专利名称：光盘驱动器及其控制方法
技术领域：
本发明涉及一种用于个人计算机的光盘驱动器。
随着电脑产品逐渐家电化发展，用户将不再满意一般光驱功能支持方面的单调(仅有播放、暂停、停止等简单功能)、操作不方便、模式化(按键设计位置无新意)等诸多问题，如果能够使光驱像大多数DVD PLAYER、CD PLAYER那样能支持更为强大、丰富的诸多控制功能，例如，由红外遥控装置(同时并不需要计算机开机)来直接控制光盘驱动器进行操作等，必然会极大的提高光驱产品的附加价值。
例如，目前的台式计算机一般都配置有光盘驱动器如CD-ROM或DVD-ROM，用户可以用它们来播放音频光盘(CD碟片)，通过外接音箱或耳机欣赏优美的音乐。但是步骤比较复杂，用户首先要打开计算机电源，然后进入操作系统并且运行播放CD碟片的应用软件，选择播放曲目、调整音量、播放或暂停等操作也都需要通过播放软件来进行。这种过程对用户比较麻烦，并且要求用户熟悉计算机及播放软件。另一方面，在此过程，计算机主机和显示器必须得到正常的供电，其中的中央处理单元CPU、显示器和硬盘等高功耗设备的耗电量较大，对于只实现播放CD之功能而言，造成了能源的较大浪费。
根据本发明的一个方面，提供一种通过外部控制装置控制光盘驱动器进行操作的方法，其中，该光盘驱动器安装在一计算机内，该外部控制装置的通信接口连接该光盘驱动器的通信接口，该方法包括以下步骤由该光盘驱动器中的通信接口接收来自该外部控制装置的控制指令信息；由该光盘驱动器中的微处理器根据该光盘驱动器与该外部控制装置之间预定的通信协议对该控制指令信息进行解码处理；该微处理器控制该光盘驱动器的相关部件执行该控制指令，实现相应的功能。
在本发明的实施例中，该光盘驱动器根据预定的通信协议，将执行该控制指令过程中的状态信息或该光盘驱动器中的光盘的有关信息和数据进行编码处理并封包，并通过该通信接口发送给该外部控制装置。
所述的控制指令可以用于在计算机正常开机运行后控制光盘驱动器进行各种操作。例如用户可使用红外遥控器控制光驱的操作，播放音频或视频光盘。
所述的控制指令也可以是用于控制该光盘驱动器在该计算机的电源未被打开时、在该外部控制装置的直接控制下播放音频光盘，或进行其它的操作。
所述的光盘的有关信息和数据可以包括光盘信息、光盘内容目录信息、光盘数据信息和光盘驱动器状态信息。
在本发明的实施例中，所述的通信协议包括(1)通信协议的框架性定义，包括信号传输率、信号幅值定义(即逻辑“0”、“1”对应的电平值)、帧长度及各位具体定义、发送/接收命令包格式、长度及具体定义；(2)控制命令字定义，按照上述帧格式详细确定各控制指令对应的指令码；
(3)光盘驱动器状态信息命令字定义，包括光盘驱动器的各种状态以及光盘信息等对应的码值；(4)事件定义，即根据实现功能的不同定义不同的事件，所谓事件即定义了在什么状态下发送或接收什么样的数据包。
在本发明的实施例中，所述的通信协议可包括以下内容(1)为该光盘驱动器发送命令封包定义的光盘驱动器之状态代码及光盘之状态代码，至少包括对应以下状态的状态代码目前该光盘驱动器处于播放状态；目前该光盘驱动器处于暂停状态；目前该光盘驱动器处于停止状态；目前该光盘驱动器处于托架非关闭状态；目前该光盘驱动器中没有光盘；目前该光盘驱动器中有非音频光盘；(2)为该光盘驱动器发送命令封包定义的数据传送命令，至少包括以下命令发送光盘驱动器中CD光盘总曲目命令及总曲目数；发送光盘驱动器中CD光盘当前播放曲目序号命令及该曲目序号；发送当前曲目播放时间信息命令及播放时间；发送光盘驱动器当前音量值命令及音量值数据；(3)为该光盘驱动器发送命令封包定义的应答命令，至少包括以下应答；命令接收正确；命令接收错误，请求重发；(4)事件定义，包括当光盘驱动器在某一状态下、接收到来自该控制器的某一控制命令时，发送相应的应答或状态代码、和/或执行相应的操作。
根据本发明的另一方面，提供一种光盘驱动器，其中，该光盘驱动器主要包括微处理器、程序寄存器、解码器和放大器、光学头、各种控制马达、驱动电路等模块，该光盘驱动器中设计有一个通信接口，该程序寄存器中包含实现以下步骤的程序由该通信接口接收来自一个外部控制装置的控制指令信息；由该微处理器根据该光盘驱动器与该外部控制装置之间预定的通信协议对该控制指令信息进行解码处理；该微处理器控制该光盘驱动器的相关部件执行该控制指令，实现相应的功能。
