联的电阻之间连接一电容的一端，串联的电阻与隔直电容之间连接另一电容的一端，所述两电容与所述检测电阻的另一端均接地。
所述电源电路包括稳压器、两个电池以及四个电容，所述稳压器的接地端接地，所述稳压器的输入端分别连接一电池和两电容的一端，所述稳压器的输出端分别连接另一电池和另两电容的一端，所述电池和电容的另一端分别接地，所述稳压器的输出端还分别连接所述传感器电路、所述控制电路以及所述音频转换及唤醒电路。
采用上述技术方案后，本实用新型与现有技术相比，具有如下优点：
1、性价比高，电路简单，硬件只需要一MCU和很少的外围器件，成本低。
2、软件算法简单，可靠性高，可移植性好，实用性强，并且待机功耗很低，小于10uA，可用CR2032等纽扣电池供电。
3、本实用新型可用于多种嵌入式设备，几乎所有的手机和平板等嵌入式设备都有3.5mm音频接口，通用性强，采用MCU进行双向通信，精度高，兼容性强。
附图说明
图1为本实用新型的电路组成示意图；
图2为耳机口检测电路的电路图；
图3为音频转换及唤醒电路的电路图；
图4为控制电路的电路图；
图5为指示灯驱动电路的电路图；
图6为传感器电路的电路图；
图7为电源电路的电路图；
图8为方波转正弦波转换电路的电路图；
图9为正弦波与方波相转换的示意图
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型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实用新型，并不用于限定本实用新型。
如图1所示，一种用于音频口双向通信的硬件接口电路，包括耳机口检测电路1、音频转换及唤醒电路2、控制电路3、指示灯驱动电路4、传感器电路5、电源电路6以及方波转正弦波转换电路7，耳机口检测电路1分别与音频转换及唤醒电路2、方波转正弦波转换电路7相连，控制电路3分别与音频转换及唤醒电路2、方波转正弦波转换电路7、指示灯驱动电路4和传感器电路5相连，电源电路6分别与音频转换及唤醒电路2、控制电路3和感器电路5相连。
如图2所示，耳机口检测电路1包括音频口J3、电阻R11、电阻R13与电容C9，音频口J3的1脚通过MIC IN端与方波转正弦波转换电路7相连，音频口J3的3脚连接LOUT端以及电阻R13的一端，通过LOUT端与音频转换及唤醒电路2连接，电阻R13的另一端接地，音频口J3的4脚接地，电阻R11与电容C9并联，其并联的一端连接音频口J3的2脚，其并联的另一端接地。耳机口检测电路1用于将耳机转红外配件与音频口J3进行适配，音频信号从音频口J3输入，输入的音频信号为正弦波，如图9的上方波形图所示。
如图3所示，音频转换及唤醒电路2包括电容C8、二极管D2、D3、电阻R14、R10、R16和三极管Q1，其中三极管Q1的集电极一方面通过WKUP DATA端来连接控制电路3，另一方面通过电阻R10连接电源电路6的VDD33端，三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的基极连接电阻R14的一端，电阻R14的另一端经过电容C8通过LOUT端与耳机口检测电路1相连，二极管D2的阳极连接在电阻R14与电容C8之间，二极管D2的阴极连接电源电路6的VDD33端，二极管D3与电阻R16并联，并联后的二极管D3阳极的一端接地，并联后的另一端连接在电阻R14与电容C8之间。
正弦波的音频信号从耳机口检测电路1经电容C8输入，当有信号输入时，二极管D2与二极管D3给三极管Q1提供一定的偏压，使输入的正弦波信号叠加到在此偏压之上，使三极管Q1导通和截止，最后在三极管Q1的集电极输出方波信号，从而将音频信号的正弦波转换成方波，如图9的下方波形图所示，方波的第一个下降沿信号输出后可唤醒主控。
