耳機(jī)插拔/線控按鍵識別流程

耳機(jī)插拔/線控按鍵識別流程

1.文檔概述

本文以msm8909平臺，android N為例，介紹了通用情況下，耳機(jī)插拔的流程步驟，以及對耳機(jī)類型的識別邏輯。以方便在項目工作中經(jīng)常會遇到耳機(jī)不被識別，或者識別后不能正常工作等情況，都可以參考此文檔檢測判斷邏輯，確定問題根本，理解底層框架。

2.耳機(jī)的類型

從主觀來看，耳機(jī)分三段耳機(jī)和四段耳機(jī)，而四段耳機(jī)又分為歐標(biāo)和美標(biāo)兩種。通常，四段耳機(jī)被寫作headset，而三段耳機(jī)寫作headphones。具體的區(qū)別如下圖：

三段耳機(jī)：線序分別為，L、R、G，沒有MIC端，所以三段耳機(jī)無法使用mic，只能接受聲音，另外，三段耳機(jī)L,R線序長度正常，G端比較長
四段-美標(biāo)(CTIA)耳機(jī)：線序分別為L,R,G,M，第三階為GND
四段-歐標(biāo)（OMTP）耳機(jī)：線序分別為L,R,M,G，第四段為GND

如想兼容兩種不同類型的耳機(jī)：

有以下方式可以選擇：

增加硬件兼容支持兩種耳機(jī)
使用轉(zhuǎn)接線

在軟件上，除了上述情況以外，還有一些外設(shè)設(shè)備會鏈接到耳機(jī)接孔，比如：自拍桿，外接音箱，TTY設(shè)備或者AUX延長線等，在軟件上，對這些額外的設(shè)備進(jìn)行了一個分類，如下枚舉：

enum wcd_mbhc_plug_type {
	MBHC_PLUG_TYPE_INVALID = -1, // ——無效設(shè)備
	MBHC_PLUG_TYPE_NONE, // ——未接入設(shè)備
	MBHC_PLUG_TYPE_HEADSET, // ——四段耳機(jī)
	MBHC_PLUG_TYPE_HEADPHONE, //  ——三段耳機(jī)
	MBHC_PLUG_TYPE_HIGH_HPH, // ——高阻抗耳機(jī)
	MBHC_PLUG_TYPE_GND_MIC_SWAP, //——歐美標(biāo)標(biāo)志位
};

可以在log中檢索如下樣例，確認(rèn)目前MBHC耳機(jī)狀態(tài)類型

wcd_mbhc_find_plug_and_report：
entercurrent_plug(1) new_plug(2)

除了上述以外，還有一種LINE_OUT設(shè)備，如AUX延長線，以上幾種情況都是一些本身比較特別的耳機(jī)接口，當(dāng)然LINE-_OUT本身也屬于一種特殊的HIGH_HPH設(shè)備，其中比較普遍的如iphone的耳機(jī)屬于HIGH_HPH設(shè)備。

個人經(jīng)驗，在插入自拍桿和編寫音箱球的時候，從LOG上看，是被識別成headset處理的。但音箱球是個很特殊的設(shè)備，電阻超過我們閥值很多，歐標(biāo)配置的手機(jī)可能適用這個設(shè)備。在PIXI445TF上插入音箱球后有圖標(biāo)，但卻無法正常使用。這樣的情況的原因是，為們增大了識別的閥值，但平臺卻不支持這樣的設(shè)備造成。

2.1 如何區(qū)分歐標(biāo)和美標(biāo)耳機(jī)

通常在國內(nèi)有一些簡單的區(qū)分方式，比如依照中間的橡膠圈來區(qū)分，白色是美標(biāo)，黑色素歐標(biāo)（國內(nèi)大部分廠商都使用歐標(biāo)，所以也有把OMTP叫做國標(biāo)）。PS：這種說法僅作參考，因為黑色橡膠圈的美標(biāo)耳機(jī)也有很多

區(qū)分美標(biāo)或者歐標(biāo)，可以簡單的用萬能表來測量耳機(jī)電阻，確定線序中的GND是在第三段或者第四段，具體方法不再贅述。喇叭單元（第一二節(jié)）到地電阻通常是16～32歐姆，找到哪一節(jié)是地線就知道是什么耳機(jī)。

2.2 對耳機(jī)的檢測

Qcom對耳機(jī)的檢測是在wcd_mbhc_v2.c中進(jìn)行，在耳機(jī)接孔中存在一個detced引腳，用于檢測是否有設(shè)備接入，具體接入的設(shè)備，會根據(jù)對micbias的電壓等參數(shù)來做判斷，下面會做詳細(xì)介紹。

目前市面上耳機(jī)的阻抗不同，大都在32歐姆左右，driver會根據(jù)不同電阻來配置不同響度，在void wcd_imped_config()函數(shù)中會有這樣的邏輯。

