CN212084404U

CN212084404U - 一种电子发声读物

Info

Publication number: CN212084404U
Application number: CN202020016830.4U
Authority: CN
Inventors: 邓英
Original assignee: Shenzhen Tongerle Culture Technology Co ltd
Current assignee: Shenzhen Tongerle Culture Technology Co ltd
Priority date: 2020-01-06
Filing date: 2020-01-06
Publication date: 2020-12-04
Anticipated expiration: 2030-01-06

Abstract

本实用新型公开了一种电子发声读物，包括底座内的电路板上设置由主控单片微计算机U1为主构成的控制系统，点读单元的电路连接到每一页的页码点击开关和各个图标点击开关，U1的一组引脚连接显示屏输出插口，所述显示屏输出插口用于连接显示单元，语音单元的语音芯片U2的MICP和MICN引脚连接麦克风，HPOL和HPOR引脚连接耳机，电池充电单元监控BAT的输出电压。本实用新型采用STM32系列32位微处理器，用12位ADC引脚实现点读键盘，本实用新型具有耳机扬声器切换、复读、语音识别和智能充电功能，TFT显示屏具有触摸按钮功能，音量控制按钮有最大音量限制，避免损伤幼儿听力。

Description

一种电子发声读物

技术领域

本实用新型涉及电子发声读物领域，尤其涉及一种采用STM32微处理器控制的电子发声读物。

背景技术

随着电子发声读物的普及，越来越多的家长都给幼儿购买了电子发声读物以启发幼儿看图识字发声的能力。

现有技术的电子发声读物功能比较单一，不具备耳机扬声器切换、复读、语音识别和智能充电功能，在使用中，造成许多不便。

为了进一步提高耳机扬声器切换、复读、语音识别和智能充电功能，必须进行新的设计。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提出一种具有耳机扬声器切换、复读、语音识别和智能充电功能的电子发声读物及点读的方法。

为达到目的，本实用新型采用以下技术方案：

设计制造一种电子发声读物，包括：底座内的电路板上设置由主控单片微计算机U1为主构成的控制系统，U1连接下载单元、外存储单元、显示单元、语音单元、点读单元，电池充电单元、检测耳机插入单元、电池管理单元；其中点读单元的电路连接到每一页的页码点击开关和各个图标点击开关， U1的一组引脚连接显示屏输出插口，所述显示屏输出插口用于连接显示单元，语音单元的语音芯片U2的MICP和MICN引脚连接麦克风，U2的SPOP和SPON引脚连接扬声器，U2的HPOL和HPOR引脚连接耳机，电池充电单元的充电芯片的第五脚连接电池BAT，同时也从该引脚出连接主控单片微计算机U1的电池监控引脚，监控BAT的输出电压。

电池充电单元中设置一电池开关，由场效应晶体管构成，它的栅极连接主控单片微计算机U1的一个引脚，由该引脚确定场效应晶体管的导通和关断；U1另一个内部有ADC功能的引脚连接电池BAT的正极，检测电池输出电压的高低，在电池输出电压低于第二阈值时，关断电池输出。

所述主控单片微计算机U1的一个引脚与电阻Rh连接后，再连接U2的HPOL，当耳机没有接入时，U1的该引脚输入高电平；耳机插入后，U1的该引脚通过耳机线圈接地，主控单片微计算机U1控制断开扬声器，接通耳机。

所述点读单元的页码点击开关Dy1～Dy16连接的U1的两个引脚都具有ADC功能，一个引脚连接Dy1～Dy8，在电阻R11 ～R18与R1的不同连接中，其连接点电位亦不同，对其进行ADC转换后，根据转换结果数据查询程序中设立的表格，找到对应的页码1～8；另一个连接Dy9～Dy16，在电阻R21 ～R28与R2的不同连接中，其连接点电位亦不同，对其进行ADC转换后，根据转换结果数据查询程序中设立的表格，找到对应的页码9～16；

所述图标点击开关An1～An48连接的U1的8个引脚具有ADC功能，在电阻R31 ～R36与R41～R48的不同连接中，其连接点电位亦不同，对其进行ADC转换后，根据转换结果数据查询程序中设立的表格，找到对应的图号1～48；

所述页码1～16和图号1～48组成检索码。

本实用新型的有益效果是：采用高速、节能、功能强大的STM32系列32位微处理器，在点读设计中利用12位ADC引脚的精密转换，实现占用资源少，分辨率高，可以实现16页电子发声读物的点读，如需扩展可以增加识别引脚；每页电子发声读物可以设计48个图标供点读，本实用新型具有耳机扬声器切换、复读、语音识别和智能充电功能，TFT显示屏具有触摸按钮功能，音量控制按钮有最大音量限制，避免损伤幼儿听力。

