CN101980335A

CN101980335A - 电喇叭智能控制方法及装置

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Publication number: CN101980335A
Application number: CN2010102975544A
Authority: CN
Inventors: 曹志才
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-09-30
Filing date: 2010-09-30
Publication date: 2011-02-23
Anticipated expiration: 2030-09-30
Also published as: CN101980335B

Abstract

本发明涉及一种电喇叭智能控制方法及装置；电喇叭动态稳频控制方法将单片机输出的方波信号经功率放大后驱动电喇叭工作，再以0.005~5.0Hz的调节量一步步增加或一步步减小的方式调节方波信号的频率，同时，通过单片机检测电喇叭振动膜的振动强度，从而找出电喇叭的固有振动频率；电喇叭控制装置含有碗形底壳、静铁芯、动铁芯、线圈、振动膜、控制电路，控制电路含有微处理模块、电源模块、线圈驱动模块、按键输入模块、振动膜振动信号检测模块；本发明提供了一种能够实时自动调整驱动频率、自动稳定声压级、具有环保发声功能、按键连接方便的电喇叭智能控制方法及装置。

Description

电喇叭智能控制方法及装置

技术领域

本发明涉及一种喇叭控制方法及装置，特别是涉及一种电喇叭智能控制方法及装置。

背景技术

目前，机动车电喇叭的驱动频率均是在出厂前固定，而电喇叭的固有频率在使用过程中，由于环境条件的改变（例如：冬季与夏季之间温度的变化，平原与高原之间气压的变化等）以及电喇叭机械性能的改变，都可引起其变化，由于电喇叭膜片的谐振峰十分尖锐，如若驱动频率不能及时进行相应调整，则可能引起电喇叭发音的声压级锐减，甚至报废，从而影响提示效果，而且能耗也会增大。例如：专利号98807769.8的电喇叭稳频发生的方法及装置，其驱动频率即是在出厂前固化在程序中，使用过程中始终不可改变。

电子喇叭的声压级随电源电压的变化而变化。由于机动车蓄电池的电压有波动，例如：12V蓄电池的电压波动一般在11~15V之间，这样当电源电压低时，声压级会变小而影响提示效果，电压高时，不但会使交通躁声增加，而且还影响电子喇叭的寿命。市场上现有的电子喇叭均没有随电源电压的变化而调整机动车电喇叭的声压级的功能。专利号97219874.1的机动车无触点电喇叭，通过调整功率放大器的输入信号强度稳定声压级，这样功率放大器将处于放大状态，功放管发热较大，易烧毁，实用性差。

电喇叭是机动车上必备的安全信号装置，随着机动车拥有量的迅速增加，电喇叭鸣叫声已成为交通噪声的主要来源之一，为了减少这种躁声，全国各大、中城市，尤其是繁华路段均实行了禁鸣，这样虽然可以减少噪声，但却给驾驶人和行人带来了诸多不便，交通事故时有发生。目前对电喇叭声压级的改变通常采用特殊装置来实现，例如：专利号85204415的低噪声机动车电喇叭声压级调节装置，通过螺钉调整共振腔的大小调节声压级，调节过程复杂，使用不便。

目前，电子喇叭的按键单元，有的接电源的正极触发，有的接电源的负极触发，虽然也有既可接电源的正极触发，也可接电源的负极触发的技术方案，但电路复杂。例如：专利号200720176711.X的汽车多音喇叭，按键输入模块，电路元件较多，成本较高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的缺陷，提供一种能够实时自动调整驱动频率、自动稳定声压级、具有环保发声功能、按键连接方便的电喇叭智能控制方法及装置。

本发明的技术方案：

一种电喇叭动态稳频控制方法，首先，以电喇叭上次运行本动态稳频控制方法时储存在单片机或非易失性数据存储器内的电喇叭固有频率值为输出频率，用单片机输出方波信号，该方波信号经功率放大后驱动电喇叭工作，并将检测装置的输出信号输入到单片机的模数转换输入端进行模数转换，检测装置检测电喇叭振动膜的振动强度，然后，通过单片机以0.005~5.0Hz 的调节量一步步增加或一步步减小的方式调节方波信号的频率，同时，通过检测装置检测各个输出频率时电喇叭振动膜的振动强度，根据电喇叭的驱动频率与固有频率越接近，振动膜的振动强度越大，并且谐振峰十分尖锐的特点，进行下面的调节：

如果，当一步步增加调节方波信号的频率时，电喇叭振动膜的振动强度一步步增大，则继续一步步增加调节方波信号的频率，直到电喇叭振动膜的振动强度减小时，这时，减小前那一步方波信号的频率即为电喇叭新的固有频率值；

如果，当一步步增加调节方波信号的频率时，电喇叭振动膜的振动强度一步步减小，则一步步减小调节方波信号的频率，这时，电喇叭振动膜的振动强度也一步步增大，继续一步步减小调节方波信号的频率，直到电喇叭振动膜的振动强度减小时，这时，减小前那一步方波信号的频率即为电喇叭新的固有频率值；