在本发明的实施例中，该通信接口设计有一个插座端口，该端口设置在该光盘驱动器上并用于连接该外部控制装置的通信接口。
该通信接口可以是串行通信接口并遵循RS232串行通信协议。
本发明实现一种通过外部控制装置直接控制操作的光盘驱动器及其控制方法，通过一个遵循预定通信协议的专用接口与遵循相应协议的外部控制装置进行通信，光驱在不受计算机之CPU的控制下实现操作控制，从而实现对该光盘驱动器更为复杂的控制功能，可以对光盘驱动器的控制按键进行更为灵活的设计。一方面能够很好地方便用户，使其操作光驱时更为灵活便利，而且还极大地丰富了光驱的可扩展性，组合出能实现各种复杂控制的不同方案。
例如光驱在一个外部控制装置的控制下，可以在它所在的计算机之电源未打开时由该光驱直接播放音频光盘，在该外部控制装置上可设置用于控制音频光盘的播放/暂停、进到上一曲目、进到下一曲目、停止播放、光驱托架打开/闭合、音量增加和音量减少的按键，从而大大方便了用户的操作使用，并节省能源。而在计算机开机运行时，用户也可采用遥控器来控制光盘驱动器的操作，如播放视频光盘或音频光盘等。利用本发明，可以将光盘驱动器的控制按键设置在计算机的前面板上(如将外部控制装置也设置在计算机内)或是遥控装置上(如红外遥控器)，使用户的操作非常方便，特别是方便了对光驱的控制操作。
以下结合
本发明的实施例。
图2是光盘驱动器的实施例的外接端口示意图；图3是本发明的光盘驱动器之控制方法的流程图；图4是本发明的光驱与外部控制装置连接并受控操作的实施例。
本发明的具体实施方式
如图1所示，在该实施例中，实现本发明的光驱控制方法的软件程序存储于程序寄存器中，由微处理器执行该程序以实现该控制方法。微处理器上的RXD、TXD和GND引脚是实现串行通信的引脚，它们通过一个插座连接到一个外部控制装置的通信接口。
在本发明的实施例中，在光驱PCB板布线方面做一些设计，引出光驱本身信号(包括光盘信息、曲目信息、数据信息、光驱状态信息等)以及控制信号(执行各种按键功能的指令信息)，用来与外部控制装置进行通信。在此，光盘信息包括光盘类型信息、光盘内容目录信息等，曲目信息是指音频光盘的乐曲目录信息，数据信息是指光盘所包含的数据信息，如音频数据或视频数据，光驱状态信息是指光驱所处状态的信息，如播放、暂停、打开托架等。在光驱的后I/O部分增加定制的通信端口，设计示意图如图2所示。
其中，端口1是定制的通信接口，端口2是数字音频输出口，端口3是模拟音频输出口，端口4是设置开关，端口5是ATAPI接口，端口6是电源插座，光驱在计算机未启动时仍可得到供电(此处电源需做一些特殊设计，以满足光驱供电要求)。定制的通信端口1的设计及PIN脚定义如下(以下提供两种具体设计例)DVD-ROM后端定制3PIN的串行通信端口，即RXD、TXD和GND；串行数据通信1X4PIN(即为一排4个引脚)、2.54mm pitch接口插座，其中PIN1保留(厂商自定义)、PIN2为TXD、PIN3为GND、PIN4为RXD；或是2×2 PIN 2.54mm pitch接口插座，其中PIN1保留(厂商自定义)、PIN2为TXD、PIN3为GND、PIN4为RXD，如图2所示。
PIN脚定义及接口形式除上述两种外，还可有其他不同方法，可根据光驱后I/O设计位置的具体情况做定制。
光驱firmware根据支持功能的不同以及具体通信协议的定义做定制，以配合硬件及接口部分实现全部功能。
在本发明的一个实施例中，一种具有显示、按键控制及遥控功能的不开机播放CD实施方案中使用了这种带有串行通信端口的光驱。系统采用了单片机、红外接收器、红外遥控器、小LCD、7键控制面板等部件构成外部控制装置，配合根据本发明之光驱以实现一套较为复杂的控制功能。其原理框图如图4所示。图中的主控制板、7键控制面板和遥控器构成一套外部控制装置。在该实施例中包括1.主机电源计算机电源单独提供+12VStandBy和+5VstandBy电源(即不受电源开关控制的电源输出)给DVD-ROM，并单独提供+5VstandBy电源给主控制板，以保证在未打开主机电源开关时，DVD-ROM和主控制板也能获得所需的电源。
