專利名稱：微機(jī)控制無線遙控語音教學(xué)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及計算機(jī)控制，屬單片機(jī)在無線遙控語音教學(xué)裝置上的應(yīng)用。
現(xiàn)有的用于學(xué)校電化教學(xué)的語音教學(xué)裝置，主要是有線語音教學(xué)系統(tǒng)，中國實用新型專利ZL98246081.3，提供了一種新穎的無線遙控語音教學(xué)裝置，它克服了現(xiàn)有有線系統(tǒng)需要專用電化教室、課桌、和大量布線等缺陷，但仍有不足，因其控制部分采用的是一般數(shù)字邏輯電路，缺少智能化，控制電路不先進(jìn)，且制作成本高。
本實用新型之發(fā)明目的，是在中國實用新型專利ZL98246081.3無線遙控語音教學(xué)裝置的基礎(chǔ)上加以改進(jìn)，采用先進(jìn)的數(shù)字電子計算機(jī)控制，提供一種新型微機(jī)控制無線遙控語音教學(xué)裝置。
本實用新型之內(nèi)容是，電化教學(xué)用微機(jī)控制無線遙控語音教學(xué)裝置，包括一個授課用的主控臺，多個學(xué)習(xí)用的學(xué)習(xí)機(jī)，及控制電路；主控臺由只少一套節(jié)目信號發(fā)射電路，一套控制信號發(fā)射電路，和一套信號接收電路組成；學(xué)習(xí)機(jī)由只少一套節(jié)目信號接收電路，一套控制信號接收電路，和一套信號發(fā)射電路組成，其特征是，所述控制電路為微型數(shù)字電子計算機(jī)，及相關(guān)電子開關(guān)和輸入、顯示裝置。
所述微型數(shù)字電子計算機(jī)是指單片機(jī)，主控臺單片機(jī)IC1之P1口，其P14、P15、P16、P17口線分別接電子開關(guān)K1、K2和K3、K4、K5之控制端(K2、K3控制端相并接)，其P13、P12、P11、P10口線分別接鍵盤矩陣之行線，其P0口之P03、P02、P01、P00口線分別接鍵盤矩陣之列線，P2口之P20-P27八個口線分別接發(fā)光數(shù)碼管LED之陽極(a、b、c、d、e、f、g、dp)，P00、P01分別接發(fā)光數(shù)碼管LED個位、十位之陰極，P04、P05、P06、P07分別接指示燈VD2、VD3、VD4、VD5負(fù)極，TXD口線接發(fā)射電路F2之輸入端，RXD口線接接收電路JS之輸出端；學(xué)習(xí)機(jī)單片機(jī)IC2之P3口，其P30、P32、P34、P35口線分別接電子開關(guān)K1、K2、K3、K4之控制端，P31(TXD)口線接開關(guān)K3信號端，接收電路JS2之?dāng)?shù)字信號輸出端接P1口之P10，P1口之P15接按鍵AN，P14、P13分別接指示燈VD1、VD2負(fù)極，接收電路JS1之音頻信號輸出端通過電容C1接開關(guān)K1信號端，接收電路JS2音頻信號輸出端通過電容C2接開關(guān)K2信號端，K1、K2信號端并接接電位器W。
本實用新型由于采用了單片機(jī)控制，使電路簡化成本低，智能化控制水平高，功能多而性能穩(wěn)定。
關(guān)于附圖
附圖一 本實用新型之主控臺電原理圖附圖二 本實用新型之學(xué)習(xí)機(jī)電原理圖以下詳述電路構(gòu)造及控制原理本發(fā)明是在ZL98246081.3基礎(chǔ)上的再發(fā)明，其主控臺及學(xué)習(xí)機(jī)電路構(gòu)造和工作原理同上專利，本發(fā)明的發(fā)明點在微機(jī)控制，主機(jī)(主控臺)的功能，(1)是通過節(jié)目信號發(fā)射電路F1(主信道)向全體學(xué)生播放節(jié)目，(2)是通過控制信號發(fā)射電路F2(副信道)向個別學(xué)生發(fā)出呼叫信號同個別學(xué)生通話，及監(jiān)聽個別學(xué)生口語時發(fā)出呼叫編碼，(3)通過接收電路JS收聽通話和監(jiān)聽口語，以及接收個別學(xué)生請求信號(學(xué)生特征碼)；副機(jī)(學(xué)習(xí)機(jī))的功能，(1)是通過第一接收電路JS1(主接收電路)接收主機(jī)主信道信號，(2)通過第二接收電路JS2(副接收電路)接收教師通話，及主機(jī)呼叫編碼，(3)通過發(fā)射電路F隨時呼叫主機(jī)，發(fā)出學(xué)生特征碼。