如果，当一步步减小调节方波信号的频率时，电喇叭振动膜的振动强度一步步增大，则继续一步步减小调节方波信号的频率，直到电喇叭振动膜的振动强度减小时，这时，减小前那一步方波信号的频率即为电喇叭新的固有频率值；

如果，当一步步减小调节方波信号的频率时，电喇叭振动膜的振动强度一步步减小，则一步步增加调节方波信号的频率，这时，电喇叭振动膜的振动强度也一步步增大，继续一步步增加调节方波信号的频率，直到电喇叭振动膜的振动强度减小时，这时，减小前那一步方波信号的频率即为电喇叭新的固有频率值；

经过以上调节过程后，采用电喇叭新的固有频率值作为方波信号的频率来驱动电喇叭，同时将电喇叭新的固有频率值存储到单片机或非易失性数据存储器中作为下次稳频控制时的电喇叭固有频率值。

方波信号的频率的调节量优选为0.05~0.5Hz；首次运行本动态稳频控制方法时，单片机或非易失性数据存储器内储存的电喇叭固有频率值由人工预定；所述一步步调节是指一步调节，或分两步调节，或分三步调节，或分四步调节，或分五步调节，或分六步调节，或分七步调节，或分八步调节，或分九步调节，或分十步调节。

一种电喇叭智能控制方法，包括以下步骤：

a．对单片机的内部参数进行初始化设置；

b．利用单片机检查电喇叭按键是否按下，如没有电喇叭按键按下，继续执行步骤b，如有电喇叭按键按下，执行步骤c；

c．利用单片机检查电喇叭按键的动作方式是否符合电喇叭发音状态切换条件；如不符合电喇叭发音状态切换条件，执行步骤e；如符合电喇叭发音状态切换条件，执行步骤d；

d．利用单片机从非易失性数据存储器中调出电喇叭发音状态标志，然后对该电喇叭发音状态标志进行修改，同时将新的电喇叭发音状态标志存储到非易失性数据存储器中；

e．利用单片机从非易失性数据存储器中调出电喇叭上次运行动态稳频程序时储存的电喇叭固有频率值；首次启动时，非易失性数据存储器中存储的电喇叭固有频率值通过人工预定；

f．利用单片机检查电喇叭发音状态标志是正常发音状态标志，还是环保发音状态标志，如是环保发音状态标志，执行步骤h，如是正常发音状态标志，执行步骤g；

g．利用单片机从非易失性数据存储器中调出正常发音状态时的参数，然后执行步骤i；

h．利用单片机从非易失性数据存储器中调出环保发音状态时的参数，然后执行步骤i；

i．利用单片机运行初级稳声压级程序、动态稳频程序、高级稳声压级程序，然后执行步骤b；

步骤c中的电喇叭发音状态切换条件是指：电喇叭按键在N秒内连续按下M次，或者电喇叭按键持续按下L秒，或者是电喇叭按键在N秒内连续按下M次和电喇叭按键持续按下L秒的组合；M、N、L为大于等于1且小于等于15的自然数；环保发音状态是指电喇叭发出低于正常声压级的状态；

步骤i中的初级稳声压级程序为：首先，利用单片机的模数转换功能对电源电压进行检测，接着，单片机根据电源电压检测值与电喇叭驱动信号占空比的对应关系确定出当前电喇叭驱动信号的占空比，并采用单片机或非易失性数据存储器中存储的上次电喇叭固有频率值作为当前电喇叭驱动信号的频率，然后，单片机输出电喇叭驱动信号，该电喇叭驱动信号经功率放大后驱动电喇叭工作；该电喇叭驱动信号为方波信号；电源电压检测值与电喇叭驱动信号占空比的对应关系，可以是一种单片机算法程序，也可以是预先存储的数据对应表；

步骤i中的动态稳频程序为：首先，用单片机输出初级稳声压级程序中确定的方波信号，该方波信号经功率放大后驱动电喇叭工作，并将检测装置的输出信号输入到单片机的模数转换输入端进行模数转换，检测装置检测电喇叭振动膜的振动强度，然后，通过单片机以0.005~5.0Hz 的调节量一步步增加或一步步减小的方式调节方波信号的频率，同时，通过检测装置检测各个输出频率时电喇叭振动膜的振动强度，根据电喇叭的驱动频率与固有频率越接近，振动膜的振动强度越大，并且谐振峰十分尖锐的特点，进行下面的调节：

经过以上调节过程后，采用电喇叭新的固有频率值作为方波信号的频率来驱动电喇叭，同时将电喇叭新的固有频率值存储到单片机或非易失性数据存储器中作为下次稳频控制时的电喇叭固有频率值；

