專利名稱：非接觸式音頻設備音量控制器及控制方法
非接觸式音頻設備音量控制器及控制方法技術領城本發明涉及一種主動式非接觸音頻放音設備音量控制器。
背景技術：
音頻放音設備目前在人們的生活中廣泛使用，其輸出的音頻信號大小需通過使用者接觸調整設備上的音頻控制器或通過遙控器(紅外線或無線等方式的遙控器)上的按鈕來控制設備上的音量控制器。這樣的調節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際使用帶來了不便。
發明內容
本發明所要解決的技術問題在于提供一種非接觸式音頻設備音量控制器及其控制方法。本發明為解決上述技術問題所采取的技術方案為非接觸式音頻設備音量控制器，包括電子音量控制芯片、前置電路和后續電路，電子音量控制芯片的L、R輸入端分別與前置電路的L、R音頻信號輸出端連接，電子音量控制芯片的L、R輸出端分別與后續電路的 L、R音頻信號輸入端連接，其特征在于它還包括帶有至少2個紅外傳感器的光電感應控制模塊；和接收光電感應控制模塊傳傳遞的紅外光線數據信號、并判斷紅外光線數據信號特征、輸出控制編碼信號的單片機；所述的單片機輸出兩路控制編碼信號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，分別為第一紅外發射二極管D1、第二紅外發射二極管D2 ；所述的光電感應控制模塊還包括用于驅動第一紅外發射二極管Dl的第一場效應管Ql ；用于驅動第二紅外發射二極管D2的第二場效應管Q2 ；接收第一紅外發射二極管Dl和第二紅外發射二極管D2反射的紅外線、由內置光電二極管將紅外線轉換為電信號、對電信號進行放大處理后傳遞給單片機的紅外接近傳感器；第一場效應管Ql的柵極和第二場效應管Q2的柵極分別與所述的單片機連接；第一場效應管Ql的漏極和第二場效應管Q2的漏極連接后與所述紅外接近傳感器的TM)端聯接。非接觸式音頻設備音量控制方法，其特征在于它包括以下步驟1)單片機分別給至少2個紅外傳感器發送頻率不同的驅動信號，紅外接近傳感器通過驅動信號頻率的不同判斷紅外光信號與紅外傳感器的對應關系，將接收到的紅外光信號轉換為紅外光線數據信號，并通過PRX、STX端口傳送給單片機；2)PRX端口平時為高電平，傳送紅外光線數據信號時為低電平，設傳送的紅外光線數據信號為一個小于50us的脈沖時視為接收日光，單片機不做反應；設傳送的紅外光線數據信號為至少2個連續的低電平脈沖時視為有物體進入紅外控制區間；3)紅外光信號與紅外傳感器的對應關系作為PRX狀態，單片機判斷有物體進入紅外控制區間后，根據PRX狀態信息知道低電平脈沖對應的紅外傳感器，并對低電平脈沖計時；4)單片機重復步驟幻，根據低電平脈沖的時長t與物體和紅外傳感器之間的距離 d之間的關系，得出物體移動軌跡；時長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越短，說明物體正由右向左移動；5)單片機根據內設的物體移動軌跡與音量調節之間的關系，輸出控制編碼信號給電子音量控制芯片進行音量調節。本發明的工作原理為通過增設光電感應控制模塊，當需要改變音量時，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，即可改變光電感應控制模塊的紅外光線數據信號，使光電感應控制模塊檢測到紅外光線數據信號的變化，并由單片機對紅外光線數據信號進行判斷后生成控制編碼信號，控制編碼信號送到音量控制電路控制電子音量芯片正常工作。音頻信號通過音頻信號輸入電路到電子音量芯片，電子音量芯片按控制編碼信號進行調控，改變了的音頻信號經電子音量芯片電路輸出接口輸送給后續電路，即完成音頻放音設備音量控制的任務。單片機在具體判斷的時候，是根據接收端的電平變化，接收端平時為高電平，當接收紅外光線數據信號時為低電平脈沖，單片機對低電平脈沖進行計時，若時長小于50us時說明是日光信號則不做反應，若時長大于或等于50us說明有物體靠近則由單片機記錄，并繼續對下一低電平脈沖進行計時，通過比較低電平脈沖的寬度(即時長)，判斷物體與各紅外傳感器之間的位置關系。通過單片機不斷的進行計時判斷，得出物體移動軌跡。本發明的有益效果為使用者在進行調控過程中只需用身體的某一部位在安裝在音頻放音設備紅外傳感器的控制范圍內移動即可方便地調節音量大小，使得操作不便的使用者能夠方便使用音頻放音設備。
圖1為本發明的原理框圖。圖2為光電感應控制模塊與單片機的電路原理圖。圖3為音量控制電路原理圖。圖4為本發明一個實施例的工作示意圖。圖5為單片機工作流程圖。
