專利名稱：電力負(fù)荷管理終端的語音電路模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及電力負(fù)荷管理終端的語音電路模塊。
背景技術(shù)：
目前電力行業(yè)電力負(fù)荷管理終端的語音電路模塊大部分都使用獨立語音集成電路11、錄音輸入電路12、功率放大電路13、電源電路14構(gòu)成，如圖1所示。語音集成電路11與電力負(fù)荷管理終端的主控模塊100雙向連接；語音集成電路11的輸入端與錄音輸入電路12連接，其輸出端與功率放大電路13連接；功率放大電路13的輸出端與喇叭電路200連接。
電力負(fù)荷管理終端的主控模塊主要由MCU單片機構(gòu)成，其產(chǎn)生的控制信號通過總線控制語音電路的工作。MCU單片機的工作電源由電源電路提供，模塊內(nèi)的所有電路的工作都是通過MCU單片機來分配工作。
語音集成電路根據(jù)MCU單片機的控制信號，搜索當(dāng)前需要的放音內(nèi)容在存儲器中的位置，搜索到以后從語音輸出端子輸出語音信息，放音結(jié)束后，語音電路輸出一個中斷信號通知MCU單片機當(dāng)前操作已經(jīng)結(jié)束。
MCU單片機與語音電路之間的通信通過數(shù)據(jù)總線輸入命令的方式進(jìn)行。通常電力負(fù)荷管理終端的語音模塊不進(jìn)行錄音操作，上電時錄放音控制端被固定在放音狀態(tài)。當(dāng)終端需要放音時，電力負(fù)荷管理終端的主控模塊輸入放音命令和地址信息，語音電路搜索到該地之后開始放音，直到收到語音電路的中斷信息為止。
由于語音電路輸出模擬語音信號的功率比較小，不能直接驅(qū)動喇叭放音。功率放大電路是把模擬語音信號的功率放大后直接驅(qū)動喇叭。
通常電力負(fù)荷管理終端的語音模塊一般是不需要錄音的。因此錄音電路在該電路不起作用。
該獨立語音集成電路由于結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，在工作過程中不需要MCU單片機干預(yù)，而得到廣泛的應(yīng)用。
但是，由于語音集成電路在使用過程中經(jīng)常會發(fā)生不明原因的吊死總線、丟失語音信息、工作溫度范圍不寬、工作電壓范圍較小、功耗比較大等問題，這些不利因素對電力負(fù)荷管理終端來說是不能容忍的，從而限制了語音電路在電力負(fù)荷管理終端中的使用。
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型是為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺點，而提供的一種電力負(fù)荷管理終端的語音電路模塊。該電路語音模塊是用于電力負(fù)荷管理終端設(shè)備內(nèi)的一個功能模塊用于提醒用戶當(dāng)前的負(fù)荷已經(jīng)超過規(guī)定值、提醒用戶要進(jìn)行交費等等報警信息。其具有語音信息存儲時間長、工作溫度范圍寬、降低功耗和不會產(chǎn)生吊死總線的問題等優(yōu)點。
本實用新型采取的技術(shù)方案是電力負(fù)荷管理終端的語音電路模塊，包括一語音電路、一功率放大電路、以及一用于提供各電路工作的電源電路，所述的語音電路與電力負(fù)荷管理終端中的主控模塊雙向連接，所述的功率放大電路的輸出與喇叭連接；其特點是，所述的語音電路主要由一MCU單片機、一數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路、一存儲器、以及一放大器電路構(gòu)成；所述的MCU單片機與電力負(fù)荷管理終端中的主控模塊雙向連接；所述的存儲器與MCU單片機雙向連接；所述的數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路的輸入端與MCU單片的輸出端連接；所述的數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路的輸出端與放大器電路連接；所述的放大器電路的輸出端與功率放大電路連接。
上述電力負(fù)荷管理終端的語音電路模塊，其中，所述的放大器電路主要由運算放大器構(gòu)成。
上述電力負(fù)荷管理終端的語音電路模塊，其中，所述的功率放大電路主要由集成電路構(gòu)成。
上述電力負(fù)荷管理終端的語音電路模塊，其中，所述的存儲器采用FLASH存儲器或采用EEPROM存儲器。
上述電力負(fù)荷管理終端的語音電路模塊，其中，還包括一振蕩電路，用于對所述的MCU單片提供一時鐘信號。
