專利名稱：非接觸式音頻設(shè)備音量控制器及控制方法
非接觸式音頻設(shè)備音量控制器及控制方法技術(shù)領(lǐng)城本發(fā)明涉及一種主動(dòng)式非接觸音頻放音設(shè)備音量控制器。
背景技術(shù)：
音頻放音設(shè)備目前在人們的生活中廣泛使用，其輸出的音頻信號(hào)大小需通過使用者接觸調(diào)整設(shè)備上的音頻控制器或通過遙控器(紅外線或無(wú)線等方式的遙控器)上的按鈕來(lái)控制設(shè)備上的音量控制器。這樣的調(diào)節(jié)方式使得使用者在使用的過程必須用手去操作， 這給某些特殊人員的實(shí)際使用帶來(lái)了不便。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種非接觸式音頻設(shè)備音量控制器及其控制方法。本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案為非接觸式音頻設(shè)備音量控制器，包括電子音量控制芯片、前置電路和后續(xù)電路，電子音量控制芯片的L、R輸入端分別與前置電路的L、R音頻信號(hào)輸出端連接，電子音量控制芯片的L、R輸出端分別與后續(xù)電路的 L、R音頻信號(hào)輸入端連接，其特征在于它還包括帶有至少2個(gè)紅外傳感器的光電感應(yīng)控制模塊；和接收光電感應(yīng)控制模塊傳傳遞的紅外光線數(shù)據(jù)信號(hào)、并判斷紅外光線數(shù)據(jù)信號(hào)特征、輸出控制編碼信號(hào)的單片機(jī)；所述的單片機(jī)輸出兩路控制編碼信號(hào)分別與所述電子音量控制芯片的SDA、SCL 端口連接。按上述方案，所述的紅外傳感器為2個(gè)，分別為第一紅外發(fā)射二極管D1、第二紅外發(fā)射二極管D2 ；所述的光電感應(yīng)控制模塊還包括用于驅(qū)動(dòng)第一紅外發(fā)射二極管Dl的第一場(chǎng)效應(yīng)管Ql ；用于驅(qū)動(dòng)第二紅外發(fā)射二極管D2的第二場(chǎng)效應(yīng)管Q2 ；接收第一紅外發(fā)射二極管Dl和第二紅外發(fā)射二極管D2反射的紅外線、由內(nèi)置光電二極管將紅外線轉(zhuǎn)換為電信號(hào)、對(duì)電信號(hào)進(jìn)行放大處理后傳遞給單片機(jī)的紅外接近傳感器；第一場(chǎng)效應(yīng)管Ql的柵極和第二場(chǎng)效應(yīng)管Q2的柵極分別與所述的單片機(jī)連接；第一場(chǎng)效應(yīng)管Ql的漏極和第二場(chǎng)效應(yīng)管Q2的漏極連接后與所述紅外接近傳感器的TM)端聯(lián)接。非接觸式音頻設(shè)備音量控制方法，其特征在于它包括以下步驟1)單片機(jī)分別給至少2個(gè)紅外傳感器發(fā)送頻率不同的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，紅外接近傳感器通過驅(qū)動(dòng)信號(hào)頻率的不同判斷紅外光信號(hào)與紅外傳感器的對(duì)應(yīng)關(guān)系，將接收到的紅外光信號(hào)轉(zhuǎn)換為紅外光線數(shù)據(jù)信號(hào)，并通過PRX、STX端口傳送給單片機(jī)；2)PRX端口平時(shí)為高電平，傳送紅外光線數(shù)據(jù)信號(hào)時(shí)為低電平，設(shè)傳送的紅外光線數(shù)據(jù)信號(hào)為一個(gè)小于50us的脈沖時(shí)視為接收日光，單片機(jī)不做反應(yīng)；設(shè)傳送的紅外光線數(shù)據(jù)信號(hào)為至少2個(gè)連續(xù)的低電平脈沖時(shí)視為有物體進(jìn)入紅外控制區(qū)間；3)紅外光信號(hào)與紅外傳感器的對(duì)應(yīng)關(guān)系作為PRX狀態(tài)，單片機(jī)判斷有物體進(jìn)入紅外控制區(qū)間后，根據(jù)PRX狀態(tài)信息知道低電平脈沖對(duì)應(yīng)的紅外傳感器，并對(duì)低電平脈沖計(jì)時(shí)；4)單片機(jī)重復(fù)步驟幻，根據(jù)低電平脈沖的時(shí)長(zhǎng)t與物體和紅外傳感器之間的距離 d之間的關(guān)系，得出物體移動(dòng)軌跡；時(shí)長(zhǎng)t越短，物體和紅外傳感器之間的距離d越短；物體與最左邊紅外傳感器之間的距離越來(lái)越短，說(shuō)明物體正由右向左移動(dòng)；5)單片機(jī)根據(jù)內(nèi)設(shè)的物體移動(dòng)軌跡與音量調(diào)節(jié)之間的關(guān)系，輸出控制編碼信號(hào)給電子音量控制芯片進(jìn)行音量調(diào)節(jié)。