從目前來看，這個閥值需要調(diào)節(jié)至36，因為如果以32作為臨界值，會有很多客戶發(fā)現(xiàn)部分耳機(jī)使用起來音量大小差異較大（差了4.5db）。

以iphone的耳機(jī)，接入設(shè)備有執(zhí)行以下流程，如下流程圖：

以上步驟分別注釋：

耳機(jī)插入后會產(chǎn)生中斷，確認(rèn)事件，但在接入時候可能會由GND接觸MIC端造成硬件短路等情況，所以需要在接入時候進(jìn)行一個2s的延遲（qcom默認(rèn)是0.5s）來確認(rèn)是耳機(jī)插入事件，而不是btn事件。這點可以用于優(yōu)化個別耳機(jī)接入后自動出現(xiàn)音量調(diào)節(jié)的問題。
中斷中進(jìn)入第一次耳機(jī)類型檢測代碼：static void wcd_mbhc_detect_plug_type(struct wcd_mbhc *mbhc)
第一次耳機(jī)類型檢測代碼處理：在50ms內(nèi)反復(fù)讀取0x1580x159的兩個寄存器的值，（注意這兩個寄存器的值是跟HS_VREF threshold 的設(shè)置有關(guān)）
第一次耳機(jī)類型檢測代碼處理：確認(rèn)檢測出來0x158 0x159寄存器值是否等于（0 ，0）
如果0x158和0x159的值為（0，0）說明是類型是耳機(jī)，直接上報給上層
若寄存器值是（0，1），說明是高阻態(tài)耳機(jī)類型
進(jìn)入第二次耳機(jī)類型檢測代碼（static void wcd_correct_swch_plug(struct work_struct *work)）。
同時確認(rèn)耳機(jī)不是歐標(biāo)/美標(biāo)，在static int wcd_check_cross_conn(struct wcd_mbhc *mbhc)中，如果確認(rèn)不支持某款，可以在該函數(shù)開始直接return false。
同時在3s內(nèi)讀取0x159,0x158的寄存器的值，再進(jìn)行判斷
如果讀取出來的數(shù)值仍然為（0，1），說明結(jié)果仍然是高阻抗耳機(jī)
進(jìn)入特殊耳機(jī)檢測（static bool wcd_is_special_headset(struct wcd_mbhc *mbhc)）
特殊耳機(jī)檢測（wcd_is_special_headset）會在2S內(nèi)反復(fù)檢測0x158 0x159寄存器值，并且抬高mic bais相關(guān)電壓，正常情況電壓會在1.5V左右，此時進(jìn)行抬高會將電壓增加到2.7V左右
將電壓抬到一定程度讀出0x158 0x159寄存器值繼續(xù)確認(rèn)是否為（0 ，0）
讀出0x158 0x159寄存器值是（0 ，1），說明是高阻態(tài)設(shè)備，會進(jìn)行上報處理后上報

以上結(jié)果，如果以目前手機(jī)情況，插入一個iphone的高阻抗耳機(jī)，大約需要7s左右才能正常識別到耳機(jī)，請留意該情況。

2.3 LINE_OUT DEVICE ERROR

由于個別LINE_OUT設(shè)備電阻太大造成的不識別問題，可以通過修改v_hs_max的參考電壓來增加識別機(jī)率，qcom默認(rèn)為1.5V，通常會增加到1.7V。qcom默認(rèn)支持設(shè)備的電阻范圍是在5k歐，但個別設(shè)備遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過這個閥值，如AUX cable達(dá)到了2W+歐，移動音箱球達(dá)到了0.6M歐，可以修改linein_th的閥值來增加識別范圍，建議最大設(shè)置為3W，否則會造成很多額外設(shè)備能夠被識別成耳機(jī)，但卻無法使用的問題。

3.耳機(jī)線控按鍵

通常耳機(jī)上的線控按鈕會有一個或者三個，如果HOOK，音量+，音量-（音量調(diào)節(jié)的按鈕只在部分耳機(jī)上會有，如TF運營商目前的標(biāo)準(zhǔn)僅支持一個HOOK按鍵）

HOOK的作用是由上層負(fù)責(zé)，底層只需要確保上報了對應(yīng)的HOOK event給上層。

線控按鈕的按鍵檢測，在驅(qū)動中，會在如下的static void* def_msm8x16_wcd_mbhc_cal函數(shù)中進(jìn)行閥值的設(shè)置：

/*

* In SW we are maintaining two sets of threshold register

* one for current source and another for Micbias.