硬件電路主機(jī)采用與MCS-51八位單片機(jī)同系列產(chǎn)品GMS97L52，40腳雙列直插式芯片，8K ROM，256B RAM，4個8位I/O口，32條I/O線，P1口之P10-P13設(shè)置為輸入，作鍵盤矩陣行線，輸入行值，P14-P17設(shè)置為輸出，接電子開關(guān)K1、K2K3、K4、K5的控制端，高電位有效，P0口之P00-P03設(shè)置為輸出，作鍵盤矩陣列線，輸出列掃描控制信號，P00、P01分時復(fù)用，掃描鍵盤時輸出列掃描控制信號，顯示時輸出數(shù)碼管LED的位控信號，P2口八口線全部設(shè)置為輸出，作為數(shù)碼管LED段控線，P20-P27分別接數(shù)碼管LED八個發(fā)光二極管的陽極a、b、c、d、e、f、g、dp，；P04-P07分別接發(fā)光二極管VD2、VD3、VD4、VD5負(fù)極，置0時指示燈亮，與功能鍵相對應(yīng)；學(xué)生特征碼(學(xué)習(xí)機(jī)編碼)由行列式矩陣鍵盤產(chǎn)生，有W0、W1、W2、W3、W4、W5、W6、W7、W8、W9十個鍵，每鍵之編碼為行值+列值，如05號學(xué)生(即05號副機(jī))特征碼，0號鍵按下，其行值為0010，列值為1011，加起來為00101011，即2BH，占一個字節(jié)，5號鍵按下，其鍵值為01000111，即47H，所以05號(即5號)學(xué)生特征碼為2BH，47H，占兩個字節(jié)，可放在內(nèi)存兩個單元中，七段數(shù)碼管顯示05時，當(dāng)P20-P26輸出為11111100，即FCH，且先掃描P01為低電位時，十位顯示0，當(dāng)P20-P26輸出為10110110，即B6H，同時掃描P00為低電位，則顯示個位5，(P27總為0，小數(shù)點不亮)，盡管十位個位是先后顯示，但看起來是同時顯示，顯示值與特征碼鍵值是一一對應(yīng)的，按05號鍵，緊接下一條輸出指令，就輸出段控碼(字形碼)FCH，B6H，兩個字節(jié)，特征碼和相應(yīng)字形碼共4個字節(jié)，順序存放在4個內(nèi)存單元里，因為由鍵盤行值和列值構(gòu)成的特征碼是無規(guī)律的，并非順序排列，所以在特征碼后面應(yīng)緊接著存字形碼，找到特征碼就找到了字形碼，接著就可輸出字形碼，特征碼是為呼叫發(fā)射用，將其調(diào)制到高頻載波上發(fā)射出去，字形碼是為顯示特征碼用，如何在按下特征碼鍵時，準(zhǔn)確尋址到相應(yīng)的特征碼存儲單元，在機(jī)器內(nèi)是通過異或邏輯運算完成的，按下鍵后，將特征碼兩字節(jié)立即數(shù)送寄存器對HL，然后從內(nèi)存緩沖區(qū)D0H開始取一個字節(jié)及寄存器對HL的第一個字節(jié)送算術(shù)邏輯運算器ALU進(jìn)行異或判斷，之后PC+1，取第二個字節(jié)進(jìn)行判斷，若結(jié)果為零，則找到，不為零，則PC+4(因間隔有兩個字節(jié)的字形碼)，取下一個特征碼進(jìn)行比較，直到找到，接著進(jìn)行調(diào)制發(fā)射和輸出字形碼顯示特征碼；05號后是06號特征碼和字形碼4個存儲單元，如此順序按排，若有40個學(xué)生(即40個副機(jī))，就需存儲40個學(xué)生的特征碼和字形碼，共需160個存儲單元，需在內(nèi)存開辟一個從30H-D0H的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，單片機(jī)IC1內(nèi)存為256B，足夠用；WA、WB、WC、WE、WF為功能鍵(中斷源)，為了把它們放在同一個鍵盤上，也使用了行列線值，這樣程序就不可能通過直接掃描監(jiān)視它們是否按下而找到相應(yīng)子程序入口，于是采用了尋址特征碼同樣的辦法，為它們單獨安排了十個內(nèi)存單元，00H-09H，一個鍵碼單元跟一個內(nèi)容為功能子程序入口地址的單元(因功能鍵碼為一個字節(jié))，當(dāng)有鍵按下時，通過邏輯判斷，找到相應(yīng)值，便間接找到了相應(yīng)功能子程序入口地址；TAD口線接發(fā)射電路F2輸入端，呼叫時串行輸出副機(jī)特征碼，RXD口線接接收電路JS輸出端，可串行接收學(xué)生發(fā)來的該學(xué)生的呼叫特征碼，RST為復(fù)位端，接一RC電路，R接地，C接Vcc。