雙插針式耳機接口自動切換的系統的製作方法

2023-10-31 06:54:57 1

本發明涉及通訊技術領域，具體涉及一種雙插針式耳機接口自動切換的系統。

背景技術：

在專網通訊終端市場，3節6PIN雙插針式耳機接口以其連接緊密可靠，插拔方便，成本低而被普遍使用，考慮到此類接口市場的通用性，與其它外設的功能兼容性，其6PIN通用的引腳定義為：SPK-、SPK+、TXD、RXD、MIC、OPT-SEL、GND，這些功能定義只能滿足一些基本功能專網通訊需求，對於涉及到USB讀寫的帶語音存貯及語音加密的功能擴展，現有的引腳數量就顯得不夠用了。

由於上述限制，在引腳數有限及不影響各個引腳正常功能的情況下，採用引腳間功能互用或交替使用，來增加引腳的利用率及功能需求，來滿足UART與USB及MIC與Vbus互用，來增加主機的功能需求及方便二次開發。

現有技術中，要麼電路結構較複雜，成本較高，要麼功能較少，不利於二次開發、功能擴展。

技術實現要素：

本發明的目的在於提出一種雙插針式耳機接口自動切換的系統，能夠通過簡單的電平轉換電路控制模擬開關，使得插入不同的配件外設時自動切換通訊模式或工作狀態。

為達此目的，本發明採用以下技術方案：

作為本發明的一個方面，提供的一種雙插針式耳機接口自動切換的系統，包括：雙插針接口模塊J1、UART功能模塊U1、USB功能模塊U2、模擬開關模塊U4和電平轉換電路，所述雙插針接口模塊J1與模擬開關模塊U4連接，所述模擬開關模塊U4分別與UART功能模塊U1及USB功能模塊U2連接，電平轉換電路用於檢測雙插針接口模塊J1插入的不同類型的外部設備，並輸出高低電平，所述高低電平控制模擬開關模塊U4與USB功能模塊U2或UART功能模塊U1的連通UART功能模塊。

優選地，所述電平轉換電路包括：電阻R3、穩壓二極體D4及電阻R4，所述雙插針接口模塊J1的MIC端子與VBUS節點、電阻R3的一端及穩壓二極體D4的負極連接在一起，所述穩壓二極體D4的正極與電阻R4的一端及節點SW_C連接在一起，所述節點SW_C與模擬開關模塊U4的S端子連接，所述電阻R3的另一端接地。

優選地，所述雙插針接口模塊J1的TXD/D+端子與模擬開關模塊U4的D+端子連接，所述雙插針接口模塊J1的RXD/D-端子與模擬開關模塊U4的D-端子連接；所述模擬開關模塊U4的1D+端子與UART功能模塊U1的TXD端子連接，所述模擬開關模塊U4的1D-端子與UART功能模塊U1的RXD端子連接，所述模擬開關模塊U4的2D+端子與USB功能模塊U2的USB_D+端子連接，所述模擬開關模塊U4的2D-端子與USB功能模塊U2的USB_D-端子連接，所述模擬開關模塊U4的VDD端子與3V3D1節點連接，所述模擬開關模塊U4的GND端子與/OE端子一起接地。

優選地，當雙插針接口模塊J1連接串口寫頻線進行UART讀寫操作時，所述串口寫頻線與雙插針接口模塊J1的MIC端子無連接，故所述MIC端子保持默認的直流電平，所述默認的直流電平通過穩壓二極體D4和電阻R4組成的邏輯電平轉換電路，從節點SW_C輸出低電平，模擬開關模塊U4的S端子接收到所述低電平後，將模擬開關模塊U4的D+端子與1D+端子內部連通，將模擬開關模塊U4的D-端子與1D-端子內部連通，通過模擬開關模塊U4將雙插針接口模塊J1與UART功能模塊U1連通。

優選地，當雙插針接口模塊J1連接USB錄音讀取線進行USB讀寫操作時，所述USB錄音讀取線通過VBUS節點與雙插針接口模塊J1的MIC端子連接，因此所述MIC端子變為5V直流電平，所述5V直流電平通過穩壓二極體D4和電阻R4組成的邏輯電平轉換電路，從節點SW_C輸出高電平，模擬開關模塊U4的S端子接收到所述高電平後，將模擬開關模塊U4的D+端子與2D+端子內部連通，將模擬開關模塊U4的D-端子與2D-端子內部連通，通過模擬開關模塊U4將雙插針接口模塊J1與USB功能模塊U2連通。

優選地，還包括電源模塊U3，所述VBUS節點還與肖特基二極體D3的正極連接，肖特基二極體D3的負極與肖特基二極體D2的正極及電阻R2的一端連接在一起，肖特基二極體D2的負極與肖特基二極體D1的負極一起連接至電源模塊U3的電源輸入端，肖特基二極體D1的正極與UART功能模塊U1的DC4V端子連接，電阻R2的另一端與電阻R1的一端、電源模塊U3的使能輸入端及UART功能模塊U1的PWR_EN端子連接在一起，電阻R1的另一端接地，電源模塊U3的輸出端與USB功能模塊的電源端及3V3D1節點連接在一起。