本實用新型由于采用一MCU單片機一存儲器、一模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路、以及一放大器電路和一功率放大電路共同組成電力負(fù)荷管理終端的語音電路模塊，因此其技術(shù)效果是明顯的1、由于采用一片MCU單片機，其與電力負(fù)荷管理終端主控模塊之間的數(shù)據(jù)交換采用雙向通信的方式，這樣可以避免產(chǎn)生主控模塊總線被語音集成電路吊死的現(xiàn)象。
2、由于采用數(shù)據(jù)存儲器外掛的方式，存儲器始終處于寫保護狀態(tài)，數(shù)據(jù)只能讀出不能寫入，這樣可以防止由于意外的原因改寫存儲器的數(shù)據(jù)。而且由于該數(shù)據(jù)存儲器的數(shù)據(jù)保存時間長，可防止數(shù)據(jù)丟失。
3、具有工作溫度范圍寬、降低功耗等優(yōu)點。
本實用新型的具體結(jié)構(gòu)由以下的實施例及其附圖進(jìn)一步給出。
圖1是現(xiàn)有技術(shù)獨立語音電路模塊的結(jié)構(gòu)框圖。
圖2是本實用新型電力負(fù)荷管理終端的語音電路模塊電方框圖。
圖3是本實用新型電力負(fù)荷管理終端的語音電路模塊的一種實施例的電路原理圖。
圖4是本實用新型電力負(fù)荷管理終端的語音電路模塊的工作流程框圖。
具體實施方式
請參閱圖2。本實用新型電力負(fù)荷管理終端的語音電路模塊，包括一語音電路2、功率放大電路3，以及一用于提供各電路工作的電源電路4。所述的語音電路2主要由MCU單片21、一數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路22、一存儲器23以及一放大器電路24構(gòu)成。該MCU單片機21分別與電力負(fù)荷管理終端中的主控模塊100、以及存儲器23雙向連接；所述的數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路22的輸入端與MCU單片機21的輸出端連接，其輸出端與放大器電路24連接；所述的放大器電路24的輸出端與功率放大電路3連接，該功率放大電路3的輸出與喇叭200連接。
具有語音功能的MCU單片機控制著整個語音電路模塊的工作，該MCU單片機可以采用任何公司的8位、16位、32位的單片微處理器(單片機)，其工作電源由電源電路提供。
存儲器可采用FLASH存儲器、EEPROM存儲器，其內(nèi)保存著語音信息的數(shù)字量(具體存儲器保存多長時間的語音信息，要看存儲器的大小，和數(shù)據(jù)采集的密集度。在電力負(fù)荷管理終端中的語音信息不會超過90秒鐘)。本實施例中MCU單片機與存儲器的接口采用SPI通信協(xié)議進(jìn)行雙向通信。在MCU單片機需要存儲器的信息時，MCU單片機先把存儲器的片選CS_MEM拉低，再通過SCK2線發(fā)脈沖給存儲器，然后通過SDI1線發(fā)命令和所要信息的地址數(shù)據(jù)給存儲器，最后存儲器通過SDO2線把該地址內(nèi)保存的數(shù)據(jù)發(fā)送給MCU單片機。
MCU單片機把從存儲器內(nèi)讀到的數(shù)字語音信息，經(jīng)過處理后，先把CS_DA片選線拉低，再通過SCK1、SDI線把該數(shù)字語音信息傳輸?shù)綌?shù)/模轉(zhuǎn)換電路，由該數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成模擬語音信息，達(dá)到語音信息還原。
因為經(jīng)過數(shù)/模轉(zhuǎn)換的模擬語音信號是不具有驅(qū)動能力的，因此，需要經(jīng)過放大后才能驅(qū)動功率放大電路。本實施例中由數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路輸出的模擬語音信息通過F1線傳送到放大器電路。
功率放大電路是把放大器傳送過來的模擬語音信息再次放大。本實施例中功率放大電路采用BTL橋式功率放大器，采用橋接方式來放大信號。經(jīng)過該功率放大電路放大的信號可以直接驅(qū)動喇叭，該放大器本身消耗的功耗很少，不工作的時候可以掉電，進(jìn)一步減少功耗。該放大器可以通過一個電位器調(diào)整輸出功率，從而可以控制喇叭的音量。功率放大電路通過FP線把經(jīng)過放大的模擬語音信息再次放大，直到能夠有足夠的功率驅(qū)動喇叭。
模塊內(nèi)所有的電源都由電源電路提供。