為了提高驅(qū)動能力，P1和P2口均接有緩沖器IC2、IC3、IC4，P00-P03接有反相器IC5，除反相外亦起緩沖器作用，矩陣行線通過電阻RZ接地，鍵未按下時行線輸入為0，鍵按下輸入為1；各口及口線其作為輸入、輸出，是通過初始化編程確定的。
副機(jī)(學(xué)習(xí)機(jī))IC2(主機(jī)、副機(jī)其元器件除單片機(jī)按順序IC1、IC2編號外，其余均各自獨立編號)采用八位單片機(jī)AT89C2051，20腳雙列直插芯片，2K ROM，128B RAM，P1、P3口共15條I/O線，P36內(nèi)置為片內(nèi)比較器輸出端，P30、P32、P34、P35通過緩沖器分別接電子開關(guān)K1、K2、K3、K4，P31口(TXD)通過開關(guān)K3接發(fā)射電路F輸入端，當(dāng)開關(guān)K3導(dǎo)通時，本副機(jī)特征碼由TXD口串行輸出發(fā)射出去；當(dāng)接收電路JS2接收到數(shù)字編碼信號時，便輸入到P10口線，進(jìn)入內(nèi)部比較器整形，呼叫按鍵AN作為呼叫中斷請求接P15，P14、P15分別接發(fā)光二極管負(fù)極，作指示燈用，RST為復(fù)位端；開辟2個內(nèi)存單元存放本機(jī)特征碼，另指定一寄存器作計數(shù)器用(主機(jī)也如此)，接收或發(fā)射時用作計數(shù)，接收一位或發(fā)射一位作減1操作，減為0時，表示接收或發(fā)射結(jié)束。
控制過程(1)開機(jī)授課主機(jī)上電，進(jìn)行初始化，按順序?qū)?0個(假如)副機(jī)的特征碼和字形碼，4個一組連續(xù)存入內(nèi)存30H-D0H數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，WA、WB、WC、WE、WF、5個鍵碼和相應(yīng)子程序入口地址碼，存入00H-09H單元，5個鍵分別為呼叫、監(jiān)聽、復(fù)位、巡檢、轉(zhuǎn)發(fā)，指示燈VD2、VD3、VD4、VD5分別指示呼叫、監(jiān)聽、巡檢、轉(zhuǎn)發(fā)，上電指示燈(亦即復(fù)位指示燈)VD1其負(fù)端接P15口，P07-P00置11111111，無掃描控制信號，指示燈不亮，P27-P20無輸出，不顯示，P13-P10無輸入，P17、P16、P15、P14為0010，(P15置1等于按下工作啟動開關(guān))，使電子開關(guān)K2、K3導(dǎo)通，指示燈VD1亮，話筒或錄音機(jī)通過發(fā)射電路F1發(fā)射授課節(jié)目信號，即系統(tǒng)進(jìn)入主信道工作狀態(tài)，同時，K3導(dǎo)通，可由耳機(jī)監(jiān)聽授課語音情況；之后程序不停地掃描鍵盤，監(jiān)視P13-P10狀態(tài)，即監(jiān)視是否由功能鍵按下，如有功能鍵按下，則轉(zhuǎn)去執(zhí)行功能子程序。
副機(jī)上電，先初始化，將本副機(jī)特征碼置入內(nèi)存30H、31H兩單元，P30、P32、P33、P34、P35置位10000，開關(guān)K1導(dǎo)通，學(xué)生通過接收電路JS1接收主信道授課信號，此時P14為0，指示燈VD1亮，為正常授課收聽狀態(tài)；P33接發(fā)射電路F之電源控制三極管BG之基極，此時不工作(只有當(dāng)P33為1時，經(jīng)反相為負(fù)，三極管才導(dǎo)通，發(fā)射電路才工作)；P10接接收電路JS2數(shù)字信號輸出端，上電進(jìn)入正常收聽后，程序不斷掃描監(jiān)視P10狀態(tài)。(2)主機(jī)呼叫主機(jī)，欲呼叫5號副機(jī)，則先按WA呼叫鍵，再按W0、W5編碼鍵(即05號)，程序先判斷找到呼叫子程序地址，并轉(zhuǎn)去執(zhí)行，其中嵌套顯示子程序，顯示05，呼叫指示燈VD2亮，P14、P15、P16、P17為1001，K1、K5導(dǎo)通，K2、K3、K4關(guān)斷，05號特征編碼通過發(fā)射電路F2發(fā)射出去，同時與05號的通話也由F2發(fā)射，05號學(xué)生與教師的對話由接收電路JS接收，經(jīng)K5-功放電路-耳機(jī)收聽，如此實現(xiàn)教師與學(xué)生的雙向通話。
