耳機插拔/線控按鍵識別流程

耳機插拔/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，耳機插拔的流程步驟，以及對耳機類型的識別邏輯。以方便在項目工作中經常會遇到耳機不被識別，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.耳機的類型

從主觀來看，耳機分三段耳機和四段耳機，而四段耳機又分為歐標和美標兩種。通常，四段耳機被寫作headset，而三段耳機寫作headphones。具體的區別如下圖：

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

有以下方式可以選擇：

增加硬件兼容支持兩種耳機
使用轉接線

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

enum wcd_mbhc_plug_type {
	MBHC_PLUG_TYPE_INVALID = -1, // ——無效設備
	MBHC_PLUG_TYPE_NONE, // ——未接入設備
	MBHC_PLUG_TYPE_HEADSET, // ——四段耳機
	MBHC_PLUG_TYPE_HEADPHONE, //  ——三段耳機
	MBHC_PLUG_TYPE_HIGH_HPH, // ——高阻抗耳機
	MBHC_PLUG_TYPE_GND_MIC_SWAP, //——歐美標標志位
};

可以在log中檢索如下樣例，確認目前MBHC耳機狀態類型

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接口，當然LINE-_OUT本身也屬于一種特殊的HIGH_HPH設備，其中比較普遍的如iphone的耳機屬于HIGH_HPH設備。

個人經驗，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備，電阻超過我們閥值很多，歐標配置的手機可能適用這個設備。在PIXI445TF上插入音箱球后有圖標，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備造成。

2.1 如何區分歐標和美標耳機

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

區分美標或者歐標，可以簡單的用萬能表來測量耳機電阻，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）到地電阻通常是16～32歐姆，找到哪一節是地線就知道是什么耳機。

2.2 對耳機的檢測

Qcom對耳機的檢測是在wcd_mbhc_v2.c中進行，在耳機接孔中存在一個detced引腳，用于檢測是否有設備接入，具體接入的設備，會根據對micbias的電壓等參數來做判斷，下面會做詳細介紹。

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

從目前來看，這個閥值需要調節至36，因為如果以32作為臨界值，會有很多客戶發現部分耳機使用起來音量大小差異較大（差了4.5db）。

以iphone的耳機，接入設備有執行以下流程，如下流程圖：

以上步驟分別注釋：

耳機插入后會產生中斷，確認事件，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行一個2s的延遲（qcom默認是0.5s）來確認是耳機插入事件，而不是btn事件。這點可以用于優化個別耳機接入后自動出現音量調節的問題。
中斷中進入第一次耳機類型檢測代碼：static void wcd_mbhc_detect_plug_type(struct wcd_mbhc *mbhc)
第一次耳機類型檢測代碼處理：在50ms內反復讀取0x1580x159的兩個寄存器的值，（注意這兩個寄存器的值是跟HS_VREF threshold 的設置有關）
第一次耳機類型檢測代碼處理：確認檢測出來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，直接上報給上層
若寄存器值是（0，1），說明是高阻態耳機類型
進入第二次耳機類型檢測代碼（static void wcd_correct_swch_plug(struct work_struct *work)）。
同時確認耳機不是歐標/美標，在static int wcd_check_cross_conn(struct wcd_mbhc *mbhc)中，如果確認不支持某款，可以在該函數開始直接return false。
同時在3s內讀取0x159,0x158的寄存器的值，再進行判斷
如果讀取出來的數值仍然為（0，1），說明結果仍然是高阻抗耳機
進入特殊耳機檢測（static bool wcd_is_special_headset(struct wcd_mbhc *mbhc)）
特殊耳機檢測（wcd_is_special_headset）會在2S內反復檢測0x158 0x159寄存器值，并且抬高mic bais相關電壓，正常情況電壓會在1.5V左右，此時進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寄存器值繼續確認是否為（0 ，0）
讀出0x158 0x159寄存器值是（0 ，1），說明是高阻態設備，會進行上報處理后上報

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

2.3 LINE_OUT DEVICE ERROR

由于個別LINE_OUT設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率，qcom默認為1.5V，通常會增加到1.7V。qcom默認支持設備的電阻范圍是在5k歐，但個別設備遠遠超過這個閥值，如AUX cable達到了2W+歐，移動音箱球達到了0.6M歐，可以修改linein_th的閥值來增加識別范圍，建議最大設置為3W，否則會造成很多額外設備能夠被識別成耳機，但卻無法使用的問題。

3.耳機線控按鍵

通常耳機上的線控按鈕會有一個或者三個，如果HOOK，音量+，音量-（音量調節的按鈕只在部分耳機上會有，如TF運營商目前的標準僅支持一個HOOK按鍵）

HOOK的作用是由上層負責，底層只需要確保上報了對應的HOOK event給上層。

線控按鈕的按鍵檢測，在驅動中，會在如下的static void* def_msm8x16_wcd_mbhc_cal函數中進行閥值的設置：

/*

* 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的設定是對不同供電而言，Low對應Current Source的分壓，High對應Mic Bias的分壓，而這兩種供電方式取決于應用場景的不同，采取不同的供電，分壓值對應做不同的設置，如下代碼中判斷

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

按鍵識別與耳機上btn[4]的閥值設置有關。由于我們的標配耳機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

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

耳機按鍵硬件原理

上圖是耳機MIc線控板的原理簡化圖，圖中方框內是耳機內線控板mic和按鍵的等效電路，右側是手機內的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生微弱的電壓變化，經過MOS管的放大腳放大后，Pin4與Pin3兩端分的電壓也會相應變化，此時采集到的交變信號就是音頻的信號Output到手機Mic in端。

MIC2_P 為MIC輸入及耳機按鍵功能檢測，按鍵檢測用于監測 耳機線控板按鍵，通過ADC檢測電壓范圍（根據上面5主btn閥值）來識別是哪一種按鍵事件，實現對應的功能。關于按鍵識別ADC電壓檢測，可以參考Idol 4上的設置(高通平臺)：

值得注意到是：

推薦手機端 V_mic bias為DC 2.8V，R_mic bias為2.2K ohm，調整系統內部btn（MIC2_P端）檢測的電壓范圍閥值與 實際耳機一致；

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，會導致觸發音量+/-等其它事件。

高通有一片文檔，專門講這個分區應該如何調試，文檔名：application_note__multibutton_headset_control.pdf

三段耳機最終匯報上去的有效數據是

5 　 2 　 1　(插頭類型　耳機信號　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,//無效設備
	MBHC_PLUG_TYPE_NONE,//未接入設備
	MBHC_PLUG_TYPE_HEADSET,//四段耳機
	MBHC_PLUG_TYPE_HEADPHONE,//三段耳機
	MBHC_PLUG_TYPE_HIGH_HPH,//高阻抗耳機
	MBHC_PLUG_TYPE_GND_MIC_SWAP,//歐美標標志位
};

4. NC，NO的區別

NC和NO的區別在det腳的初始的狀態。如下圖

軟件需要根據硬件進行配置，配置方法如下

設備樹中qcom,msm-mbhc-hphl-swh = <0>; 0 for NC, 1 for NO

總結

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容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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