請參閱圖3。這是本實用新型電力負(fù)荷管理終端的語音電路模塊的一種實施例的電路原理圖。該電力負(fù)荷管理終端的語音電路模塊的實施例僅用于證明該方案是可實現(xiàn)的，具有實用性，不用于限制權(quán)利要求的范圍，所有芯片的型號僅用于提供多個實施例的其中一種可能的電路實現(xiàn)方式。
本實用新型電力負(fù)荷管理終端的語音電路模塊主要由MCU單片機、一功率放大電路、一數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路、一存儲器以及一放大器電路、以及一用于提供各電路工作的電源電路構(gòu)成。其中MCU單片機D1(例如型號為AT89C4051)、數(shù)/模轉(zhuǎn)換器主要由集成電路D2(例如型號為DAC7512)構(gòu)成、放大器主要由運算放大器D3(例如型號為LM358)構(gòu)成、功率放大電路由集成電路D4(例如型號為TS4990)構(gòu)成、存儲器電路由集成電路D5(例如型號為AT4096)構(gòu)成。
MCU單片機控制著整個語音電路模塊的工作，其工作電源由電源電路通過“VCC”和“GND”線提供。
MCU單片機D1要與存儲器D5(AT4096)通信必須由MCU單片機D1的13P(CS)MEM)輸出一個片選信號到存儲器D5的1P；然后MCU單片機D1的12P(SCK2)輸出時鐘信號到存儲器D5的2P。該信號是每次通信所必需的。通信時MCU單片機D1的11P(SDI2)輸出命令或地址數(shù)據(jù)到存儲器D5的5P。存儲器再接收到命令后要返回數(shù)據(jù)給MCU單片機，存儲器D5的6P(SDO2)輸出存儲器內(nèi)的數(shù)據(jù)給MCU單片機D1的9P。存儲器D5的7P接VCC，使得存儲器處于數(shù)據(jù)寫保護狀態(tài)，防止存儲器意外被改寫。存儲器的電源由電源電路通過“VCC”和“GND”線提供。
本實施例中還包括一振蕩電路G，用于提供給MCU單片機一個時鐘信號，MCU單片機依據(jù)這個時鐘的節(jié)拍工作，結(jié)構(gòu)較為簡單。振蕩電路通過MCU單片機D1的4P“X1”輸入一個正弦波信號，通過MCU單片機D1的5P“X2”輸出同樣的信號，該信號可以驅(qū)動外圍設(shè)備。振蕩電路的電源由模塊內(nèi)的電源電路通過“GND”接地。
MCU單片機D1要與數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路通信必須由其17P(CS_DA)輸出一個片選信號到數(shù)/模轉(zhuǎn)換器D2的6P；然后MCU單片機D1的18P(SCK1)輸出時鐘信號到數(shù)/模轉(zhuǎn)換器D2的5P。該信號是每次通信所必需的。通信時MCU單片機D1的19P(SDI1)數(shù)據(jù)到數(shù)/模轉(zhuǎn)換器D2的4P。該數(shù)據(jù)被數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成模擬的語音信息。數(shù)/模轉(zhuǎn)換器D2的1P輸出該模擬語音信號。數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路的電源由電源電路通過“VCC”和“GND”線提供。
數(shù)/模轉(zhuǎn)換器D2的1P輸出該模擬語音信號通過電阻R1電阻輸入到D3(LM358)的3P，放大器D3的3P輸出模擬語音信號通過電阻R4輸入到D3(LM358)的5P，輸出信號通過電容C7和電阻R6把經(jīng)過放大的語音信號輸入到功率放大電路D4。放大器的電源由電源電路通過“VCC”和“GND”線提供。
數(shù)/模轉(zhuǎn)換器D2輸出的模擬語音信號經(jīng)電容C7和電阻R6耦合后輸入到功率放大電路D4的4P，經(jīng)過功率放大電路D4的功率放大后從功率放大電路D4的5P和8P，輸出模擬語音信號直接驅(qū)動喇叭B?？勺冸娮鑂P1可以調(diào)整語音音量的大小。功率放大電路的電源由電源電路通過“VCC”和“GND”線提供。
電源電路通過“VCC”和“GND”線向模塊內(nèi)的其他電路提供電源。
請參閱圖4。這是本實用新型電力負(fù)荷管理終端的語音電路模塊的工作流程框圖。