步骤i中的高级稳声压级程序为：首先，利用单片机从单片机或非易失性数据存储器中调出与电喇叭振动膜的设定振动强度对应的设定检测装置输出信号值，然后，通过检测装置检测电喇叭振动膜的振动强度，检测装置的输出信号输入到单片机的模数转换输入端进行模数转换，利用单片机将该检测装置输出信号值与设定检测装置输出信号值比较，通过比较得出电喇叭振动膜的实际振动强度与电喇叭振动膜的设定振动强度的关系，如果电喇叭振动膜的实际振动强度小于电喇叭振动膜的设定振动强度，则增大电喇叭驱动信号的占空比，如果电喇叭振动膜的实际振动强度大于电喇叭振动膜的设定振动强度，则减小电喇叭驱动信号的占空比，重复以上电喇叭驱动信号的占空比的调整过程，直至该检测装置输出信号值与设定检测装置输出信号值的偏差小于等于设定的偏差值，将此时确定的占空比值作为当前电喇叭驱动信号的占空比值。

一种电喇叭控制装置，含有碗形底壳、静铁芯、动铁芯、线圈、振动膜、控制电路，振动膜覆盖在碗形底壳的上部，静铁芯固定在碗形底壳内的中间，在静铁芯的上方设有动铁芯，动铁芯与振动膜的中部固定连接，线圈套装在静铁芯和动铁芯的外部，含有控制电路的线路板固定在碗形底壳的内壁上或碗形底壳的外部，控制电路含有微处理模块、电源模块、线圈驱动模块、按键输入模块、振动膜振动信号检测模块，微处理模块含有带模数转换功能的单片机，电源模块含有电源转换电路，电源转换电路的输出端接单片机的电源端，按键输入模块与单片机连接，单片机的数字信号输出端O2接线圈驱动模块的输入端，振动膜振动信号检测模块的输出端接单片机的模拟信号输入端AN2。

电源模块还含有电压检测电路，电压检测电路的电压信号输出端接单片机的模拟信号输入端AN1，按键输入模块的输入端接单片机的数字信号输出端O1，按键输入模块的输出端接单片机的数字信号输入端IN1。

电源转换电路含有稳压管DW1、二极管D1、电阻R9，电压检测电路含有电阻R1、电阻R2，二极管D1的正极接机动车电瓶的电源输出正端，二极管D1的负极通过电阻R1和电阻R2的串联电路接机动车电瓶的电源输出负端，机动车电瓶的电源输出负端接地，二极管D1的负极还通过电阻R9接稳压管DW1的负极和单片机的电源端，稳压管DW1的正极接地，电阻R1和电阻R2的连接点接单片机的模拟信号输入端AN1；

按键输入模块含有机动车喇叭按键、稳压管DW2、电阻R3、电阻R4，机动车喇叭按键的一端接机动车电瓶的电源输出正端或机动车电瓶的电源输出负端，机动车喇叭按键的另一端通过电阻R3接单片机的数字信号输入端IN1，单片机的数字信号输入端IN1还通过电阻R4接单片机的数字信号输出端O1，单片机的数字信号输入端IN1还与稳压管DW2的负极连接，稳压管DW2的正极接地；按键输入模块的工作过程为：从单片机的数字信号输出端O1交替输出高、低电平信号，同时检测单片机的数字信号输入端IN1的电平信号，当单片机的数字信号输入端IN1的电平信号的高低变化与单片机的数字信号输出端O1输出的电平信号的高低变化保持一致时，则表明按键没有按下，否则，表明按键按下。

线圈驱动模块含有NPN型三极管V1、N沟道型场效应管V2、二极管D3，单片机的数字信号输出端O2通过电阻R5接三极管V1的基极，三极管V1的发射极接地，三极管V1的集电极通过电阻R6接二极管D2的负极，三极管V1的集电极还通过电阻R7接场效应管V2的栅极，场效应管V2的漏极通过线圈接二极管D2的负极，二极管D2的正极接机动车电瓶的电源输出正端，场效应管V2的漏极还接二极管D3的正极，二极管D3的负极通过电阻R8接二极管D2的负极。

机动车喇叭按键的一端通过单刀双掷开关接机动车电瓶的电源输出正端或机动车电瓶的电源输出负端。

振动膜振动信号检测模块含有电阻RC、电阻R12，场效应管V2的源极通过电阻R12接单片机的模拟信号输入端AN2，场效应管V2的源极还通过电阻RC接地。

上述检测模块的工作原理为：由于频率改变导致振动膜振动强度改变时，振动膜振动强度越大，动铁心插入线圈越深，线圈的自感系数越大，则通过RC的电流越小。即检测装置的输出信号越小，振动膜的振动强度越大；当频率不变而占空比改变时，占空比越大，通过RC的电流越大，即检测装置的输出信号越大，振动膜的振动强度越大。

