关于手机音频通信实际开发经验分享

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1、关于手机音频通信实际开发经验分享一、手机咅频通信的特点1、通用性强：在智能手机普及的今天，手机的对外通信接口多种多样，而其中以3.5mm的音频接口通用新最强，基本所有的手机、平板电脑都会有这个接口，所以在一些要求通用性的设备上，音频接口登上了舞台。2、速率低：由于手机音频部分的釆样频率一般为44.1KHZ（部分国产山寨为8KHZ）,这极大的限制了咅频通讯的速率。我们都知道44.1KHZ的采样频率，那么最高的信号频率只能为20KHZ左右，而信号周期也不可能只有2个采样点，通常要到10个以上,这样层层下來通讯速率可想而知。3、小

2、信号：音频通信的信号都是毫伏级的，各个手机厂商略有不同，但通常最大不超过200mv,通常我们通信使用的信号强度也就100mv左右，这导致信号比较容易受干扰，且在开发阶段对工具有着种种限制。二、手机音频通信分类1、无线方式：a）无线方式大家可能不太熟悉，容我慢慢道来。我们都知道人耳能听到的声音频率为20HZ〜20KH乙而手机通信的信号频率最高也就20KH乙所以无线通信方式是可行的。因为虽然人耳的极限听力能到20KH乙但普通人一般在19KHZ以上时基本就听不到了，所以如果信号的强度比较弱，且控制在19KHZ到20KHZ之间，那么

3、我们就可以将之当做是“超声波”来看待了。b）其实在此提到手机音频通信的无线方式，算是给大家一种产品开发思路吧。它的通讯半径在10M左右，前景还是很广阔的，大家有兴趣的可以试试。（其实已经有这方面的产品了）2、有线方式：a）有线方式分为单向（设备一手机）和双向两种，单向的限制少，开发难度也小一些，但实际应用时会受限制。而双向通信限制多，开发难度也大一些，但实际应用时更方便止匕Ob）设备一手机：曼彻斯特编码；FSK；DTMF；自定义正弦波c）手机一设备：由于手机输出的音频信号很小，无法直接使用，要么用运放发大到合适的范围，要么用

4、电压比较器转换成TTL方波。三、手机音频通信硬件通信方式分类：手机音频通信的硬件通信方式大体可分为方波和正弦波两种。1、方波：方波通常使用的是曼彻斯特编码方式（什么是曼彻斯特编码自己去查）,它的好处是可以用单片机直接输出方波，经过衰减后即可使用，方便简单。缺点是兼容性不好，因为手机音频部分有这样一个特性，它只识别变化的电平信号，当麦克输入的信号长时间保持在某一非零电平时，手机会将其视为零，而强行拉回零电位。这就是采用方波通讯方式的兼容性不好的最大原因了，并且方波也容易受干扰。2、正眩波：正眩波不会出现上面所说的方波的问题，故

5、正眩波的兼容性和稳定性更好一些。通常采用方案有FSK、DTMF、信号发生器、或方波转正弦波等。（后面会对以上方案逐一分析）3、通信信道分析a）我们知道音频接口有4根线，MIC、地、左、右声道。设备一手机用MIC,手机一设备用地、左、右声道中的任意一个。这里说一下，实际产品中，有一些厂家会更换地线,即将原本左、有声道中的一根改为地线來用，其实道理是一样的。因为音频通信的信号时交流信号，而地其实也是悬浮地，即便地线换了，最终的波形还是一样的，因为最终手机解析信号时需要的是频率和幅值。这样还剩下一个声道，通常被用来帮助设备进行上电

6、识别，因为咅频通信的设备通常都是电池供电的。b）另外还要在MIC和地之间并联一个4.99K的电阻，因为手机是通过检测MIC和地之间的阻抗是否为4.99K（也有其他阻值的）來判断是否有设备（耳机）插入，这一点要谨记。四、各个通信方案对比分析1、设备一手机：a）曼彻斯特编码：在诸多通信方式中，曼彻斯特编码是最灵活简便的一种方法，编码信号可由单片机直接产生，经衰减电路衰减后便可直接使用。注意事项：曼彻斯特编码信号的生成有两种方式，一种是用PWM生成，一种是用定时器屮断翻转IO,我个人比较倾向于定时器屮断方式。因为我们知道曼彻斯特编

7、码中有宽沿河窄沿之分，且宽沿和窄沿可能会灵活变化，而用PWM方式不容易精确控制宽沿、窄沿输出的变化，而定吋器中断方式则非常灵活且容易控制。（后面会送上我自己写的曼彻斯特编码、解码函数）b）FSK、DTMF方式：FSK和DTMF两种方式大同小异，使用时通常都是用集成的芯片来生成的，而这些芯片通常都是遵守固定的通信协议的的要求（FSK为Bell202或V.23协议，DTMF记不清名字了）。这两种通信方式的优点是采用正弦波通信、稳定性好且使用简便。但由于固泄通信协议的限制导致通信速率、比特率也受到限制而缺乏灵活性。在这里跟他家推荐

8、一款英国的通信芯片CMX系列，这个系列的芯片融合的FSK、DTMF的编码、解码，还是很不错的，大家有兴趣可以试试。（相关手册在附件里）c）信号发生器、锁相环方式：这种方式用信号发生器或者锁相环来产生方波或正玄波，由单片机来控制波形的输出，也可以实现音频通信，且十分灵活。但缺点是电路较复杂,