[发明专利]一种基于音频线与智能终端通信的控制器及其通信方法

权利要求书

1.一种基于音频线与智能终端通信的控制器，其特征在于：包括MCU及其外围的通信处理单元；所述的通信处理单元一侧与MCU相连，另一侧与音频线接头相连：通信处理单元包括信号调理电路、时钟比较电路、码流比较电路和D触发器；其中：

所述的信号调理电路一端与音频线接头的MIC引脚相连，另一端与MCU的输出引脚相连，其用于接收MCU对传输数据编码后得到的码流信号并对其进行调理，进而将经调理后的码流信号通过音频线传输至智能终端；

所述的时钟比较电路一端与音频线接头的右声道引脚相连，另一端与D触发器的时钟端和MCU的中断引脚相连，其用于通过音频线接收智能终端提供的时钟信号并对其进行调理，进而使经调理后的时钟信号与预设的参考电平进行比较后输出时钟方波给D触发器和MCU；

所述的码流比较电路一端与音频线接头的左声道引脚相连，另一端与D触发器的输入端相连，其用于通过音频线接收智能终端对传输数据编码后得到的码流信号并对其进行调理，进而使经调理后的码流信号与预设的参考电平进行比较后输出码流方波给D触发器；

所述的D触发器的输出端与MCU的输入引脚相连，其用于根据时钟方波对码流方波进行解码，得到二进制形式的数据并传输给MCU，所述的MCU根据时钟方波读取该数据。

2.根据权利要求1所述的控制器，其特征在于：所述的信号调理电路包括两个电阻R1～R2和两个电容C1～C2；其中，电阻R1的一端与MCU的输出引脚相连，电阻R1的另一端与电容C1的一端和电容C2的一端相连，电容C1的另一端接地，电容C2的另一端与电阻R2的一端和音频线接头的MIC引脚相连，电阻R2的另一端接地。

3.根据权利要求1所述的控制器，其特征在于：所述的时钟比较电路包括电阻R3、电容C3和比较器B1；其中，电阻R3的一端与电容C3的一端和音频线接头的右声道引脚相连，电阻R3的另一端接地，电容C3的另一端与比较器B1的第一输入端相连，比较器B1的第二输入端接收所述的参考电平，比较器B1的输出端与D触发器的时钟端和MCU的中断引脚相连。

4.根据权利要求1所述的控制器，其特征在于：所述的码流比较电路包括电阻R4、电容C4和比较器B2；其中，电阻R4的一端与电容C4的一端和音频线接头的左声道引脚相连，电阻R4的另一端接地，电容C4的另一端与比较器B2的第一输入端相连，比较器B2的第二输入端接收所述的参考电平，比较器B2的输出端与D触发器的输入端相连。

5.一种如权利要求1～4任一权利要求所述的控制器与智能终端的通信方法，具体过程如下：

关于MCU向智能终端传输数据：首先，由MCU对待传输的数据进行编码，得到方波形式的码流信号；然后，由通信处理单元对该码流信号进行调理后通过音频线接头的MIC引脚传输至智能终端；智能终端对通信处理单元传输的码流信号进行采集并还原，从而得到二进制形式的数据；

关于智能终端向MCU传输数据：首先，由智能终端对待传输的数据进行编码，得到正弦波形式的码流信号；然后，将该码流信号和时钟信号分别通过音频线接头的左声道和右声道引脚传输至通信处理单元；通信处理单元先对接收到的码流信号和时钟信号进行调理，进而使调理后的码流信号和时钟信号与参考电平进行比较，对应得到码流方波和时钟方波；最后，根据时钟方波利用D触发器对码流方波进行解码得到二进制形式的数据，进而由MCU根据时钟方波读取该数据。

6.根据权利要求5所述的通信方法，其特征在于：所述的MCU以及智能终端对待传输的数据进行编码均采用曼彻斯特编码。

7.根据权利要求5所述的通信方法，其特征在于：所述的智能终端对待传输的数据进行编码得到正弦波形式的码流信号后，使该码流信号中任意相邻两个波峰或波谷对应合并成一个波峰或波谷，进而将合并后的码流信号通过音频线接头的左声道引脚传输至通信处理单元。

8.根据权利要求5所述的通信方法，其特征在于：所述的时钟信号的频率与正弦波形式的码流信号的基频相同，且时钟信号滞后正弦波形式的码流信号Δt秒，0＜Δt＜T/2，T为正弦波形式的码流信号的周期。