或者，振动膜振动信号检测模块含有线性霍尔传感器，线性霍尔传感器的输出端接单片机的模拟信号输入端AN2，场效应管V2的源极接地，碗形底壳的内壁竖向固定有一个支柱，支柱上横向固定有一个支架，支架的一端安装线性霍尔传感器并且线性霍尔传感器靠近动铁芯，动铁芯的外表面设有固定卡，固定卡上安装有一个与线性霍尔传感器的位置相对应的永久磁铁，线性霍尔传感器的感应区设置在永久磁铁的N、S极之间，永久磁铁的N、S极上下设置，在支架上且位于线性霍尔传感器的背面安装有一块抗干扰永久磁铁，抗干扰永久磁铁的N、S极左右设置，线性霍尔传感器的型号为SS49E。

上述检测模块的工作原理为：振动膜的振动强度越大，永久磁铁的运动幅度越大，永久磁铁对线性霍尔传感器的感应越强，则检测装置的输出信号越大；由于安装方式的不同，也可以是振动膜的振动强度越大时，检测装置的输出信号越小。

或者，振动膜振动信号检测模块含有线性光电耦合器，线性光电耦合器内含有发射二极管和线性照度传感器，发射二极管的正极通过电阻R10接单片机的电源端，线性照度传感器的+端通过电阻R11接单片机的电源端，线性照度传感器的+端还接单片机的模拟信号输入端AN2，碗形底壳的内壁竖向固定有一个支柱，支柱上横向固定有一个支架，支架的一端安装线性光电耦合器并且线性光电耦合器靠近动铁芯，动铁芯的外表面设有固定卡，固定卡上安装有一个与线性光电耦合器的位置相对应的遮光板，遮光板竖向设置在线性光电耦合器的发射二极管和线性照度传感器之间，线性照度传感器型号为on-9658。

上述检测模块的工作原理为：振动膜的振动强度越大，遮光板的运动幅度越大，线性照度传感器感受的照度越弱，则检测装置的输出信号越大；由于安装方式的不同，也可以是振动膜的振动强度越大时，检测装置的输出信号越小。

微处理模块还含有非易失性数据存储器，非易失性数据存储器的串行通讯口与单片机的串行通讯口连接；非易失性数据存储器的型号为AT24C256；单片机的型号为PIC18F2450。

或者，单片机内部含有非易失性数据存储单元，单片机的型号为PIC18F1230。

本发明的有益效果：

1、本发明通过运行动态稳频程序，检测振动膜的振动强度，以此找到电喇叭的固有频率，并实时自动对电喇叭的驱动频率进行修正（精度可达0.05Hz），修正迅速(修正时间一般小于0.1秒)、实时性强，可使电喇叭在各种工作条件下，达到最大的发声效率及最省电的谐振状态。

2、本发明通过运行初级稳声压级程序、高级稳声压级程序，检测机动车电瓶的电源值，实时调整电喇叭驱动信号的占空比，自动稳定声压级，调整迅速(调整时间一般小于0.2秒)、实时性强，可使电喇叭发出的声压级不随机动车电瓶的电源值的改变而改变。

3、本发明可根据需要，使电喇叭发出声压级较低且稳定的环保声音，既能提醒路人注意，又不至于产生较大的交通噪声，安全又环保。

4、本发明的按键输入模块中的电喇叭按键，一端接控制电路，另一端既可接电瓶的电源输出正端，也可以接电瓶的电源输出负端，使用方便，结构简单，同时还可避免因错接线而引起的电路烧毁事故。另外，也可利用本发明的这种特点，当按键接电源的不同输出端时，单片机检测的结果不同，直接使电喇叭进入正常音/环保音发音状态。

附图说明：

图1为电喇叭控制装置的结构示意图之一；

图2为电喇叭控制装置的结构示意图之二；

图3为电喇叭控制装置的结构示意图之三；

图4为电喇叭控制装置的结构示意图之四；

图5为电喇叭控制装置的原理示意图之一；

图6为电喇叭控制装置的原理示意图之二；

图7为电喇叭控制装置的原理示意图之三；

图8为电喇叭控制装置的原理示意图之四。

具体实施方式：

实施例一：参见图 1、图5，图中，电喇叭动态稳频控制方法为：首先，以电喇叭上次运行本动态稳频控制方法时储存在单片机或非易失性数据存储器内的电喇叭固有频率值为输出频率，用单片机输出方波信号，该方波信号经功率放大后驱动电喇叭工作，并将检测装置的输出信号输入到单片机的模数转换输入端进行模数转换，检测装置检测电喇叭振动膜的振动强度，然后，通过单片机以0.005~5.0Hz 的调节量一步步增加或一步步减小的方式调节方波信号的频率，同时，通过检测装置检测各个输出频率时电喇叭振动膜的振动强度，根据电喇叭的驱动频率与固有频率越接近，振动膜的振动强度越大，并且谐振峰十分尖锐的特点，进行下面的调节：