優選地，所述電阻R1的阻值為47KΩ，所述電阻R2的阻值為10KΩ，所述電阻R3的阻值為100KΩ，所述電阻R4的阻值為3.3KΩ，所述穩壓二極體D4的穩壓值為3.6V。

優選地，還包括主電池模塊BATT1，所述主電池模塊BATT1的負極接地，所述主電池模塊BATT1的正極與開關SW1的一端連接，開關SW1的另一端與保險絲F1的一端連接，保險絲F1的另一端與UART功能模塊U1的電源輸入端連接。

優選地，所述主電池模塊BATT1的電壓值為8.4V。

本發明的有益效果為：一種雙插針式耳機接口自動切換的系統，包括：雙插針接口模塊J1、UART功能模塊U1、USB功能模塊U2、模擬開關模塊U4和電平轉換電路，所述雙插針接口模塊J1與模擬開關模塊U4連接，所述模擬開關模塊U4分別與UART功能模塊U1及USB功能模塊U2連接，電平轉換電路用於檢測雙插針接口模塊J1插入的不同類型的外部設備，並輸出高低電平，所述高低電平控制模擬開關模塊U4與USB功能模塊U2或UART功能模塊U1的連通UART功能模塊，本發明通過簡單的元器件組成電平轉換電路，把差值較大的兩組直流電平轉換為邏輯高低電平去控制模擬開關，當插入雙插針接口模塊J1插入的不同類型的外部設備時，自動切換到不同通訊模式或工作狀態。

附圖說明

圖1是本發明實施例提供的一種雙插針式耳機接口自動切換的系統的功能模塊圖。

圖2是本發明實施例提供的一種雙插針式耳機接口自動切換的系統的原理圖。

具體實施方式

下面結合圖1及圖2並通過具體實施方式來進一步說明本發明的技術方案。

圖1是本發明實施例提供的一種雙插針式耳機接口自動切換的系統的功能模塊圖。

一種雙插針式耳機接口自動切換的系統，包括：雙插針接口模塊J1、UART功能模塊U1、USB功能模塊U2、模擬開關模塊U4和電平轉換電路，所述雙插針接口模塊J1與模擬開關模塊U4連接，所述模擬開關模塊U4分別與UART功能模塊U1及USB功能模塊U2連接，電平轉換電路用於檢測雙插針接口模塊J1插入的不同類型的外部設備，並輸出高低電平，所述高低電平控制模擬開關模塊U4與USB功能模塊U2或UART功能模塊U1的連通UART功能模塊。

在本實施例中，本發明通過簡單的元器件組成電平轉換電路，把差值較大的兩組直流電平轉換為邏輯高低電平去控制模擬開關，當插入雙插針接口模塊J1插入的不同類型的外部設備時，自動切換到不同通訊模式或工作狀態。

在本實施例中，雙插針接口模塊J1上的MIC端子與VBUS節點（指USB用5V電壓）互用，產生兩種差值較大的直流電平，一組3V，一組5V，通過電平轉換電路轉換為邏輯高低電平，去控制模擬開關。

在本實施例中，所述UART功能模塊為對講主機模塊，所述USB功能模塊為錄音模塊。作為另一種實施例，所述UART（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，通用異步收發傳輸器）功能模塊也可以為其他具有UART接口的設備，所述USB功能模塊也可以為其他具有USB接口的設備。

如圖2所示，在本實施例中，所述電平轉換電路包括：電阻R3、穩壓二極體D4及電阻R4，所述雙插針接口模塊J1的MIC端子與VBUS節點、電阻R3的一端及穩壓二極體D4的負極連接在一起，所述穩壓二極體D4的正極與電阻R4的一端及節點SW_C連接在一起，所述節點SW_C與模擬開關模塊U4的S端子連接，所述電阻R3的另一端接地。

在本實施例中，電阻R3是一個下拉洩放電阻，確保狀態穩定及關電時餘電洩放。

在本實施例中，所述雙插針接口模塊J1的TXD/D+端子與模擬開關模塊U4的D+端子連接，所述雙插針接口模塊J1的RXD/D-端子與模擬開關模塊U4的D-端子連接；所述模擬開關模塊U4的1D+端子與UART功能模塊U1的TXD端子連接，所述模擬開關模塊U4的1D-端子與UART功能模塊U1的RXD端子連接，所述模擬開關模塊U4的2D+端子與USB功能模塊U2的USB_D+端子連接，所述模擬開關模塊U4的2D-端子與USB功能模塊U2的USB_D-端子連接，所述模擬開關模塊U4的VDD端子與3V3D1節點連接，所述模擬開關模塊U4的GND端子與/OE端子一起接地。