具體實施例方式圖1為本發明的原理框圖，非接觸式音頻設備音量控制器，包括電子音量控制芯片、前置電路和后續電路，電子音量控制芯片的L、R輸入端分別與前置電路的L、R音頻信號輸出端連接，電子音量控制芯片的L、R輸出端分別與后續電路的L、R音頻信號輸入端連接； 還包括帶有至少2個紅外傳感器的光電感應控制模塊；和接收光電感應控制模塊傳傳遞的紅外光線數據信號、并判斷紅外光線數據信號特征、輸出控制編碼信號的單片機。
光電感應控制模塊與單片機的電路原理圖如圖2所示，光電感應控制模塊包括第一紅外發射二極管D1、第二紅外發射二極管D2、第一場效應管Q1、第二場效應管Q2和紅外接近傳感器Ul。第一場效應管Ql用于驅動第一紅外發射二極管Dl，第二場效應管Q2用于驅動第二紅外發射二極管D2。其中Q1、Q2的源極分別與紅外發射二極管D1、D2負極相連， 各紅外發射二極管的正極通過電阻Rl與電源聯接；Q1、Q2的柵極分別通過電阻R2、R3與單片機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)端聯接；紅外接近傳感器Ul的51乂、？1 、5(、^)分別與單片機似的PB3、PB0、PB4、PB5端口相連。圖3為音量控制電路原理圖，單片機U2的PC0、PC1與電子音量控制芯片U3的SDA、 SCL端口相聯；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音頻信號輸出端相聯，電子音量控制芯片U3的L、R輸出端分別與后續電路的L、R音頻信號輸入端相聯。此外，U1、U2電源是通過5V直流電源經過二極管D3、D4降壓后提供，5V直流電壓是通過聯接音頻設備提供的直流電壓經穩壓器U4穩壓后提供；電子音量控制芯片U3通過聯接音頻設備提供的直流電壓電阻R5提供。圖4為本發明一個實施例的工作示意圖，本實施例的使用和電路工作過程為D1 和D2為紅外線發射管，分設在紅外接近傳感器Ul的兩側，各控制一定的區間范圍，當有接近的物體從左到右劃過或者從右到左劃過時，Dl和D2發射的紅外線經過接近物體反射到達紅外接近傳感器U1，反射到達的紅外線被Ul內置的紅外線光電二極管接收，然后經過信號的放大并進行信號處理，此信號經PRX、STX、SC、MD端口傳輸到單片機U2的12、15、16、17 引腳，單片機通過軟件檢測到相關腳位信號的變化，經過檢測、運算等操作完成所需控制功能對應的編碼，經單片機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控制編碼后作相關音量控制工作。非接觸式音頻設備音量控制方法它包括以下步驟1)單片機分別給至少2個紅外傳感器發送頻率不同的驅動信號，紅外接近傳感器通過驅動信號頻率的不同判斷紅外光信號與紅外傳感器的對應關系，將接收到的紅外光信號轉換為紅外光線數據信號，并通過PRX、STX端口傳送給單片機；2)PRX端口平時為高電平，傳送紅外光線數據信號時為低電平，設傳送的紅外光線數據信號為一個小于50us的脈沖時視為接收日光，單片機不做反應；設傳送的紅外光線數據信號為至少2個連續的低電平脈沖時視為有物體進入紅外控制區間；3)紅外光信號與紅外傳感器的對應關系作為PRX狀態，單片機判斷有物體進入紅外控制區間后，根據PRX狀態信息知道低電平脈沖對應的紅外傳感器，并對低電平脈沖計時；4)單片機重復步驟幻，根據低電平脈沖的時長t與物體和紅外傳感器之間的距離 d之間的關系，得出物體移動軌跡；時長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越短，說明物體正由右向左移動；5)單片機根據內設的物體移動軌跡與音量調節之間的關系，輸出控制編碼信號給電子音量控制芯片進行音量調節。單片機的具體檢測、運算流程如圖5所示。本實施例中紅外傳感器個數為2個，紅外接近傳感器Ul通過PRX、STX端口向單片機U2傳送紅外光線數據信號。PRX端口平時為高電平，傳送紅外光線數據信號時為低電平，一個小于50us的脈沖表示沒有物體接近，接收的為日光；兩個連續的低電平脈沖表示有物體進入紅外控制區間，脈沖1的寬度對應物體與第一紅外發射二極管Dl的距離，脈沖2的寬度對應物體與第二紅外發射二極管D2的距離。PRX狀態表示PRX端口在傳送什么數據，為0，表示沒有數據傳送；脈沖1開始表示已開始發送脈沖1 ；脈沖1結束表示脈沖1傳送結束，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。