副機(jī)接收到呼叫信號，由接收電路JS2輸入P10，認(rèn)定編碼后，進(jìn)入接收呼叫子程序，使K1關(guān)斷K2導(dǎo)通，教師的通話經(jīng)C2-K2-W-功放電路-耳機(jī)收聽，又K3關(guān)斷K4導(dǎo)通，且P33為1，發(fā)射電路F得電工作，學(xué)生的回答便通過K4和發(fā)射電路發(fā)射出去。
呼叫過程，主機(jī)的錄音機(jī)等音源信號一直由主信道F1發(fā)射，供全體學(xué)生收聽，教師只是呼叫個別學(xué)生同其對話，不影響其它學(xué)生收聽。(3)主機(jī)監(jiān)聽主機(jī)可監(jiān)聽任一學(xué)生的口語發(fā)音，而學(xué)生感覺不到教師在監(jiān)聽。主機(jī)先按WB鍵，再按欲監(jiān)聽的學(xué)生特征碼鍵，指示燈VD3亮，此時，K1關(guān)斷，K2K3導(dǎo)通，K4關(guān)斷，K5導(dǎo)通，學(xué)生編碼由發(fā)射電路F2發(fā)射，教師插話由發(fā)射電路F1發(fā)射(插在節(jié)目信號中發(fā)射)，通過接收電路JS監(jiān)聽該學(xué)生的語音。
副機(jī)接收到編碼信號，判認(rèn)是本機(jī)特征碼的副機(jī)，將使K2關(guān)斷，K1導(dǎo)通，不影響該學(xué)生接收主信道節(jié)目，發(fā)射電路不工作。(4)主機(jī)巡檢主機(jī)巡檢是查找提問題的學(xué)生(查找呼叫副機(jī))，本系統(tǒng)設(shè)計副機(jī)呼叫是被動的，即要提問題的學(xué)生按下呼叫鍵AN，并不能即時將編碼發(fā)射出去，而是處于等待狀態(tài)，等到主機(jī)巡檢時，才將其編碼發(fā)射出；主機(jī)巡檢可按順序，亦可隨機(jī)發(fā)射編碼。先按WE鍵，再按編碼鍵，指示燈VD4亮，K2、K3導(dǎo)通，主信道正常工作，編碼信號由發(fā)射電路F2發(fā)送，同時顯示編碼，如果接收到該編碼的副機(jī)恰好是已按下呼叫鍵AN，則將自動發(fā)回編碼信號，使主機(jī)重新顯示該編碼，此時巡檢停止，指示燈熄滅，這時，主機(jī)應(yīng)再按呼叫鍵及該副機(jī)編碼，使其處于主機(jī)呼叫過程，便同該學(xué)生建立起了雙向通話；若發(fā)送出的巡檢編碼，該編碼副機(jī)并未按呼叫鍵AN，那么將不發(fā)回編碼信號(無應(yīng)答信號)，主機(jī)顯示的巡檢編碼熄滅將不再點亮；于是主機(jī)就繼續(xù)巡檢其它編碼副機(jī)。學(xué)生欲提問題呼叫主機(jī)，就按呼叫鍵AN，進(jìn)入副機(jī)呼叫子程序，使K1導(dǎo)通，K2關(guān)斷，接收主信道信號；K3導(dǎo)通，K4關(guān)斷，為TXD口輸出本機(jī)編碼作好準(zhǔn)備，程序使P10口選通，處于等待主機(jī)巡檢狀態(tài)，當(dāng)主機(jī)巡檢到該副機(jī)，由JS2接收到的編碼信號輸入P10口，進(jìn)入內(nèi)部比較器整形，并與本機(jī)內(nèi)存單元中的特征碼進(jìn)行比較，相同，則指示燈VD2亮，且令P33置1，使三極管BG導(dǎo)通，本機(jī)編碼便通過F發(fā)送出去，主機(jī)接收到編碼信號(應(yīng)答信號)，即顯示編碼，說明已查找到呼叫副機(jī)，于是，主機(jī)便按WA鍵(呼叫鍵)，再按該副機(jī)編碼鍵，與該學(xué)生進(jìn)入雙向通話。