本發(fā)明的工作原理為通過增設(shè)光電感應(yīng)控制模塊，當(dāng)需要改變音量時(shí)，使用者通過身體的某一部位或某一物體在紅外傳感器前移位，即可改變光電感應(yīng)控制模塊的紅外光線數(shù)據(jù)信號(hào)，使光電感應(yīng)控制模塊檢測(cè)到紅外光線數(shù)據(jù)信號(hào)的變化，并由單片機(jī)對(duì)紅外光線數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行判斷后生成控制編碼信號(hào)，控制編碼信號(hào)送到音量控制電路控制電子音量芯片正常工作。音頻信號(hào)通過音頻信號(hào)輸入電路到電子音量芯片，電子音量芯片按控制編碼信號(hào)進(jìn)行調(diào)控，改變了的音頻信號(hào)經(jīng)電子音量芯片電路輸出接口輸送給后續(xù)電路，即完成音頻放音設(shè)備音量控制的任務(wù)。單片機(jī)在具體判斷的時(shí)候，是根據(jù)接收端的電平變化，接收端平時(shí)為高電平，當(dāng)接收紅外光線數(shù)據(jù)信號(hào)時(shí)為低電平脈沖，單片機(jī)對(duì)低電平脈沖進(jìn)行計(jì)時(shí)，若時(shí)長(zhǎng)小于50us時(shí)說(shuō)明是日光信號(hào)則不做反應(yīng)，若時(shí)長(zhǎng)大于或等于50us說(shuō)明有物體靠近則由單片機(jī)記錄，并繼續(xù)對(duì)下一低電平脈沖進(jìn)行計(jì)時(shí)，通過比較低電平脈沖的寬度(即時(shí)長(zhǎng))，判斷物體與各紅外傳感器之間的位置關(guān)系。通過單片機(jī)不斷的進(jìn)行計(jì)時(shí)判斷，得出物體移動(dòng)軌跡。本發(fā)明的有益效果為使用者在進(jìn)行調(diào)控過程中只需用身體的某一部位在安裝在音頻放音設(shè)備紅外傳感器的控制范圍內(nèi)移動(dòng)即可方便地調(diào)節(jié)音量大小，使得操作不便的使用者能夠方便使用音頻放音設(shè)備。


圖1為本發(fā)明的原理框圖。圖2為光電感應(yīng)控制模塊與單片機(jī)的電路原理圖。圖3為音量控制電路原理圖。圖4為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的工作示意圖。圖5為單片機(jī)工作流程圖。
具體實(shí)施例方式圖1為本發(fā)明的原理框圖，非接觸式音頻設(shè)備音量控制器，包括電子音量控制芯片、前置電路和后續(xù)電路，電子音量控制芯片的L、R輸入端分別與前置電路的L、R音頻信號(hào)輸出端連接，電子音量控制芯片的L、R輸出端分別與后續(xù)電路的L、R音頻信號(hào)輸入端連接； 還包括帶有至少2個(gè)紅外傳感器的光電感應(yīng)控制模塊；和接收光電感應(yīng)控制模塊傳傳遞的紅外光線數(shù)據(jù)信號(hào)、并判斷紅外光線數(shù)據(jù)信號(hào)特征、輸出控制編碼信號(hào)的單片機(jī)。
