专利名称：微机程控军号音发生器的制作方法
技术领域：
本实用新型公开了一种可以自动发出各种军号音频信号的微机程控军号音发生器，属自动控制技术。
目前，解放军及武警及许多其他单位都用军号报时。最早是由人按规定时间直接吹奏军号，后来改成将军号号音灌制成唱片或录音磁带上，再经扩音机播放，采用以上办法的都不可避免地产生各种各样的时间上或号音内容上的失误。为了解决这些问题，而后又产生了程控定时军号发生器。中国专利公开的采用单板机的程控定时军号发生器(专利号CN 86 207368U)在克服上述缺点的基础上有所改进，但仍存在以下缺点一、结构复杂；二、号音音质仍需要改进；三、功耗大，不易实现交流断电后系统仍维持正常工作和数据保持；四、由于采用外时钟基准，在播号时，实时时钟停止计时，待播号后用程序补偿这段误差，造成播号时时钟不显示及计时误差大的缺点，也影响了定时播号的准确性。五、由于采用外接RC定时器控制播号持续时间，不能灵活改变奏号遍数，无法满足不同号音需要奏不同遍数的要求。六、系统抗干扰及可靠性需要改进。七、使用操作不方便。如各种数据均在单板机键盘上以机器码的形式输入，不够直观且比较繁琐。八、功能过于单一，如没有定时控制播放广播节目或其他音响的功能。
本实用新型的发明目的是提供一种构造简单、音色圆美、功耗低数据易于保持、控时准确、抗干扰可连续多次反复奏号数遍的微机程控军号音发生嚣。
附
图1是本实用新型的构造方框图。图中A单片机，B号音音色形成电路，C为接口驱动电路和执行控制继电器，D电池供电电路，E掉电检测电路，F键盘及显示器，G仿真附加电路。
附图2是号音音色形成电路的电原理图。
附图3是接口驱动电路和执行控制继电器的电原理图。
附图4是电池供电电路和掉电检测电路的电原理图。
附图5是本实用新型的构造电路图。
附图6是本实用新型的简明控制程序图。
本实用新型的技术要点是1、采用了单片机作为控制核心，使计时更精确可靠、控制更灵活。
2、采用了号音色形成电路，使号音音色有明显改善。
3、采用了电池供电电路和掉电检测电路可以解决停电后数据丢失和计时失误给使用带来的混乱。
4、增加了键盘和显示器使使用和监控更方便。
本实用新型的各部分的具体搭接和工作原理如下本实用新型的结构是以8位或16位单片机为核心，用软件程序实现定时和产生号音信号。
A为8位单片机。以片内振荡器和外接晶体构成时间基准。在此时间基准作用下的定时器2与相应程序配合，构成实时时钟，此实时时钟完成计时和定时控制任务；在此时间基准作用下的定时器1与相应程序配合，能输出不同种类的号音频率信号。单片机本身还根据程序与其他电路配合，完成显示、键盘、控制外部设备、掉电检测与处理等功能。
B为号音音色形成电路，由谐振式号音滤波器和有源滤波器组成，原理如图2所示。图中C2与C5、R6、R5、R7、IC7－1组成模拟电感LC谐振电路，该电路与R2配合，使输入的信号在1000赫左右得到提升，以形成军号音色。R3、R4、IC7－2、C3、C4组成低通有源滤波器，滤除不必要的高次谐波。号音信号经C6和W输出。
C为接口驱动电路和执行控制继电器，驱动继电器的集成电路是三极管阵列，在单片机各输出口线信号控制下，各继电器的接点完成外部设备的电源通断以及信号的切换，如图3所示其中J1的接点用来接通扩音机的电源，J2的接点用来控制扩音机的高压或其他外设的电源，J3的接点用来切换信号，J4的接点用来控制电池的充电电流。
D为电池供电电路，原理职图4所示。A为单片机，实施方案采用了低功能耗型单片机，E2为可充电电池，D、D2为隔离2极管，R为充电限流电阻，V1为稳压电源，当交流电供电时稳压电源经R、D1给A供电，经R、D2给其他电路供电。当交流电断电时，由电池E2给A供电以保证A正常工作和数据不丢失。R的阻值可由A经继电器J2接点来改变大小，以调整充电电流。