电喇叭智能控制方法包括以下步骤：

a．对单片机的内部参数进行初始化设置；

步骤i中的高级稳声压级程序为：首先，利用单片机从单片机或非易失性数据存储器中调出与电喇叭振动膜的设定振动强度对应的设定检测装置输出信号值，然后，通过检测装置检测电喇叭振动膜的振动强度，检测装置的输出信号输入到单片机的模数转换输入端，利用单片机将该检测装置输出信号值与设定检测装置输出信号值比较，通过比较得出电喇叭振动膜的实际振动强度与电喇叭振动膜的设定振动强度的关系，如果电喇叭振动膜的实际振动强度小于电喇叭振动膜的设定振动强度，则增大电喇叭驱动信号的占空比，如果电喇叭振动膜的实际振动强度大于电喇叭振动膜的设定振动强度，则减小电喇叭驱动信号的占空比，重复以上电喇叭驱动信号的占空比的调整过程，直至该检测装置输出信号值与设定检测装置输出信号值的偏差小于等于设定的偏差值，将此时确定的占空比值作为当前电喇叭驱动信号的占空比值。

电喇叭控制装置含有碗形底壳11、静铁芯13、动铁芯14、线圈L1、振动膜12、控制电路，振动膜12覆盖在碗形底壳11的上部，静铁芯13固定在碗形底壳11内的中间，在静铁芯13的上方设有动铁芯14，动铁芯14与振动膜12的中部固定连接，线圈L1套装在静铁芯13和动铁芯14的外部，含有控制电路的线路板16固定在碗形底壳11的内壁上，控制电路含有微处理模块1、电源模块2、线圈驱动模块3、按键输入模块4、振动膜振动信号检测模块5，微处理模块1含有带模数转换功能的单片机U1，电源模块2含有电源转换电路，电源转换电路的输出端接单片机U1的电源端，按键输入模块4与单片机U1连接，单片机U1的数字信号输出端O2接线圈驱动模块3的输入端，振动膜振动信号检测模块5的输出端接单片机U1的模拟信号输入端AN2。

电源模块2还含有电压检测电路，电压检测电路的电压信号输出端接单片机U1的模拟信号输入端AN1，按键输入模块4的输入端接单片机U1的数字信号输出端O1，按键输入模块4的输出端接单片机U1的数字信号输入端IN1。

按键输入模块4含有机动车喇叭按键K1、稳压管DW2、电阻R3、电阻R4，机动车喇叭按键K1的一端接机动车电瓶的电源输出正端V+，机动车喇叭按键K1的另一端通过电阻R3接单片机U1的数字信号输入端IN1，单片机U1的数字信号输入端IN1还通过电阻R4接单片机U1的数字信号输出端O1，单片机U1的数字信号输入端IN1还与稳压管DW2的负极连接，稳压管DW2的正极接地；按键输入模块4的工作过程为：从单片机U1的数字信号输出端O1交替输出高、低电平信号，同时检测单片机U1的数字信号输入端IN1的电平信号，当单片机U1的数字信号输入端IN1的电平信号的高低变化与单片机U1的数字信号输出端O1输出的电平信号的高低变化保持一致时，则表明按键K1没有按下，否则，表明按键K1按下。

线圈驱动模块3含有NPN型三极管V1、N沟道型场效应管V2、二极管D3，单片机U1的数字信号输出端O2通过电阻R5接三极管V1的基极，三极管V1的发射极接地，三极管V1的集电极通过电阻R6接二极管D2的负极，三极管V1的集电极还通过电阻R7接场效应管V2的栅极，场效应管V2的漏极通过线圈接二极管D2的负极，二极管D2的正极接机动车电瓶的电源输出正端V+，场效应管V2的漏极还接二极管D3的正极，二极管D3的负极通过电阻R8接二极管D2的负极。

振动膜振动信号检测模块5含有电阻RC、电阻R12，场效应管V2的源极通过电阻R12接单片机U1的模拟信号输入端AN2，场效应管V2的源极还通过电阻RC接地。

振动膜振动信号检测模块5工作原理为：由于频率改变导致振动膜12振动强度改变时，振动膜12振动强度越大，动铁心14插入线圈L1越深，线圈L1的自感系数越大，则通过RC的电流越小。即振动膜振动信号检测模块5的输出信号越小，振动膜12的振动强度越大；当频率不变而占空比改变时，占空比越大，通过RC的电流越大，即振动膜振动信号检测模块5的输出信号越大，振动膜12的振动强度越大。