單片機根據PRX狀態得到此時PRX正在傳送的脈沖對應哪個紅外傳感器，若為脈沖1則對應第一紅外傳感器，若為脈沖2則對應第二紅外傳感器，PRX計時器1和PRX計時器2分別對脈沖1和脈沖2計時。脈沖1的寬度對應物體與第一紅外發射二極管Dl的距離；脈沖2的寬度對應物體與第二紅外發射二極管D2的距離；PRX計時器1記錄脈沖1的寬度；PRX計時器2記錄脈沖2的寬度。單片機不斷的檢測脈沖并計時，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，由單片機根據距離變化得出物體移動軌跡，單片機根據內設的物體移動軌跡與音量調節之間的關系，輸出控制編碼信號給電子音量控制芯片進行
音量調節。STX端口的信號用于修正PRX端口信號，STX端口平時為低電平。當PRX端口為低電平時，如果STX端口為高電平則表示PRX端口的傳送實際已結束，脈沖寬度讀取應結束。 根據兩個連續的低電平脈沖的寬度可以計算出物體當前位置，根據此位置重新設置音量編碼。單片機通過SDA、SCL端口將音量編碼信號傳送給電子音量控制芯片。
權利要求
1.非接觸式音頻設備音量控制器，包括電子音量控制芯片、前置電路和后續電路，電子音量控制芯片的L、R輸入端分別與前置電路的L、R音頻信號輸出端連接，電子音量控制芯片的L、R輸出端分別與后續電路的L、R音頻信號輸入端連接，其特征在于它還包括帶有至少2個紅外傳感器的光電感應控制模塊；和接收光電感應控制模塊傳傳遞的紅外光線數據信號、并判斷紅外光線數據信號特征、 輸出控制編碼信號的單片機；所述的單片機輸出兩路控制編碼信號分別與所述電子音量控制芯片的SDA、SCL端口連接。
2.根據權利要求1所述的非接觸式音頻設備音量控制器，其特征在于所述的紅外傳感器為2個，分別為第一紅外發射二極管Dl、第二紅外發射二極管D2 ；所述的光電感應控制模塊還包括接收第一紅外發射二極管Dl和第二紅外發射二極管D2反射的紅外線、由內置光電二極管將紅外線轉換為電信號、對電信號進行放大處理后傳遞給單片機的紅外接近傳感器；用于驅動第一紅外發射二極管Dl的第一場效應管Ql ；用于驅動第二紅外發射二極管D2的第二場效應管Q2 ；第一場效應管Ql的柵極和第二場效應管Q2的柵極分別與所述的單片機連接；第一場效應管Ql的漏極和第二場效應管Q2的漏極連接后與所述紅外接近傳感器的TM)端聯接。
3.非接觸式音頻設備音量控制方法，其特征在于它包括以下步驟1)單片機分別給至少2個紅外傳感器發送頻率不同的驅動信號，紅外接近傳感器通過驅動信號頻率的不同判斷紅外光信號與紅外傳感器的對應關系，將接收到的紅外光信號轉換為紅外光線數據信號，并通過PRX、STX端口傳送給單片機；2)PRX端口平時為高電平，傳送紅外光線數據信號時為低電平，設傳送的紅外光線數據信號為一個小于50us的脈沖時視為接收日光，單片機不做反應；設傳送的紅外光線數據信號為至少2個連續的低電平脈沖時視為有物體進入紅外控制區間；3)紅外光信號與紅外傳感器的對應關系作為PRX狀態，單片機判斷有物體進入紅外控制區間后，根據PRX狀態信息知道低電平脈沖對應的紅外傳感器，并對低電平脈沖計時；4)單片機重復步驟3)，根據低電平脈沖的時長t與物體和紅外傳感器之間的距離d之間的關系，得出物體移動軌跡；時長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越短，說明物體正由右向左移動；5)單片機根據內設的物體移動軌跡與音量調節之間的關系，輸出控制編碼信號給電子音量控制芯片進行音量調節。
全文摘要
本發明提供一種非接觸式音頻設備音量控制器及控制方法，包括電子音量控制芯片、前置電路和后續電路，還包括帶有至少2個紅外傳感器的光電感應控制模塊；和接收光電感應控制模塊信號、并判斷所述至少2個紅外傳感器接收紅外信號順序、輸出控制編碼信號的單片機；所述的單片機輸出兩路控制編碼信號分別與所述電子音量控制芯片的SDA、SCL端口連接。使用者在進行調控過程中只需用身體的某一部位在安裝在音頻放音設備紅外傳感器的控制范圍內移動即可方便地調節音量大小，使得操作不便的使用者能夠方便使用音頻放音設備。
文檔編號H03G3/22GK102355215SQ20111013231
公開日2012年2月15日 申請日期2011年5月20日 優先權日2011年5月20日
發明者莊嚴, 張鑒堂, 田海燕 申請人:武漢艾立卡電子有限公司