光電感應(yīng)控制模塊與單片機(jī)的電路原理圖如圖2所示，光電感應(yīng)控制模塊包括第一紅外發(fā)射二極管D1、第二紅外發(fā)射二極管D2、第一場(chǎng)效應(yīng)管Q1、第二場(chǎng)效應(yīng)管Q2和紅外接近傳感器Ul。第一場(chǎng)效應(yīng)管Ql用于驅(qū)動(dòng)第一紅外發(fā)射二極管Dl，第二場(chǎng)效應(yīng)管Q2用于驅(qū)動(dòng)第二紅外發(fā)射二極管D2。其中Q1、Q2的源極分別與紅外發(fā)射二極管D1、D2負(fù)極相連， 各紅外發(fā)射二極管的正極通過電阻Rl與電源聯(lián)接；Q1、Q2的柵極分別通過電阻R2、R3與單片機(jī)U2的13、14管腳相接；Q1、Q2的漏極相連后與紅外接近傳感器Ul的TM)端聯(lián)接；紅外接近傳感器Ul的51乂、？1 、5(、^)分別與單片機(jī)似的PB3、PB0、PB4、PB5端口相連。圖3為音量控制電路原理圖，單片機(jī)U2的PC0、PC1與電子音量控制芯片U3的SDA、 SCL端口相聯(lián)；電子音量控制芯片U3的L、R輸入端與分別與前置電路的L、R音頻信號(hào)輸出端相聯(lián)，電子音量控制芯片U3的L、R輸出端分別與后續(xù)電路的L、R音頻信號(hào)輸入端相聯(lián)。此外，U1、U2電源是通過5V直流電源經(jīng)過二極管D3、D4降壓后提供，5V直流電壓是通過聯(lián)接音頻設(shè)備提供的直流電壓經(jīng)穩(wěn)壓器U4穩(wěn)壓后提供；電子音量控制芯片U3通過聯(lián)接音頻設(shè)備提供的直流電壓電阻R5提供。圖4為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的工作示意圖，本實(shí)施例的使用和電路工作過程為D1 和D2為紅外線發(fā)射管，分設(shè)在紅外接近傳感器Ul的兩側(cè)，各控制一定的區(qū)間范圍，當(dāng)有接近的物體從左到右劃過或者從右到左劃過時(shí)，Dl和D2發(fā)射的紅外線經(jīng)過接近物體反射到達(dá)紅外接近傳感器U1，反射到達(dá)的紅外線被Ul內(nèi)置的紅外線光電二極管接收，然后經(jīng)過信號(hào)的放大并進(jìn)行信號(hào)處理，此信號(hào)經(jīng)PRX、STX、SC、MD端口傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)U2的12、15、16、17 引腳，單片機(jī)通過軟件檢測(cè)到相關(guān)腳位信號(hào)的變化，經(jīng)過檢測(cè)、運(yùn)算等操作完成所需控制功能對(duì)應(yīng)的編碼，經(jīng)單片機(jī)U2腳PCO、PCl傳送給電子音量控制芯片，電子音量控制芯片接收到相應(yīng)控制編碼后作相關(guān)音量控制工作。非接觸式音頻設(shè)備音量控制方法它包括以下步驟1)單片機(jī)分別給至少2個(gè)紅外傳感器發(fā)送頻率不同的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，紅外接近傳感器通過驅(qū)動(dòng)信號(hào)頻率的不同判斷紅外光信號(hào)與紅外傳感器的對(duì)應(yīng)關(guān)系，將接收到的紅外光信號(hào)轉(zhuǎn)換為紅外光線數(shù)據(jù)信號(hào)，并通過PRX、STX端口傳送給單片機(jī)；2)PRX端口平時(shí)為高電平，傳送紅外光線數(shù)據(jù)信號(hào)時(shí)為低電平，設(shè)傳送的紅外光線數(shù)據(jù)信號(hào)為一個(gè)小于50us的脈沖時(shí)視為接收日光，單片機(jī)不做反應(yīng)；設(shè)傳送的紅外光線數(shù)據(jù)信號(hào)為至少2個(gè)連續(xù)的低電平脈沖時(shí)視為有物體進(jìn)入紅外控制區(qū)間；3)紅外光信號(hào)與紅外傳感器的對(duì)應(yīng)關(guān)系作為PRX狀態(tài)，單片機(jī)判斷有物體進(jìn)入紅外控制區(qū)間后，根據(jù)PRX狀態(tài)信息知道低電平脈沖對(duì)應(yīng)的紅外傳感器，并對(duì)低電平脈沖計(jì)時(shí)；4)單片機(jī)重復(fù)步驟幻，根據(jù)低電平脈沖的時(shí)長(zhǎng)t與物體和紅外傳感器之間的距離 d之間的關(guān)系，得出物體移動(dòng)軌跡；時(shí)長(zhǎng)t越短，物體和紅外傳感器之間的距離d越短；物體與最左邊紅外傳感器之間的距離越來(lái)越短，說(shuō)明物體正由右向左移動(dòng)；5)單片機(jī)根據(jù)內(nèi)設(shè)的物體移動(dòng)軌跡與音量調(diào)節(jié)之間的關(guān)系，輸出控制編碼信號(hào)給電子音量控制芯片進(jìn)行音量調(diào)節(jié)。