E为掉电检测电路，用于检测交流电是否断电，该电路由A、R12、R13组成(见图4)当交流电断电时，稳压电源E1输出为零，A经R12检测到掉电信号。随即内部计数器开始计时，同时单片机仍维持正常工作，当计到预定时刻(例如24小时)后，A即转入数据保持，此时A处于微功耗状态，以使电池免于过放电。
F为键盘与显示器，该键盘与显示电路在交流电断电时，停止起作用，以降低功耗，延长电池供电时间。该显示电路由三极管和集成电路驱动6位数码管。6位数码管分别显示时十位、时个位、分个位、分十位、秒十位或设定参数、秒个位或星期或设定参数。键盘部分用调校时间和参数设定，实施方案中采用了8个键，以次为启动、设置、参数、时增、时减、分增、分减、检查、其使用方法与数字式电子表的使用方法类似，但更为灵活方便。
G为仿真附加电路，其连接单片机A和号音音色形成电路B之间，可以大大提高号音的逼真程度。仿真附加电路可以采用电子琴音色集成电路、语音集成电路、数模转换电路等。其控制可以用单片机接口直接控制其输出。在对音色的要求不十分苛刻的情况下，仿真附加电路G可以省略，这样可以有效地降低生产成本。
综上所述，一种微机程控军号音发生器，包括单片机A、接口驱动电路和执行控制继电器C、电池供电电路D所构成，其特征是单片机A有输出口与一个由谐振式号音滤波器和有源滤波器组成的号音音色形成电路B相接，由与交流供电电源正向连接的二极管D2经电阻R4与单片机P3、2口相连接构成掉电检测电路E和电池供电电路D以及交流供电电源构成整机电源自动供给回路，与单片机的串＿＿并转换接口IC4相连接有键盘与显示器F。
整机工作时，单片内定时器1用程序设定一个工作周期，每经过一定个数的计数脉冲(该计数脉冲由晶体振荡器分频获得)，申请中断，以便给秒寄存器加1，当秒寄存器到达60时，即清零，同时给分寄存器加1。当分寄存器到达60时，即清零，同时给时寄存器加1。当时寄存器到达24时，即清零，同时给周寄存器加1。周寄存器到达8时，即清零。从而完成计时过程。
每当分寄存器改变值时。程序即进入查对预设数据过程，预设数据包括奏号时间，奏号种类。预设数据存在单片机RAM中，如果查到当前时间与预设数据中的一组相同时，即进入奏号程序，奏号时，以单片机内定时器0作为号音频率基准。以程序中相应号类的一组数表(反映该号类的乐谱)作为定时器O的工作周期，每一个工作周期时间到了后，即申请中断，并从P3、4口送出相应的电平。
然后重新设定工作周期，继续申请中断，从P3、4口送出电平。以此类推，从而导致P3、4产生相应频率(音调)的脉冲、该脉冲经号音音色形成电路后，形成号音信号输出。由于奏号程序中利用了中断技术，在奏号时，时钟走时和显示不受影响。
定时放广播节目的工作过程与定时奏号的不同点在于预设数据中号类改为定时长度，同时放广播节目时，J4动作，信号切换为广播节目。
交流电供电时，从IC6输出的电压、分别给显示部分(经D2)，单片机(经D1)供电此时通过R限制对电池(3节500mAh的电池)充电电流。当交流电断电后，电池只对单片机供电，单片机正常工作，但显示部分失电，因而电池负担较轻，可以维持供电24小时，每当交流电断电后，单片机P3、2口经R4检测到低电平，即开始计数、每隔1小时使掉电计数器增1、一旦掉电计数器计满24小时，程序执行掉电指令，单片机随即进入掉电保护RAM数据的过程，此时耗电微乎其微，可以长期维持RAM数据不变。在掉电前，使P3－6口变高，一旦重新来电，复位电路仍起作用，使单片机重新进入待校对状态(复位电路由R20、C20、R21、D21、D22和RESET口线组成)。