单片机U1内部含有非易失性数据存储单元，单片机U1的型号为PIC18F1230。

上述电喇叭控制装置的控制方法包括以下步骤：

a．对单片机U1的内部参数进行初始化设置；

b．利用单片机U1检查机动车喇叭按键K1是否按下，如没有机动车喇叭按键K1按下，继续执行步骤b，如有机动车喇叭按键K1按下，执行步骤c；

c．利用单片机U1检查电喇叭按键K1的动作方式是否符合电喇叭发音状态切换条件；如不符合电喇叭发音状态切换条件，执行步骤e；如符合电喇叭发音状态切换条件，执行步骤d；

d．利用单片机U1从非易失性数据存储单元中调出电喇叭发音状态标志，然后对该电喇叭发音状态标志进行修改，同时将新的电喇叭发音状态标志存储到非易失性数据存储单元中；

e．利用单片机U1从非易失性数据存储单元中调出电喇叭上次运行动态稳频程序时储存的电喇叭固有频率值；首次启动时，非易失性数据存储单元中存储的电喇叭固有频率值通过人工预定；

f．利用单片机U1检查电喇叭发音状态标志是正常发音状态标志，还是环保发音状态标志，如是环保发音状态标志，执行步骤h，如是正常发音状态标志，执行步骤g；

g．利用单片机U1从非易失性数据存储单元中调出正常发音状态时的参数，然后执行步骤i；

h．利用单片机U1从非易失性数据存储单元中调出环保发音状态时的参数，然后执行步骤i；

i．利用单片机U1运行初级稳声压级程序、动态稳频程序、高级稳声压级程序，然后执行步骤b；

步骤c中的电喇叭发音状态切换条件是指：电喇叭按键K1在3秒内连续按下5次，环保发音状态是指电喇叭发出低于正常声压级的状态；

步骤i中的初级稳声压级程序为：首先，利用单片机U1的模数转换功能对电源电压进行检测，接着，单片机U1根据电源电压检测值与电喇叭驱动信号占空比的对应关系确定出当前电喇叭驱动信号的占空比，并采用非易失性数据存储单元中存储的上次电喇叭固有频率值作为当前电喇叭驱动信号的频率，然后，单片机U1输出电喇叭驱动信号，该电喇叭驱动信号经线圈驱动模块3功率放大后驱动电喇叭工作；该电喇叭驱动信号为方波信号；电源电压检测值与电喇叭驱动信号占空比的对应关系是一种单片机算法程序；

步骤i中的动态稳频程序为：首先，用单片机输出初级稳声压级程序中确定的方波信号，该方波信号经线圈驱动模块3功率放大后驱动电喇叭工作，然后，通过单片机U1以0.5Hz 的调节量一步步递增或递减的方式调节方波信号的频率，同时，通过振动膜振动信号检测模块5检测电喇叭振动膜的振动强度，振动膜振动信号检测模块5的输出信号输入到单片机U1的模数转换输入端；

如果，当一步步调节方波信号的频率时，电喇叭振动膜的振动强度一步步增大，则继续一步步调节方波信号的频率，直到电喇叭振动膜的振动强度比前一步减小时，这时，前一步方波信号的频率即为电喇叭新的固有频率值；

如果，一步步调节方波信号的频率时，电喇叭振动膜的振动强度一步步减小，则反向一步步调节方波信号的频率，这时，电喇叭振动膜的振动强度也一步步增大，继续反向一步步调节方波信号的频率，直到电喇叭振动膜的振动强度比前一步减小时，这时，前一步方波信号的频率即为电喇叭新的固有频率值；

采用电喇叭新的固有频率值作为方波信号的频率来驱动电喇叭，同时将电喇叭新的固有频率值存储起来作为下次稳频控制时的电喇叭固有频率值；

步骤i中的高级稳声压级程序为：首先，利用单片机U1从非易失性数据存储单元中调出与电喇叭振动膜的设定振动强度对应的设定检测装置输出信号值，然后，通过振动膜振动信号检测模块5检测电喇叭振动膜的振动强度，振动膜振动信号检测模块5的输出信号输入到单片机U1的模数转换输入端进行模数转换，利用单片机U1将该检测装置输出信号值与设定检测装置输出信号值比较，通过比较得出电喇叭振动膜的实际振动强度与电喇叭振动膜的设定振动强度的关系，如果电喇叭振动膜的实际振动强度小于电喇叭振动膜的设定振动强度，则增大电喇叭驱动信号的占空比，如果电喇叭振动膜的实际振动强度大于电喇叭振动膜的设定振动强度，则减小电喇叭驱动信号的占空比，重复以上电喇叭驱动信号的占空比的调整过程，直至该检测装置输出信号值与设定检测装置输出信号值的偏差小于等于设定的偏差值，将此时确定的占空比值作为当前电喇叭驱动信号的占空比值。

实施例二：参见图 2、图 6，图中编号与实施例一相同的，代表的意义相同，其工作过程也基本相同，相同之处不重述，不同之处是：振动膜振动信号检测模块5含有线性霍尔传感器19，线性霍尔传感器19的输出端接单片机U1的模拟信号输入端AN2，场效应管V2的源极接地，碗形底壳11的内壁竖向固定有一个支柱17，支柱17上横向固定有一个支架18，支架18的一端安装线性霍尔传感器19并且线性霍尔传感器19靠近动铁芯14，动铁芯14的外表面设有固定卡22，固定卡22上安装有一个与线性霍尔传感器19的位置相对应的永久磁铁21，线性霍尔传感器19的感应区设置在永久磁铁21的N、S极之间，永久磁铁21的N、S极上下设置，在支架18上且位于线性霍尔传感器19的背面安装有一块抗干扰永久磁铁20，抗干扰永久磁铁20的N、S极左右设置，线性霍尔传感器19的型号为SS49E。