2.DVD-ROM(即根据本发明的光盘驱动器)DVD-ROM通过串行通信端口发送标准异步串行通信数据封包(包含总曲目、当前曲目序号、曲目播放时间和音量)给主控制板上的单片机，同时也通过该端口接收单片机发送来的控制信号封包，以实现7按键控制功能；计算机没有开机并且DVD-ROM中有CD碟片，但是没有播放指令输入时，DVD-ROM在读取CD碟片信息后，CD碟片停转。只有当有播放指令输入时，DVD-ROM开始转动碟片，播放CD，当有停止指令输入时，停止播放CD，碟片停转；当计算机开机并播放CD碟片时，DVD-ROM仍能够通过串行通信端口发送数据封包，并接收控制信号封包。
3.计算机主板(未示出)主板针对实现不开机播放CD功能进行了适当的电路设计。
4.小LCD当播放CD碟片时，小LCD显示由单片机解码的CD碟片的总曲目、当前曲目序号、曲目播放时间和音量等。
5.7键控制面板主机箱前面板单独设计DVD-ROM的7键控制面板，7键分别为播放/暂停、上一曲目、下一曲目、停止、托架打开/闭合、音量增加、音量减小。
6.红外遥控器红外遥控器具有7个按键，功能与7键控制面板相同。
7.单片机单片机接收DVD-ROM的数据封包解码出CD碟片的总曲目、当前曲目序号、曲目播放时间和音量后，驱动小LCD显示；接收7键控制面板的按键信息，编码后发送给DVD-ROM，以实现相应的操作；接收红外接收器发送来的按键信息，编码后发送给DVD-ROM，以实现相应的操作；发送请求命令给DVD-ROM，以获得DVD-ROM的状态；在播放CD碟片过程中，每1秒发送1或2次请求命令给DVD-ROM，以获得DVD-ROM中CD碟片的总曲目、当前曲目序号、曲目播放时间和音量值等。
8.红外接收器红外接收器接收红外遥控器发送的按键信息，并将其传送给单片机。
9.按键开关主控制板布置7个按键开关分别响应7键控制面板不同的按键信息。
由单片机及红外接收器构成一个主控制板，由该主控制板、7键控制面板、小LCD和红外遥控器构成外部控制装置，由该外部控制装置控制光驱在计算机开机运行时或关机后进行各种操作，如播放视频或音频光盘。
图3说明本发明之实施例的控制方法的流出图。
光盘驱动器与外部控制装置(如7键控制面板)之间的通信协议包括1.异步串行通信信号的幅值定义+3.3V为“1”，0V为“0”2.异步串行通信信号传输率9600bps3.异步串行通信协议(1)异步串行通信帧格式，1帧为11位1位起始位(为“0”)，8位数据位(低位在前)，1位偶校验位，1位停止位(为“1”)(2)发送格式①发送固定长度的命令封包(Command Packet)②主控制板发送为单个字节命令封包(CP0)，命名为CONCMD。
③DVD-ROM发送为3个字节命令封包(CP0，CP1，CP2)，首字节命名为DVDCMD，其余为数据字节DATA 1，...DATA n。(3)命令字定义①主控制板发送命令封包(CP0)CONCMD控制命令CP0＝00000000播放/暂停键按下CP0＝00000001上一曲目键按下CP0＝00000010下一曲目键按下CP0＝00000011停止键按下CP0＝00000100托架打开/闭合键按下CP0＝00000101音量增大键按下CP0＝00000110音量减小键按下应答命令CP0＝10000000数据接收正确CP0＝10000001数据接收错误，请求重发请求命令CP0＝10000010发送获取DVD-ROM状态请求CP0＝10000011发送获取当前CD碟片总曲目请求CP0＝10000100发送获取当前播放曲目序号请求CP0＝10000101发送获取当前曲目播放时间信息请求CP0＝10000110发送获取音量值请求②DVD-ROM发送命令封包(CP0，CP1，CP2)DVDCMD，DATA1，DATA2状态代码(DVD-ROM状态)CP0＝10000010，CP1＝00000000目前DVD-ROM处于播放状态，CP2＝0CP0＝10000010，CP1＝00000001目前DVD-ROM处于暂停状态，CP2＝0CP0＝10000010，CP1＝00000010目前DVD-ROM处于停止状态，CP2＝0CP0＝10000010，CP1＝00000011目前DVD-ROM处于托架非关闭状态，CP2＝0状态代码(碟片状态)CP0＝10000010，CP1＝00000100目前DVD-ROM中没有碟片，CP2＝0CP0＝10000010，CP1＝00000101目前DVD-ROM中有非CD碟片，CP2＝0应答命令