本实用新型的优点是一、由于采用了单片机和低功耗器件，既简化了整机结构，还大大降低了功耗，使内置电池供电成为可能。二、由于采用了电池供电和掉电检测电路、即使交流电断电，仍能较长时间维持正常工作。免除了断电后重新校对和重设参数的麻烦，提高了奏号的可靠性。三、采用单片机、简化了线路，从而提高了整机工作的可靠性和抗干扰性能。四、采用了有效的号音形成电路，使号音更逼真。五、键盘和显示均按专用设备配置，显示直观，奏号时时间继续显示、走时。操作方便，减少了操作失误的几率。六、增加了定时放广播，定时放其他音响的功能，并且易于扩展或增加其他新功能。七、由于采用内时钟和高频晶体振荡器，使计时和定时精度大大提高。八、由于抛弃了RC定时器控制奏号持续时间方法。使得不同的号可以奏不同的遍数，更加符合用户的规定和要求。
本实用新型的实施例中单片机A由单片微处理器IC1、地址锁存器IC2、程序存贮器IC3以及串＿＿并转换接口IC4组成。号音音色形成电路B包括C2、C5、R6、R5、R7及IG7－1组成的模拟电感LC谐振电路和由R3、R4、C3、C4及IC7－2组成的低通有源滤波器组成。显示器由共阳0.5×6红色数码管构成。接口驱动电路由功率驱动器IC5组成。主要元器件的规格型号如下IC1MCS－51或MCS－96、98单片微处理器
IC2HC373 地址锁存器IC327C64 程序存贮器IC4HC164 串并转换IC5MC1413 功率驱动IC67806 稳压块IC7LM324 运放器
权利要求1.一种微机程控军号音发生器，包括单片机A、接口驱动电路和执行控制继电器C、电池供电电路D所构成，其特征是单片机A有输出口与一个由谐振式号音滤波器和有源滤波器组成的号音音色形成电路B相接，由与交流供电电源正向连接的二极管D2经电阻R4与单片机P3、2口相连接构成掉电检测电路E和电池供电电路D以及交流供电电源构成整机电源自动供给回路，与单片机的串-并转换接口IC4相连接有键盘与显示器F。
2.按照要权利要求1所述的微机程控军号音发生器，其特征是可以在单片机A和号音音色形成电路B之间加入仿真附加电路G。
3.按照权利要求1、2所述的微机程控军号音色发生器，其特征是仿真附加电路G可以采用电子琴音色集成电路、语音集成电路、数模转换电路等，用单片机接口直接控制其输出。
4.按照权利要求1所述的微机程控军号音发生器，其特征单片机A由单片微处理器IC1、地址锁存器IC2、程序存贮器IC3以及串＿＿并转换接接口IC4组成。
5.按照权利要求1、4所述的微机程控军号音发生器，其特征是单片微处理器IC1采用MCS－51或MCS－96、98单片微处理器。
6.按照权利要求1、4所述的微机程控军号音发生器，其特征是地址锁存器IC2采用HC373、程序存贮器IC3采用27C64，串＿＿并转换接口采用HC164。
7.按照权利要求1所述的微机程控军号音发生器，其特征是号音音色形成电路B包括由C2、C5、R6、R5、R7及IG7－1组成的模拟电感LC谐振电路和由R3、R4、C3、C4及IC7－2组成的低通有源滤波器组成。
8.按照权利要求1、7所述的微机程控军号音发生器，其特征是IC7为运放器LM324。
9.按照权利要求1所述的微机程控军号音发生器，其特征是显示器F为共阳0.5×6红色数码管构成。
专利摘要本实用新型公开了一种可以自动发出军号音频信号的军号音发生器，属自动控制技术领域。其特征是在公知的程控定时军号发生器的基础上加入了号音音色形成电路B和掉电检测电路E，改进了单片机A的计时和控制功能，使发出的号音音色更逼真、控制更可靠，进入实用化阶段。克服了公知技术中计时、发音以及控制精度存在的问题。具有简化构成、工作可靠、抗干扰监控方便等优点。适合军营、基地用于自动吹奏军号的场所使用。
文档编号G10K15/04GK2156563SQ93230009
公开日1994年2月16日 申请日期1993年1月6日 优先权日1993年1月6日
发明者汤承昭, 苏华, 王建群, 庞清奎 申请人:汤承昭