振动膜振动信号检测模块5工作原理为：振动膜12的振动强度越大，永久磁铁21的运动幅度越大，永久磁铁21对线性霍尔传感器19的感应越强，则振动膜振动信号检测模块5的输出信号越大。

微处理模块1还含有非易失性数据存储器U2，非易失性数据存储器U2的串行通讯口与单片机的串行通讯口连接；非易失性数据存储器U2的型号为AT24C256；单片机的型号为PIC18F2450。

实施例三：参见图 3、图7，图中编号与实施例一相同的，代表的意义相同，其工作过程也基本相同，相同之处不重述，不同之处是：振动膜振动信号检测模块5含有线性光电耦合器24，线性光电耦合器24内含有发射二极管L2和线性照度传感器U4，发射二极管L2的正极通过电阻R10接单片机U1的电源端，线性照度传感器U4的+端通过电阻R11接单片机U1的电源端，线性照度传感器U4的+端还接单片机U1的模拟信号输入端AN2，碗形底壳11的内壁竖向固定有一个支柱17，支柱17上横向固定有一个支架18，支架18的一端安装线性光电耦合器24并且线性光电耦合器24靠近动铁芯14，动铁芯14的外表面设有固定卡22，固定卡22上安装有一个与线性光电耦合器24的位置相对应的遮光板23，遮光板23竖向设置在线性光电耦合器24的发射二极管L2和线性照度传感器U4之间，线性照度传感器U4型号为on-9658。

振动膜振动信号检测模块5工作原理为：振动膜12的振动强度越大，遮光板23的运动幅度越大，线性照度传感器U4感受的照度越弱，则振动膜振动信号检测模块5的输出信号越大。

机动车喇叭按键K1的一端接机动车电瓶的电源输出负端V-。

实施例四：参见图 4、图5，图中编号与实施例一相同的，代表的意义相同，其工作过程也基本相同，相同之处不重述，不同之处是：含有控制电路的线路板16固定在碗形底壳11的的外部。

实施例五：参见图 1、图8，图中编号与实施例一相同的，代表的意义相同，其工作过程也基本相同，相同之处不重述，不同之处是：机动车喇叭按键K1的一端通过单刀双掷开关K2接机动车电瓶的电源输出正端V+或机动车电瓶的电源输出负端V-。

实际编程时，当机动车喇叭按键K1接机动车电瓶的电源输出正端V+时，可使电喇叭进入环保音发音状态；当机动车喇叭按键K1接机动车电瓶的电源输出负端V-时，可使电喇叭进入正常音发音状态。

以上所述的实施例，只是本发明较优选的具体实施方式的几种，本领域的技术人员在本发明技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本发明的保护范围内。

Claims

1.一种电喇叭动态稳频控制方法，其特征是：首先，以电喇叭上次运行本动态稳频控制方法时储存在单片机或非易失性数据存储器内的电喇叭固有频率值为输出频率，用单片机输出方波信号，该方波信号经功率放大后驱动电喇叭工作，并将检测装置的输出信号输入到单片机的模数转换输入端进行模数转换，检测装置检测电喇叭振动膜的振动强度，然后，通过单片机以0.005~5.0Hz 的调节量一步步增加或一步步减小的方式调节方波信号的频率，同时，通过检测装置检测各个输出频率时电喇叭振动膜的振动强度，根据电喇叭的驱动频率与固有频率越接近，振动膜的振动强度越大，并且谐振峰十分尖锐的特点，进行下面的调节：

2.根据权利要求1所述的电喇叭动态稳频控制方法，其特征是：所述方波信号的频率的调节量优选为0.05~0.5Hz；首次运行本动态稳频控制方法时，单片机或非易失性数据存储器内储存的电喇叭固有频率值由人工预定；所述一步步调节是指一步调节，或分两步调节，或分三步调节，或分四步调节，或分五步调节，或分六步调节，或分七步调节，或分八步调节，或分九步调节，或分十步调节。

3.一种电喇叭智能控制方法，其特征是：包括以下步骤：

a．对单片机的内部参数进行初始化设置；

4.一种电喇叭控制装置，含有碗形底壳、静铁芯、动铁芯、线圈、振动膜、控制电路，振动膜覆盖在碗形底壳的上部，静铁芯固定在碗形底壳内的中间，在静铁芯的上方设有动铁芯，动铁芯与振动膜的中部固定连接，线圈套装在静铁芯和动铁芯的外部，含有控制电路的线路板固定在碗形底壳的内壁上或碗形底壳的外部，其特征是：控制电路含有微处理模块、电源模块、线圈驱动模块、按键输入模块、振动膜振动信号检测模块，微处理模块含有带模数转换功能的单片机，电源模块含有电源转换电路，电源转换电路的输出端接单片机的电源端，按键输入模块与单片机连接，单片机的数字信号输出端O2接线圈驱动模块的输入端，振动膜振动信号检测模块的输出端接单片机的模拟信号输入端AN2。