如图4所示，控制电路3包括一MCU，MCU具体采用的型号为LPC812，MCU的5引脚与音频转换及唤醒电路2的WKUP DATA端相连，1引脚与指示灯驱动电路4的LED1端相连，12引脚与方波转正弦波转换电路7的MIN OUT端相连，9引脚与传感器电路5的SDA端相连，8引脚与传感器电路5的SCL端相连，MCU的4引脚和15引脚还分别连接电源电路6的VDD33端。音频转换及唤醒电路2通过转换产生下降沿信号唤醒MCU，使MCU从低功耗待机模式切换到工作模式，并且将音频信号解码为控制指令,通过控制指令作出反应。
如图6所示，传感器电路5包括红外温度计JR1、电阻R4、电阻R5、电容C3，红外温度计JR1的1脚通过SDA端连接控制电路3的9引脚，红外温度计JR1的2脚连接电源电路6的VDD33端，在1脚与2脚之间连接电阻R5，红外温度计JR1的3脚通过SCL端连接控制电路3的8引脚，在2脚与3脚之间连接电阻R4，电阻R4与2脚之间连接电容C3的一端，电容C3的另一端接地，红外温度计JR1的4脚接地。在本例中，当MCU将信号解码得到控制指令0x66时，传感器电路5接收控制电路3的控制指令检测温度，控制电路3的MCU从传感器电路5读取温度数据，得到温度数据后将温度数据通过不同频率的方波输出至方波转正弦波转换电路7。
如图8所示，方波转正弦波转换电路7包括电阻R3、R6、R7，隔直电容C5、C6、C7，电阻R3一端的MIN OUT端用于连接控制电路3的12引脚，电阻R3的另一端连接电阻R6和电容C6，电容C6的另一端接地；电阻R6的另一端连接隔直电容C5和电容C7，电容C7的另一端接地，隔直电容C5的另一端连接MIC IN端和检测电阻R7，通过MIC IN端与耳机口检测电路1相连，检测电阻R7的另一端接地。
方波由MIN_OUT端输出到由电阻R3、电容C6、电阻R6、电容C7组成的二阶RC滤波器后变成正弦波，正弦波再经过隔直隔直电容C5后，由耳机口检测电路1的音频口J3输出。
最后音频口J3输出的正弦波由手机的录音功能采集进行数据处理，得到温度值显示在手机屏幕上。
如图5所示，指示灯驱动电路4包括串联的电阻R2和发光二极管D1，电阻R2的一端通过LED1端连接控制电路3，电阻R2的另一端连接发光二极管D1的阳极，发光二极管D1的阴极接地。在MCU接受到正确的控制指令时，发光二极管D1闪灯，表示接受到正确的控制指令。
如图7所示，电源电路6包括稳压器U2，电池J4、J5，电容C10、C11、C12、C13，稳压器U2具体是采用3.3V的低压差线性稳压器，稳压器U2的接地端接地，稳压器U2的输入端VIN连接电池J4、电容C10和电容C11的一端，电池J4、电容C10和电容C11的另一端分别接地，稳压器U2的的输出端VOUT连接电容C12、电容C13和电池J5的一端，电容C12、电容C13和电池J5的另一端分别接地，U2的输出端VOUT还连接VDD33端口，电源电路6通过VDD33端口分别给各电路提供电源。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (9)
1.一种用于音频口双向通信的硬件接口电路，其特征在于：包括
耳机口检测电路，所述耳机口检测电路用于将耳机转红外配件与音频口进行适配并将音频信号从所述音频口输入；
与所述耳机口检测电路相连的音频转换及唤醒电路，所述音频转换及唤醒电路用于接收所述耳机口检测电路输入的音频信号，并将音频信号的正弦波转换成方波；
与所述音频转换及唤醒电路相连的控制电路，所述控制电路由所述音频转换及唤醒电路转换音频信号产生的下降沿唤醒,并将音频信号解码为控制指令,通过控制指令读取各种数据；
与所述控制电路相连的传感器电路，所述传感器电路用于接收所述控制电路的控制指令,将温度数据发送至所述控制电路；