(5)轉(zhuǎn)發(fā)示范本功能是將某個學(xué)生的語音轉(zhuǎn)發(fā)給全體學(xué)生收聽，它是在呼叫、監(jiān)聽、巡檢過程進(jìn)行的，上述過程中，已與個別學(xué)生建立起了信號聯(lián)系，當(dāng)收聽到某個學(xué)生適合示范時，主機(jī)便按轉(zhuǎn)發(fā)鍵WF(不必再按編碼鍵)，指示燈VD5亮，程序使K1、K4、K5導(dǎo)通，K2、K3關(guān)斷，主機(jī)JS接收到信號，一路通過K5-功放電路-耳機(jī)監(jiān)聽，一路通過K5-K4-發(fā)射電路F1(主信道)發(fā)送出去，供全體學(xué)生收聽，起示范作用，軟件中是在呼叫、監(jiān)聽、巡檢子程序中嵌套轉(zhuǎn)發(fā)子程序。(6)復(fù)位本功能適用于呼叫、監(jiān)聽、巡檢(含轉(zhuǎn)發(fā))過程中，使主機(jī)和建立了聯(lián)系的副機(jī)復(fù)位，即均恢復(fù)到上電初發(fā)射和接收主信道狀態(tài)；上述過程結(jié)束時，主機(jī)按復(fù)位鍵WC，主機(jī)復(fù)位，同時向副機(jī)發(fā)出復(fù)位編碼信號，使副機(jī)復(fù)位。
權(quán)利要求1.電化教學(xué)用微機(jī)控制無線遙控語音教學(xué)裝置，包括一個授課用的主控臺，多個學(xué)習(xí)用的學(xué)習(xí)機(jī)，以及相關(guān)控制電路，主控臺由只少一套節(jié)目信號發(fā)射電路，一套控制信號發(fā)射電路，和一套信號接收電路組成；學(xué)習(xí)機(jī)由只少一套節(jié)目信號接收電路，一套控制信號接收電路，和一套信號發(fā)射電路組成，其特征是，所述控制電路為微型數(shù)字電子計算機(jī)，及相關(guān)電子開關(guān)和輸入、顯示裝置，主控臺單片機(jī)IC1之P1口，其P14、P15、P16、P17口線分別接電子開關(guān)K1、K2和K3、K4、K5之控制端(K2、K3控制端相并接)，其P13、P12、P11、P10口線分別接鍵盤矩陣之行線，其P0口之P03、P02、P01、P00口線分別接鍵盤矩陣之列線，P2口之P20-P27八個口線分別接發(fā)光數(shù)碼管LED之陽極(a、b、c、d、e、f、g、dp)，P00、P01分別接發(fā)光數(shù)碼管LED個位、十位之陰極，P04、P05、P06、P07分別接指示燈VD2、VD3、VD4、VD5負(fù)極，TXD口線接發(fā)射電路F2之輸入端，RXD口線接接收電路JS之輸出端；學(xué)習(xí)機(jī)單片機(jī)IC2之P3口，其P30、P32、P34、P35口線分別接電子開關(guān)K1、K2、K3、K4之控制端，P31(TXD)口線接開關(guān)K3信號端，接收電路JS2之?dāng)?shù)字信號輸出端接P1口之P10，P1口之P15接按鍵AN，P14、P13分別接指示燈VD1、VD2負(fù)極，接收電路JS1之音頻信號輸出端通過電容C1接開關(guān)K1信號端，接收電路JS2音頻信號輸出端通過電容C2接開關(guān)K2信號端，K1、K2信號端并接接電位器W。
專利摘要電化教學(xué)用微機(jī)控制無線遙控語音教學(xué)裝置,包括一個授課用的主控臺,多個學(xué)習(xí)用的學(xué)習(xí)機(jī),以及相關(guān)控制電路,主控臺由只少一套節(jié)目信號發(fā)射電路,一套控制信號發(fā)射電路,和一套信號接收電路組成;學(xué)習(xí)機(jī)由只少一套節(jié)目信號接收電路,一套控制信號接收電路,和一套信號發(fā)射電路組成,控制電路為微型數(shù)字電子計算機(jī),及相關(guān)電子開關(guān)和輸入、顯示裝置;實施例使用八位單片機(jī),行列式矩陣鍵盤輸入,LED發(fā)光數(shù)碼管顯示,控制電路先進(jìn),穩(wěn)定可靠,制作成本低。
文檔編號G09B5/08GK2494541SQ0122173
公開日2002年6月5日 申請日期2001年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2001年4月23日
發(fā)明者陸占平 申請人:陸占平