CP0＝10000000命令接收正确，CP1＝0，CP2＝0CP0＝10000001命令接收错误请求重发，CP1＝0，CP2＝0数据传送CP0＝10000011发送DVD-ROM中CD碟片总曲目命令，CP1为总共有几支曲，CP2＝0CP0＝10000100发送DVD-ROM中CD碟片当前播放曲目序号命令，CP1为第几支曲，CP2＝0CP0＝10000101发送当前曲目播放时间信息命令，CP1分，CP2秒CP0＝10000110发送DVD-ROM当前音量值命令，CP1为音量值(0-15)，CP2＝0(4)事件定义当DVD-ROM接收到主控制板发送的托架打开/闭合控制命令后，发送接收正确应答命令，并执行相应的操作当DVD-ROM中没有碟片或DVD-ROM中有非CD碟片时，接收到主控制板发送的除托架打开/闭合以外的其它控制命令后，发送相应的状态代码(碟片状态)当DVD-ROM处于某种DVD-ROM状态时，接收到主控制板发送的控制命令后，发送接收正确应答命令，并执行相应的操作当DVD-ROM处于除播放和暂停以外的其它状态时，接收到主控制板发送的音量增大或者减小控制命令后，发送接收正确应答命令，但不执行任何操作当DVD-ROM播放CD碟片的第一支曲时接收到主控制板发送上一曲控制命令，或播放CD碟片的最后一支曲时接收到主控制板发送下一曲控制命令，发送接收正确应答命令，但不执行任何操作当DVD-ROM处于暂停状态时，接收到主控制板发送上一曲或者下一曲控制命令后，发送接收正确应答命令，并跳转到上一曲或者下一曲的起点但不播放仍暂停当DVD-ROM接收到主控制板发送的获取DVD-ROM状态请求命令后，发送相应的状态代码当DVD-ROM接收到主控制板发送的其他请求命令后，发送相应的数据传送命令当DVD-ROM不能识别主控制板发送的命令时，发送接受错误命令，请求主控制板重发命令当DVD-ROM发送的命令(不包括接收正确命令)，如果没有得到应答，则重发此命令当DVD-ROM收到主控制板发送的接收错误命令，则重发此命令主控制板定时每1秒钟发送1或2次五种请求命令给DVD-ROM，以获得所需信息当主控制板上有按键信息输入时，主控制板发送控制命令给DVD-ROM当主控制板收到遥控器发出的按键信息后，主控制板发送控制命令给DVD-ROM当主控制板接收到DVD-ROM发送的状态代码或数据传送命令后，发送接收正确应答命令当主控制板不能识别DVD-ROM发送的命令时，发送接受错误命令，请求DVD-ROM重发命令当主控制板发送的命令(不包括接收正确命令)，如果没有得到应答，则重发此命令当主控制板收到DVD-ROM发出的接收错误命令，则重发此命令。
上述通信协议的内容分别以程序及数据的方式存储于光驱中的程序寄存器和主控制板中，并分别由光驱的处理芯片和单片机来执行。
在本发明的另一实施例中，在光驱所在的计算机开机运行后，通过红外遥控器控制本发明的光盘驱动器播放DVD或VCD视频光盘。并在播放过程中进行暂停、音量控制或选段播放等操作。
在本发明的实施例中，要在标准光驱的PCB布板方面要做一些改动，需要额外引出一些信号线；接口方面开了定制的4PIN串行通信端口；配合此端口要定制排线连接光驱和控制模块部分。硬件部分的改动很小，不会有很大的成本投入。对于用户而言没有复杂的连线工作要做。根据要实现功能的不同，PC厂商可以自己制定相应的通信协议，而光驱厂商只需要遵循此协议写Firmware即可实现不同的解决方案。
权利要求