附图说明

图1是本实用新型电子发声读物所涉及的电子发声读物的立体示意图；

图2是本实用新型电子发声读物所涉及的电子发声读物右视图方向的示意图，主要展示底座右侧各种操作部件，其中有显示单元13的插口，该显示单元的TFT显示屏具有触摸按钮功能，可以将音量控制按钮在此设置，音量控制具有最大音量限制，避免损伤幼儿听力；

图3是本实用新型电子发声读物所涉及的电子发声读物主视图方向示意图，主要展示底座主视方向各种操作部件；

图4是本实用新型电子发声读物所涉及的主控单片微计算机U1的电路图，也等于是其构成的控制系统的方框图；

图5是本实用新型电子发声读物所涉及的语音单元14的示意图；

图6是本实用新型电子发声读物所涉及的点读单元15的示意图；

图7是本实用新型电子发声读物所涉及的电池充电单元16的示意图。

具体实施方式

下面结合附图并通过最佳实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

如图1～图7所示,实施一种最佳实施方式的电子发声读物，所述电子发声读物1包括：底座内的电路板上设置由主控单片微计算机U1为主构成的控制系统，U1连接下载单元11、外存储单元12、显示单元13、语音单元14、点读单元15，电池充电单元16、检测耳机插入单元17、电池管理单元；其中点读单元15的电路连接到每一页的页码点击开关和各个图标点击开关， U1的一组引脚连接显示屏输出插口8，所述显示屏输出插口8用于连接显示单元13，语音单元14的语音芯片U2的MICP和MICN引脚连接MIC，U2的SPOP和SPON引脚连接扬声器2，U2的HPOL和HPOR引脚连接耳机3，电池充电单元16的充电芯片U4的第五脚连接电池BAT，同时也从该引脚出连接主控单片微计算机U1的电池监控引脚，监控BAT的输出电压。

电池充电单元16中设置一电池开关19，由晶体管Q11构成，Q11的栅极连接主控单片微计算机U1的一个引脚，由该引脚确定Q11的导通和关断；U1另一个内部有ADC功能的引脚PB-1连接电池BAT的正极，检测电池输出电压的高低，在电池输出电压低于第二阈值时，关断电池输出。

所述主控单片微计算机U1的一个引脚与电阻Rh连接后，再连接U2的HPOL，当耳机3没有接入时，U1的该引脚输入高电平；耳机3插入后，U1的该引脚通过耳机线圈接地，主控单片微计算机U1控制断开扬声器2，接通耳机3。

所述点读单元15的页码点击开关Dy1～Dy16连接的U1的两个引脚都具有ADC功能，一个引脚连接Dy1～Dy8，在电阻R11 ～R18与R1的不同连接中，其连接点电位亦不同，对其进行ADC转换后，根据转换结果数据查询程序中设立的表格，找到对应的页码1～8；另一个连接Dy9～Dy16，在电阻R21 ～R28与R2的不同连接中，其连接点电位亦不同，对其进行ADC转换后，根据转换结果数据查询程序中设立的表格，找到对应的页码9～16；

所述页码1～16和图号1～48组成检索码。

如图4所示，STM32F103ZET为144个引脚，内嵌3个12位的模拟/数字转换器，每个转换器共用多达21个外部ADC通道。STM32F103ZET最高工作频率72MHz， 2.0～3.6V的电源供电和I/O接口的驱动电压。多达112个的快速I/O端口可供设置选用，多达13个通信接口可供设置选用。

如图5所示，LD3320 采用QFN48 封装，使用时往往将其制作成40脚模块方便插入到其他PCB电路板上，该芯片具有扬声器和耳机音量调节功能，在本实用新型中没有示出，在设计具体产品时，应考虑一种保护型的从低音量起步的，可以限制音量的音量调节机构，以免对幼儿的听力造成损伤，例如在TFT显示屏上设置音量触摸控制按钮，音量控制具有最大音量限制，避免损伤幼儿听力。

如图6所示，本最佳实施例所示的10个U1的引脚都具有ADC功能，他们构成点读键盘，由于STM32F103ZET具有ADC功能的引脚还有许多闲置未用，所以，点读键盘还可以扩展。

如图7所示，U4选用TC4056，其充电电流可达1A，场效应晶体管Q11导通时的RSD导通电阻仅为几十毫欧姆，压降很小，又由于本实用新型的电子发声读物电流不大，因此场效应晶体管发热量很小。

本实用新型的工作原理为:

在主控单片微计算机U1的程序储存器中已经装载页码点击程序模块、图标点击程序模块、根据图号发声程序模块、根据图号调用视频程序模块、读者发声捕获程序模块、读者发声重放程序模块、耳机扬声器切换程序模块、读者发声评判程序模块、电池电量监控显示程序模块和电池报警程序模块，所述各个程序模块的指令适于由主控处理器加载并执行；