* all btn_low corresponds to threshold for current source

* all bt_high corresponds to threshold for Micbias

* Below thresholds are based on following resistances

* 0-70??? == Button 0

* 110-180 == Button 1

* 210-290 == Button 2

* 360-680 == Button 3

*/

值得注意到是，其中btn_low和btn_high的設(shè)定是對不同供電而言，Low對應(yīng)Current Source的分壓，High對應(yīng)Mic Bias的分壓，而這兩種供電方式取決于應(yīng)用場景的不同，采取不同的供電，分壓值對應(yīng)做不同的設(shè)置，如下代碼中判斷

btn_voltage =((is_micbias) ? btn_high : btn_low);

按鍵識別與耳機(jī)上btn[4]的閥值設(shè)置有關(guān)。由于我們的標(biāo)配耳機(jī)mic阻值(300mV電壓偏置下等效阻抗1.2Kohm)較小，current模式的時候vmic上電壓較低，和btn[4]的范圍有重疊，所以按Hook key的時候容易產(chǎn)生btn[4]的事件，雖然btn[4]沒有用到，但是會影響到hook key的狀態(tài)

軟件的具體改動是把除了要用的兩個鍵，其他的閥值都設(shè)成了300, 保證不會誤按鍵產(chǎn)生，另外，鑒于很多自拍桿在按鍵都是觸發(fā)btn2的情況，btn2需要適配自拍桿。

耳機(jī)按鍵硬件原理

上圖是耳機(jī)MIc線控板的原理簡化圖，圖中方框內(nèi)是耳機(jī)內(nèi)線控板mic和按鍵的等效電路，右側(cè)是手機(jī)內(nèi)的Mic接口偏置電路。

3.1.1 MIC的工作原理

在分壓電阻R和MIC兩端加DC偏置電壓V，MOS管與MIC_BIAS電阻R(推薦2.2Kohm)分壓，Mic電容振膜在接收聲波振動時兩端會產(chǎn)生微弱的電壓變化，經(jīng)過MOS管的放大腳放大后，Pin4與Pin3兩端分的電壓也會相應(yīng)變化，此時采集到的交變信號就是音頻的信號Output到手機(jī)Mic in端。

MIC2_P 為MIC輸入及耳機(jī)按鍵功能檢測，按鍵檢測用于監(jiān)測 耳機(jī)線控板按鍵，通過ADC檢測電壓范圍（根據(jù)上面5主btn閥值）來識別是哪一種按鍵事件，實現(xiàn)對應(yīng)的功能。關(guān)于按鍵識別ADC電壓檢測，可以參考Idol 4上的設(shè)置(高通平臺)：

值得注意到是：

推薦手機(jī)端 V_mic bias為DC 2.8V，R_mic bias為2.2K ohm，調(diào)整系統(tǒng)內(nèi)部btn（MIC2_P端）檢測的電壓范圍閥值與 實際耳機(jī)一致；

其中，如果針對每個按鈕去做計算，btn后的值計算公式如下：

因為高通平臺在MIC未工作時，會降低V_micbias的電壓值到幾百mV級，經(jīng)過偏置電阻R(2.2K)和MIC分壓輸入到 HS_DET端的電壓如果不在 hook范圍，會導(dǎo)致觸發(fā)音量+/-等其它事件。

高通有一片文檔，專門講這個分區(qū)應(yīng)該如何調(diào)試，文檔名：application_note__multibutton_headset_control.pdf

三段耳機(jī)最終匯報上去的有效數(shù)據(jù)是

5 　 2 　 1　(插頭類型　耳機(jī)信號　插入/拔出)

0  　0  　0（同步）

static int jack_switch_types[] = {
	SW_HEADPHONE_INSERT,
	SW_MICROPHONE_INSERT,
	SW_LINEOUT_INSERT,
	SW_JACK_PHYSICAL_INSERT,
	SW_VIDEOOUT_INSERT,
	SW_LINEIN_INSERT,
	SW_HPHL_OVERCURRENT,
	SW_HPHR_OVERCURRENT,
	SW_UNSUPPORT_INSERT,
	SW_MICROPHONE2_INSERT,
};

enum wcd_mbhc_plug_type {
	MBHC_PLUG_TYPE_INVALID = -1,//無效設(shè)備
	MBHC_PLUG_TYPE_NONE,//未接入設(shè)備
	MBHC_PLUG_TYPE_HEADSET,//四段耳機(jī)
	MBHC_PLUG_TYPE_HEADPHONE,//三段耳機(jī)
	MBHC_PLUG_TYPE_HIGH_HPH,//高阻抗耳機(jī)
	MBHC_PLUG_TYPE_GND_MIC_SWAP,//歐美標(biāo)標(biāo)志位
};

4. NC，NO的區(qū)別

NC和NO的區(qū)別在det腳的初始的狀態(tài)。如下圖

軟件需要根據(jù)硬件進(jìn)行配置，配置方法如下

設(shè)備樹中qcom,msm-mbhc-hphl-swh = <0>; 0 for NC, 1 for NO

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的【audio】耳机插拔 线控按键识别流程的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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