在本實施例中，所示外部設備包括：串口寫頻線、USB錄音讀取線和普通耳機/聲控耳機。

在本實施例中，當雙插針接口模塊J1連接串口寫頻線進行UART讀寫操作時，所述串口寫頻線與雙插針接口模塊J1的MIC端子無連接，故所述MIC端子保持默認的直流電平，所述默認的直流電平通過穩壓二極體D4和電阻R4組成的邏輯電平轉換電路，從節點SW_C輸出低電平，模擬開關模塊U4的S端子接收到所述低電平後，將模擬開關模塊U4的D+端子與1D+端子內部連通，將模擬開關模塊U4的D-端子與1D-端子內部連通，通過模擬開關模塊U4將雙插針接口模塊J1與UART功能模塊U1連通。

在本實施例中，所述默認的直流電平為3V，所述穩壓二極體D4的穩定電壓為3.6V。

作為另一種實施例，當默認的直流電平有變化時，可以根據默認的直流電平選取合適的穩壓二極體D4，來達到本發明中的接口切換功能。

在本實施例中，當雙插針接口模塊J1連接USB錄音讀取線進行USB讀寫操作時，所述USB錄音讀取線通過VBUS節點與雙插針接口模塊J1的MIC端子連接，因此所述MIC端子變為5V直流電平，所述5V直流電平通過穩壓二極體D4和電阻R4組成的邏輯電平轉換電路，從節點SW_C輸出高電平，模擬開關模塊U4的S端子接收到所述高電平後，將模擬開關模塊U4的D+端子與2D+端子內部連通，將模擬開關模塊U4的D-端子與2D-端子內部連通，通過模擬開關模塊U4將雙插針接口模塊J1與USB功能模塊U2連通。

在本實施例中，所述MIC端子的電平由所述USB錄音讀取線的VBUS節點電壓決定，當所述USB錄音讀取線的VBUS節點的電壓變化時，只要大於所述穩壓二極體D4的穩定電壓值，都可以使所述電平轉換電路輸出邏輯高電平。

在本實施例中，當雙插針接口模塊J1連接USB錄音讀取線進行USB讀寫操作時，所述MIC端子變為5V直流電平。

在本實施例中，當雙插針接口模塊J1連接普通耳機/聲控耳機時，由於耳機線只與SPK-、SPK+、MIC、GND連接，MIC默認為3V直流電平，此時利用穩壓二極體的反向擊穿特性，3V電平經過穩壓二極體D4時其反向電流很小則SW_C節點處的電平值幾乎為0V，其中穩壓二極體D4和電阻R4組成邏輯電平轉換電路，由SW_C節點去控制模擬開關模塊U4的S端，將模擬開關模塊U4的D+端子與1D+端子內部連通，將模擬開關模塊U4的D-端子與1D-端子內部連通，保持外設耳機插入時為默認的串口，由於耳機外設沒有引腳與TXD/D+、RXD/D-連接，因此不管模擬開關模塊U4在何種狀態都不影響耳機的正常使用。

在本實施例中，當雙插針接口模塊J1連接普通耳機/聲控耳機時，其工作狀態與模擬開關模塊U4無關，是由現有技術來完成，不在本發明保護範圍中，因此未在圖2中畫出。

在本實施例中，還包括電源模塊U3，所述VBUS節點還與肖特基二極體D3的正極連接，肖特基二極體D3的負極與肖特基二極體D2的正極及電阻R2的一端連接在一起，肖特基二極體D2的負極與肖特基二極體D1的負極一起連接至電源模塊U3的電源輸入端，肖特基二極體D1的正極與UART功能模塊U1的DC4V端子連接，電阻R2的另一端與電阻R1的一端、電源模塊U3的使能輸入端及UART功能模塊U1的PWR_EN端子連接在一起，電阻R1的另一端接地，電源模塊U3的輸出端與USB功能模塊的電源端及3V3D1節點連接在一起。

在本實施例中，所述電阻R1的阻值為47KΩ，所述電阻R2的阻值為10KΩ，所述電阻R3的阻值為100KΩ，所述電阻R4的阻值為3.3KΩ，所述穩壓二極體D4的穩壓值為3.6V。

在本實施例中，還包括主電池模塊BATT1，所述主電池模塊BATT1的負極接地，所述主電池模塊BATT1的正極與開關SW1的一端連接，開關SW1的另一端與保險絲F1的一端連接，保險絲F1的另一端與UART功能模塊U1的電源輸入端連接。

在本實施例中，所述主電池模塊BATT1的電壓值為8.4V。

以上所述僅為本發明的具體實施方式，這些描述只是為了解釋本發明的原理，而不能以任何方式解釋為對本發明保護範圍的限制，在本實施例中，給出的各元件的參數只是本實施例中的最佳取值，而不是對本發明的保護範圍的限制，本領域的技術人員不需要付出創造性的勞動即可聯想到採用以上各元件的其他合理參數來達到本發明雙插針式耳機接口自動切換的功能的都在本發明的保護範圍之內。