连接在所述控制电路与所述耳机口检测电路之间的方波转正弦波转换电路，所述方波转正弦波转换电路用于接收所述控制电路以不同频率的方波输出的数据,并将方波转换成正弦波；
电源电路，所述电源电路分别与所述音频转换及唤醒电路、所述控制电路及所述传感器电路相连，为其提供工作电源。
2.根据权利要求1所述的一种用于音频口双向通信的硬件接口电路，其特征在于：还包括与所述控制电路相连的指示灯驱动电路，所述指示灯驱动电路在所述控制电路接收到正确的控制指令时驱动指示灯闪烁。
3.根据权利要求2所述的一种用于音频口双向通信的硬件接口电路，其特征在于：所述耳机口检测电路包括一耳机接口、两电阻与一电容，所述耳机接口的1脚与所述方波转正弦波转换电路相连，所述耳机接口的3脚与所述音频转换及唤醒电路以及其中一电阻的一端相连，所述电阻的另一端接地，所述耳机接口的4脚接地，另一电阻与所述电容并联，其并联后的一端接地，其非接地端连接所述耳机接口的2脚。
4.根据权利要求3所述的一种用于音频口双向通信的硬件接口电路，其特征在于：所述音频转换及唤醒电路包括第二二极管、第三二极管、三极管、电容和若干电阻，其中所述三极管的集电极连接所述控制电路与所述电源电路，其发射极接地，其基极经过所述电阻、电容与所述耳机口检测电路相连，所述第二二极管的阳极通过电阻连接所述三极管的基极，其阴极连接所述电源电路，所述第三二极管与一电阻并联，并联后的其阳极的一端接地，非接地端连接所述第二二极管的阳极。
5.根据权利要求4所述的一种用于音频口双向通信的硬件接口电路，其特征在于：所述控制电路包括一MCU，所述MCU通过各引脚分别与所述音频转换及唤醒电路、所述传感器电路、指示灯驱动电路、方波转正弦波转换电路以及电源电路相连。
6.根据权利要求5所述的一种用于音频口双向通信的硬件接口电路，其特征在于：所述传感器电路包括红外温度计、两电阻和一电容，所述红外温度计的1脚和3脚分别连接至所述控制电路，所述红外温度计的2脚连接至所述电源电路，1脚与2脚之间连接一电阻，2脚与3脚之间连接另一电阻，所述另一电阻与2脚之间连接电容，所述电容的另一端接地，所述红外温度计的4脚接地。
7.根据权利要求6所述的一种用于音频口双向通信的硬件接口电路，其特征在于：所述指示灯驱动电路包括串联的一电阻和一发光二极管，所述电阻的一端连接所述控制电路，所述电阻的另一端连接所述发光二极管的阳极，所述发光二极管的阴极接地。
8.根据权利要求7所述的一种用于音频口双向通信的硬件接口电路，其特征在于：所述方波转正弦波转换电路包括串联的两电阻和一隔直电容，其中一电阻的一端连接所述控制电路，所述隔直电容的一端连接所述耳机口检测电路以及一检测电阻的一端，两串联的电阻之间连接一电容的一端，串联的电阻与隔直电容之间连接另一电容的一端，所述两电容与所述检测电阻的另一端均接地。
9.根据权利要求8所述的一种用于音频口双向通信的硬件接口电路，其特征在于：所述电源电路包括稳压器、两个电池以及四个电容，所述稳压器的接地端接地，所述稳压器的输入端分别连接一电池和两电容的一端，所述稳压器的输出端分别连接另一电池和另两电容的一端，所述电池和电容的另一端分别接地，所述稳压器的输出端还分别连接所述传感器电路、所述控制电路以及所述音频转换及唤醒电路。
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|---|---|---|---|---|
| CN108540122A (zh) * | 2018-05-02 | 2018-09-14 | 深圳市华旭科技开发有限公司 | 一种通讯接口电路 |
| CN108988840A (zh) * | 2018-06-12 | 2018-12-11 | 北京车和家信息技术有限公司 | 单线双向唤醒电路及车辆 |
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