單片機(jī)的具體檢測(cè)、運(yùn)算流程如圖5所示。本實(shí)施例中紅外傳感器個(gè)數(shù)為2個(gè)，紅外接近傳感器Ul通過PRX、STX端口向單片機(jī)U2傳送紅外光線數(shù)據(jù)信號(hào)。PRX端口平時(shí)為高電平，傳送紅外光線數(shù)據(jù)信號(hào)時(shí)為低電平，一個(gè)小于50us的脈沖表示沒有物體接近，接收的為日光；兩個(gè)連續(xù)的低電平脈沖表示有物體進(jìn)入紅外控制區(qū)間，脈沖1的寬度對(duì)應(yīng)物體與第一紅外發(fā)射二極管Dl的距離，脈沖2的寬度對(duì)應(yīng)物體與第二紅外發(fā)射二極管D2的距離。PRX狀態(tài)表示PRX端口在傳送什么數(shù)據(jù)，為0，表示沒有數(shù)據(jù)傳送；脈沖1開始表示已開始發(fā)送脈沖1 ；脈沖1結(jié)束表示脈沖1傳送結(jié)束，依次類推。PRX = 1表示PRX端口為高電平；STX = 1表示STX端口為高電平。單片機(jī)根據(jù)PRX狀態(tài)得到此時(shí)PRX正在傳送的脈沖對(duì)應(yīng)哪個(gè)紅外傳感器，若為脈沖1則對(duì)應(yīng)第一紅外傳感器，若為脈沖2則對(duì)應(yīng)第二紅外傳感器，PRX計(jì)時(shí)器1和PRX計(jì)時(shí)器2分別對(duì)脈沖1和脈沖2計(jì)時(shí)。脈沖1的寬度對(duì)應(yīng)物體與第一紅外發(fā)射二極管Dl的距離；脈沖2的寬度對(duì)應(yīng)物體與第二紅外發(fā)射二極管D2的距離；PRX計(jì)時(shí)器1記錄脈沖1的寬度；PRX計(jì)時(shí)器2記錄脈沖2的寬度。單片機(jī)不斷的檢測(cè)脈沖并計(jì)時(shí)，獲得物體與第一紅外傳感器的距離變化，以及物體與第二紅外傳感器的距離變化，由單片機(jī)根據(jù)距離變化得出物體移動(dòng)軌跡，單片機(jī)根據(jù)內(nèi)設(shè)的物體移動(dòng)軌跡與音量調(diào)節(jié)之間的關(guān)系，輸出控制編碼信號(hào)給電子音量控制芯片進(jìn)行
音量調(diào)節(jié)。STX端口的信號(hào)用于修正PRX端口信號(hào)，STX端口平時(shí)為低電平。當(dāng)PRX端口為低電平時(shí)，如果STX端口為高電平則表示PRX端口的傳送實(shí)際已結(jié)束，脈沖寬度讀取應(yīng)結(jié)束。 根據(jù)兩個(gè)連續(xù)的低電平脈沖的寬度可以計(jì)算出物體當(dāng)前位置，根據(jù)此位置重新設(shè)置音量編碼。單片機(jī)通過SDA、SCL端口將音量編碼信號(hào)傳送給電子音量控制芯片。
權(quán)利要求
1.非接觸式音頻設(shè)備音量控制器，包括電子音量控制芯片、前置電路和后續(xù)電路，電子音量控制芯片的L、R輸入端分別與前置電路的L、R音頻信號(hào)輸出端連接，電子音量控制芯片的L、R輸出端分別與后續(xù)電路的L、R音頻信號(hào)輸入端連接，其特征在于它還包括帶有至少2個(gè)紅外傳感器的光電感應(yīng)控制模塊；和接收光電感應(yīng)控制模塊傳傳遞的紅外光線數(shù)據(jù)信號(hào)、并判斷紅外光線數(shù)據(jù)信號(hào)特征、 輸出控制編碼信號(hào)的單片機(jī)；所述的單片機(jī)輸出兩路控制編碼信號(hào)分別與所述電子音量控制芯片的SDA、SCL端口連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非接觸式音頻設(shè)備音量控制器，其特征在于所述的紅外傳感器為2個(gè)，分別為第一紅外發(fā)射二極管Dl、第二紅外發(fā)射二極管D2 ；所述的光電感應(yīng)控制模塊還包括接收第一紅外發(fā)射二極管Dl和第二紅外發(fā)射二極管D2反射的紅外線、由內(nèi)置光電二極管將紅外線轉(zhuǎn)換為電信號(hào)、對(duì)電信號(hào)進(jìn)行放大處理后傳遞給單片機(jī)的紅外接近傳感器；用于驅(qū)動(dòng)第一紅外發(fā)射二極管Dl的第一場(chǎng)效應(yīng)管Ql ；用于驅(qū)動(dòng)第二紅外發(fā)射二極管D2的第二場(chǎng)效應(yīng)管Q2 ；第一場(chǎng)效應(yīng)管Ql的柵極和第二場(chǎng)效應(yīng)管Q2的柵極分別與所述的單片機(jī)連接；第一場(chǎng)效應(yīng)管Ql的漏極和第二場(chǎng)效應(yīng)管Q2的漏極連接后與所述紅外接近傳感器的TM)端聯(lián)接。
3.非接觸式音頻設(shè)備音量控制方法，其特征在于它包括以下步驟1)單片機(jī)分別給至少2個(gè)紅外傳感器發(fā)送頻率不同的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，紅外接近傳感器通過驅(qū)動(dòng)信號(hào)頻率的不同判斷紅外光信號(hào)與紅外傳感器的對(duì)應(yīng)關(guān)系，將接收到的紅外光信號(hào)轉(zhuǎn)換為紅外光線數(shù)據(jù)信號(hào)，并通過PRX、STX端口傳送給單片機(jī)；2)PRX端口平時(shí)為高電平，傳送紅外光線數(shù)據(jù)信號(hào)時(shí)為低電平，設(shè)傳送的紅外光線數(shù)據(jù)信號(hào)為一個(gè)小于50us的脈沖時(shí)視為接收日光，單片機(jī)不做反應(yīng)；設(shè)傳送的紅外光線數(shù)據(jù)信號(hào)為至少2個(gè)連續(xù)的低電平脈沖時(shí)視為有物體進(jìn)入紅外控制區(qū)間；3)紅外光信號(hào)與紅外傳感器的對(duì)應(yīng)關(guān)系作為PRX狀態(tài)，單片機(jī)判斷有物體進(jìn)入紅外控制區(qū)間后，根據(jù)PRX狀態(tài)信息知道低電平脈沖對(duì)應(yīng)的紅外傳感器，并對(duì)低電平脈沖計(jì)時(shí)；4)單片機(jī)重復(fù)步驟3)，根據(jù)低電平脈沖的時(shí)長(zhǎng)t與物體和紅外傳感器之間的距離d之間的關(guān)系，得出物體移動(dòng)軌跡；時(shí)長(zhǎng)t越短，物體和紅外傳感器之間的距離d越短；物體與最左邊紅外傳感器之間的距離越來(lái)越短，說(shuō)明物體正由右向左移動(dòng)；5)單片機(jī)根據(jù)內(nèi)設(shè)的物體移動(dòng)軌跡與音量調(diào)節(jié)之間的關(guān)系，輸出控制編碼信號(hào)給電子音量控制芯片進(jìn)行音量調(diào)節(jié)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種非接觸式音頻設(shè)備音量控制器及控制方法，包括電子音量控制芯片、前置電路和后續(xù)電路，還包括帶有至少2個(gè)紅外傳感器的光電感應(yīng)控制模塊；和接收光電感應(yīng)控制模塊信號(hào)、并判斷所述至少2個(gè)紅外傳感器接收紅外信號(hào)順序、輸出控制編碼信號(hào)的單片機(jī)；所述的單片機(jī)輸出兩路控制編碼信號(hào)分別與所述電子音量控制芯片的SDA、SCL端口連接。使用者在進(jìn)行調(diào)控過程中只需用身體的某一部位在安裝在音頻放音設(shè)備紅外傳感器的控制范圍內(nèi)移動(dòng)即可方便地調(diào)節(jié)音量大小，使得操作不便的使用者能夠方便使用音頻放音設(shè)備。
文檔編號(hào)H03G3/22GK102355215SQ20111013231
公開日2012年2月15日 申請(qǐng)日期2011年5月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月20日
發(fā)明者莊嚴(yán), 張鑒堂, 田海燕 申請(qǐng)人:武漢艾立卡電子有限公司