電力負(fù)荷管理終端的語音電路模塊在終端打開電源后開始“初始化”程序；初始化完成后，MCU單片機查詢是否有電力負(fù)荷管理終端主控模塊的放音命令，如果沒有放音命令MCU單片機就繼續(xù)查詢；如果有放音命令，MCU單片機計算該放音命令數(shù)據(jù)存放的地址，MCU單片機然后到存儲器的該地址內(nèi)去讀數(shù)字語音信息，MCU單片機處理該數(shù)字語音信息，其后MCU單片機把該數(shù)字語音信息送到數(shù)/模轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換成模擬語音信息。最后MCU單片機查詢放音是否結(jié)束，如果結(jié)束，返回到查詢中斷，接收下一次放音信息；如果放音沒有結(jié)束，則繼續(xù)到存儲器去讀取數(shù)據(jù)。
本實用新型語音電路模塊應(yīng)用在電力負(fù)荷管理終端設(shè)備內(nèi)可實時對當(dāng)前的負(fù)荷已經(jīng)超過規(guī)定值的用戶進(jìn)行語音提醒，也可對用戶是否要進(jìn)行交費等信息進(jìn)行提醒等?？杀苊猱a(chǎn)生主控模塊總線被語音集成電路吊死的現(xiàn)象，以及具有防止由于意外的原因改寫存儲器的數(shù)據(jù)和防止數(shù)據(jù)丟失的功能。
權(quán)利要求1.電力負(fù)荷管理終端的語音電路模塊，包括一語音電路、一功率放大電路、以及一用于提供各電路工作的電源電路，所述的語音電路與電力負(fù)荷管理終端中的主控模塊雙向連接，所述的功率放大電路的輸出與喇叭連接；其特征在于，所述的語音電路主要由一MCU單片機、一數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路、一存儲器、以及一放大器電路構(gòu)成；所述的MCU單片機與電力負(fù)荷管理終端中的主控模塊雙向連接；所述的存儲器與MCU單片機雙向連接；所述的數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路的輸入端與MCU單片的輸出端連接；所述的數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路的輸出端與放大器電路連接；所述的放大器電路的輸出端與功率放大電路連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力負(fù)荷管理終端的語音電路模塊，其特征在于，所述的放大器電路主要由運算放大器構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力負(fù)荷管理終端的語音電路模塊，其特征在于，所述的功率放大電路主要由集成電路構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力負(fù)荷管理終端的語音電路模塊，其特征在于，所述的存儲器采用FLASH存儲器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力負(fù)荷管理終端的語音電路模塊，其特征在于，所述的存儲器采用EEPROM存儲器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力負(fù)荷管理終端的語音電路模塊，其特征在于，還包括一振蕩電路，用于對所述的MCU單片提供一時鐘信號。
專利摘要本實用新型公開了一種電力負(fù)荷管理終端的語音電路模塊，包括一語音電路、一功率放大電路、以及一用于提供各電路工作的電源電路，語音電路與電力負(fù)荷管理終端中的主控模塊雙向連接，功率放大電路的輸出與喇叭連接；其特點是，語音電路主要由一MCU單片機、一數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路、一存儲器、以及一放大器電路構(gòu)成；MCU單片機與電力負(fù)荷管理終端中的主控模塊雙向連接；存儲器與MCU單片機雙向連接；數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路的輸入端與MCU單片的輸出端連接；數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路的輸出端與放大器電路連接；放大器電路的輸出端與功率放大電路連接?？杀苊猱a(chǎn)生主控模塊總線被語音集成電路吊死的現(xiàn)象，以及防止由于意外的原因改寫存儲器的數(shù)據(jù)和防止數(shù)據(jù)丟失。
文檔編號G10L21/00GK2932806SQ20062004453
公開日2007年8月8日 申請日期2006年8月4日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月4日
發(fā)明者魯春生, 于穎杰, 張彪, 常桂香, 薛賓 申請人:上海協(xié)同科技股份有限公司