当读者打开电子发声读物1之后，用点击笔点击页码点击开关，继而用点击笔点击图标点击开关，页码点击程序模块根据页码ADC电路所得到的ADC数值，判定出当前页码，图标点击程序模块根据图标ADC电路所得到的ADC数值，判定出当前图标，将页码和图标码组成一个两字节的检索码；

接下来，根据图号发声程序模块、根据图号调用视频程序模块根据检索码从外存储单元12将语音数据和视频数据分别传输到语音单元14和显示单元13进行播放；

在整个点读过程中，电池监控引脚PB-1始终监控电池BAT的端电压，电池电量监控显示程序模块实时将电池电压引入电池监控引脚进行ADC转换，并在程序中设定两个阈值，当得到的ADC数值等于或低于第一阈值时，电池电量监控显示程序模块驱动电池电量显示条43闪烁并使电池报警蜂鸣器发出提示音，当得到的ADC数值等于或低于第二阈值时，电池电量监控显示程序模块驱动电池开关19，关闭电源。

上述的工作原理中，根据图号调用视频程序模块在调用视频数据之前，已经检测显示屏输出插口8处是否有TFT显示屏插入，如果没有TFT显示屏插入，则不进行显示。

上述的工作原理中，根据图号发声程序模块将语音数据传输到语音单元14进行播放之后，在等待下一次点读过程中，读者发声捕获程序模块将录入读者复读的语音，存储在外存储单元12的暂存区之中，读者按动复读按钮7之后，读者发声重放程序模块驱动语音单元14发声。

上述的工作原理中，读者按动复读按钮7，读者发声重放程序模块驱动语音单元14发声之后，读者发声评判程序模块给出评判结果，鼓励读者。

上述的工作原理中，点读单元15的电路连接到每一页的页码点击开关和各个图标点击开关，是将U1连接页码点击开关Dy1～Dy16的两根引线制备到各页，然后连接U1的两输入引脚，这两个引脚内部具有ADC功能；

同时，U1连接图标点击开关An1～An48的8根引线制备到各页，然后连接U1的8个输入引脚，这8个引脚内部具有ADC功能。

上述的工作原理中，所述Dy1～Dy16连接的U1的两个引脚，一个连接Dy1～Dy8，在电阻R11 ～R18与R1的不同连接中，其连接点电位亦不同，页码点击程序模块对其进行ADC转换后，根据转换结果数据查询程序中设立的表格，找到对应的页码1～8；另一个连接Dy9～Dy16，在电阻R21 ～R28与R2的不同连接中，其连接点电位亦不同，页码点击程序模块对其进行ADC转换后，根据转换结果数据查询程序中设立的表格，找到对应的页码9～16；

上述的工作原理中，所述An1～An48连接的U1的8个引脚，在电阻R31 ～R36与R41～R48的不同连接中，其连接点电位亦不同，图标点击程序模块对其进行ADC转换后，根据转换结果数据查询程序中设立的表格，找到对应的图号1～48。

以上内容仅为本实用新型的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式和应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims

1.一种电子发声读物，其特征在于，所述电子发声读物（1）包括：底座内的电路板上设置由主控单片微计算机U1为主构成的控制系统，U1连接下载单元（11）、外存储单元（12）、显示单元（13）、语音单元（14）、点读单元（15），电池充电单元（16）、检测耳机插入单元（17）、电池管理单元；其中点读单元（15）的电路连接到每一页的页码点击开关和各个图标点击开关， U1的一组引脚连接显示屏输出插口（8），所述显示屏输出插口（8）用于连接显示单元（13），语音单元（14）的语音芯片U2的MICP和MICN引脚连接麦克风（9），U2的SPOP和SPON引脚连接扬声器（2），U2的HPOL和HPOR引脚连接耳机（3），电池充电单元（16）的充电芯片U4的第五脚连接电池BAT，同时也从该引脚出连接主控单片微计算机U1的电池监控引脚，监控BAT的输出电压。

2.根据权利要求1所述的电子发声读物，其特征在于，

电池充电单元（16）中设置一电池开关（19），由晶体管Q11构成，Q11的栅极连接主控单片微计算机U1的一个引脚，由该引脚确定Q11的导通和关断；U1另一个内部有ADC功能的引脚连接电池BAT的正极，检测电池输出电压的高低，在电池输出电压低于第二阈值时，关断电池输出。

3.根据权利要求1所述的电子发声读物，其特征在于，所述主控单片微计算机U1的一个引脚与电阻Rh连接后，再连接U2的HPOL，当耳机（3）没有接入时，U1的该引脚输入高电平；耳机（3）插入后，U1的该引脚通过耳机线圈接地，主控单片微计算机U1控制断开扬声器（2），接通耳机（3）。