5. 根据权利要求4所述的电喇叭控制装置，其特征是：所述电源模块还含有电压检测电路，电压检测电路的电压信号输出端接单片机的模拟信号输入端AN1，按键输入模块的输入端接单片机的数字信号输出端O1，按键输入模块的输出端接单片机的数字信号输入端IN1。

6.根据权利要求5所述的电喇叭控制装置，其特征是：所述电源转换电路含有稳压管DW1、二极管D1、电阻R9，电压检测电路含有电阻R1、电阻R2，二极管D1的正极接机动车电瓶的电源输出正端，二极管D1的负极通过电阻R1和电阻R2的串联电路接机动车电瓶的电源输出负端，机动车电瓶的电源输出负端接地，二极管D1的负极还通过电阻R9接稳压管DW1的负极和单片机的电源端，稳压管DW1的正极接地，电阻R1和电阻R2的连接点接单片机的模拟信号输入端AN1；所述按键输入模块含有机动车喇叭按键、稳压管DW2、电阻R3、电阻R4，机动车喇叭按键的一端接机动车电瓶的电源输出正端或机动车电瓶的电源输出负端，机动车喇叭按键的另一端通过电阻R3接单片机的数字信号输入端IN1，单片机的数字信号输入端IN1还通过电阻R4接单片机的数字信号输出端O1，单片机的数字信号输入端IN1还与稳压管DW2的负极连接，稳压管DW2的正极接地；所述线圈驱动模块含有NPN型三极管V1、N沟道型场效应管V2、二极管D3，单片机的数字信号输出端O2通过电阻R5接三极管V1的基极，三极管V1的发射极接地，三极管V1的集电极通过电阻R6接二极管D2的负极，三极管V1的集电极还通过电阻R7接场效应管V2的栅极，场效应管V2的漏极通过线圈接二极管D2的负极，二极管D2的正极接机动车电瓶的电源输出正端，场效应管V2的漏极还接二极管D3的正极，二极管D3的负极通过电阻R8接二极管D2的负极。

7. 根据权利要求6所述的电喇叭控制装置，其特征是：所述机动车喇叭按键的一端通过单刀双掷开关接机动车电瓶的电源输出正端或机动车电瓶的电源输出负端。

8.根据权利要求4所述的电喇叭控制装置，其特征是：所述振动膜振动信号检测模块含有电阻RC、电阻R12，场效应管V2的源极通过电阻R12接单片机的模拟信号输入端AN2，场效应管V2的源极还通过电阻RC接地。

9.根据权利要求4所述的电喇叭控制装置，其特征是：所述振动膜振动信号检测模块含有线性霍尔传感器，线性霍尔传感器的输出端接单片机的模拟信号输入端AN2，场效应管V2的源极接地，碗形底壳的内壁竖向固定有一个支柱，支柱上横向固定有一个支架，支架的一端安装线性霍尔传感器并且线性霍尔传感器靠近动铁芯，动铁芯的外表面设有固定卡，固定卡上安装有一个与线性霍尔传感器的位置相对应的永久磁铁，线性霍尔传感器的感应区设置在永久磁铁的N、S极之间，永久磁铁的N、S极上下设置，在支架上且位于线性霍尔传感器的背面安装有一块抗干扰永久磁铁，抗干扰永久磁铁的N、S极左右设置，线性霍尔传感器的型号为SS49E。

10.根据权利要求4所述的电喇叭控制装置，其特征是：所述振动膜振动信号检测模块含有线性光电耦合器，线性光电耦合器内含有发射二极管和线性照度传感器，发射二极管的正极通过电阻R10接单片机的电源端，线性照度传感器的+端通过电阻R11接单片机的电源端，线性照度传感器的+端还接单片机的模拟信号输入端AN2，碗形底壳的内壁竖向固定有一个支柱，支柱上横向固定有一个支架，支架的一端安装线性光电耦合器并且线性光电耦合器靠近动铁芯，动铁芯的外表面设有固定卡，固定卡上安装有一个与线性光电耦合器的位置相对应的遮光板，遮光板竖向设置在线性光电耦合器的发射二极管和线性照度传感器之间，线性照度传感器型号为on-9658。

11.根据权利要求4所述的电喇叭控制装置，其特征是：所述微处理模块还含有非易失性数据存储器，非易失性数据存储器的串行通讯口与单片机的串行通讯口连接；非易失性数据存储器的型号为AT24C256；单片机的型号为PIC18F2450。

12.根据权利要求4或5或6所述的电喇叭控制装置，其特征是：所述单片机内部含有非易失性数据存储单元，单片机的型号为PIC18F1230。