1.一种通过外部控制装置控制光盘驱动器进行操作的方法，该光盘驱动器安装在一计算机内，该外部控制装置的通信接口连接该光盘驱动器的通信接口，该方法包括以下步骤由该光盘驱动器中的通信接口接收来自该外部控制装置的控制指令信息；由该光盘驱动器中的微处理器根据该光盘驱动器与该外部控制装置之间预定的通信协议对该控制指令信息进行解码处理；该微处理器控制该光盘驱动器的相关部件执行该控制指令，实现相应的功能。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，该光盘驱动器根据预定的通信协议，将执行该控制指令过程中的状态信息或该光盘驱动器中的光盘的有关信息和数据进行编码处理并封包，并通过该通信接口发送给该外部控制装置。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述的控制指令用于在计算机正常开机运行后控制光盘驱动器进行各种操作。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述的控制指令用于控制该光盘驱动器在该计算机的电源未被打开时、在该外部控制装置的直接控制下播放音频光盘或进行其他操作。
5.根据权利要求2所述的方法，其中，所述的光盘的有关信息和数据包括光盘信息、光盘内容目录信息、光盘数据信息和光盘驱动器状态信息等。
6.根据权利要求1或2所述的方法，所述的通信协议包括(1)信号传输率、信号幅值定义、帧长度及各位具体定义、发送/接收命令包格式、长度及具体定义；(2)控制命令字定义，按照上述帧格式详细确定各控制指令对应的指令码；(3)光盘驱动器状态信息命令字定义，包括光盘驱动器的各种状态以及光盘信息等对应的码值；(4)事件定义，包括对光驱在某一状态下发送或接收某一数据包的定义。
7.根据权利要求6所述的方法，所述的通信协议包括(1)为该光盘驱动器发送命令封包定义的光盘驱动器之状态代码及光盘之状态代码，至少包括对应以下状态的状态代码目前该光盘驱动器处于播放状态；目前该光盘驱动器处于暂停状态；目前该光盘驱动器处于停止状态；目前该光盘驱动器处于托架非关闭状态；目前该光盘驱动器中没有光盘；目前该光盘驱动器中有非音频光盘；(2)为该光盘驱动器发送命令封包定义的数据传送命令，至少包括以下命令发送光盘驱动器中CD光盘总曲目命令及总曲目数；发送光盘驱动器中CD光盘当前播放曲目序号命令及该曲目序号；发送当前曲目播放时间信息命令及播放时间；发送光盘驱动器当前音量值命令及音量值数据；(3)为该光盘驱动器发送命令封包定义的应答命令，至少包括以下应答；命令接收正确；命令接收错误，请求重发；(4)事件定义，包括当光盘驱动器在某一状态下、接收到来自该控制器的某一控制命令时，发送相应的应答或状态代码、和/或执行相应的操作。
8.一种光盘驱动器，该光盘驱动器包括微处理器、程序寄存器、解码器和放大器、光学头、各种控制马达和驱动电路，该光盘驱动器中包括一个通信接口，该程序寄存器中包含实现以下步骤的程序由该通信接口接收来自一个外部控制装置的控制指令信息；由该微处理器根据该光盘驱动器与该外部控制装置之间预定的通信协议对该控制指令信息进行解码处理；该微处理器控制该光盘驱动器的相关部件执行该控制指令，实现相应的功能。
9.根据权利要求8所述的光盘驱动器，其中，该通信接口包括一个插接端口，该端口设置在该光盘驱动器上并用于连接该外部控制装置的通信接口。
10.根据权利要求8所述的光盘驱动器，其中，该通信接口为串行通信接口并遵循RS232串行通信协议。
全文摘要
一种通过外部控制装置控制光盘驱动器进行操作的方法，该光盘驱动器安装在一计算机内，该外部控制装置的通信接口连接该光盘驱动器的通信接口，该方法包括以下步骤由该通信接口接收来自该外部控制装置的控制指令信息；由该光盘驱动器中的微处理器根据预定的通信协议对该控制指令信息进行解码处理；该微处理器控制该光盘驱动器的相关部件执行该控制指令，实现相应的功能。本发明能大大方便用户对光驱的操作，且在计算机关机时仍可控制光驱的操作。
文档编号H04L29/06GK1447328SQ02107819
公开日2003年10月8日 申请日期2002年3月21日 优先权日2002年3月21日
发明者周亮, 丁科, 祝永进 申请人:联想(北京)有限公司