专利名称：电力负荷管理终端的语音电路模块的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电力负荷管理终端的语音电路模块。
背景技术：
目前电力行业电力负荷管理终端的语音电路模块大部分都使用独立语音集成电路11、录音输入电路12、功率放大电路13、电源电路14构成，如图1所示。语音集成电路11与电力负荷管理终端的主控模块100双向连接；语音集成电路11的输入端与录音输入电路12连接，其输出端与功率放大电路13连接；功率放大电路13的输出端与喇叭电路200连接。
电力负荷管理终端的主控模块主要由MCU单片机构成，其产生的控制信号通过总线控制语音电路的工作。MCU单片机的工作电源由电源电路提供，模块内的所有电路的工作都是通过MCU单片机来分配工作。
语音集成电路根据MCU单片机的控制信号，搜索当前需要的放音内容在存储器中的位置，搜索到以后从语音输出端子输出语音信息，放音结束后，语音电路输出一个中断信号通知MCU单片机当前操作已经结束。
MCU单片机与语音电路之间的通信通过数据总线输入命令的方式进行。通常电力负荷管理终端的语音模块不进行录音操作，上电时录放音控制端被固定在放音状态。当终端需要放音时，电力负荷管理终端的主控模块输入放音命令和地址信息，语音电路搜索到该地之后开始放音，直到收到语音电路的中断信息为止。
由于语音电路输出模拟语音信号的功率比较小，不能直接驱动喇叭放音。功率放大电路是把模拟语音信号的功率放大后直接驱动喇叭。
通常电力负荷管理终端的语音模块一般是不需要录音的。因此录音电路在该电路不起作用。
该独立语音集成电路由于结构简单，操作方便，在工作过程中不需要MCU单片机干预，而得到广泛的应用。
但是，由于语音集成电路在使用过程中经常会发生不明原因的吊死总线、丢失语音信息、工作温度范围不宽、工作电压范围较小、功耗比较大等问题，这些不利因素对电力负荷管理终端来说是不能容忍的，从而限制了语音电路在电力负荷管理终端中的使用。
发明内容
本实用新型是为了克服现有技术存在的上述缺点，而提供的一种电力负荷管理终端的语音电路模块。该电路语音模块是用于电力负荷管理终端设备内的一个功能模块用于提醒用户当前的负荷已经超过规定值、提醒用户要进行交费等等报警信息。其具有语音信息存储时间长、工作温度范围宽、降低功耗和不会产生吊死总线的问题等优点。
本实用新型采取的技术方案是电力负荷管理终端的语音电路模块，包括一语音电路、一功率放大电路、以及一用于提供各电路工作的电源电路，所述的语音电路与电力负荷管理终端中的主控模块双向连接，所述的功率放大电路的输出与喇叭连接；其特点是，所述的语音电路主要由一MCU单片机、一数/模转换电路、一存储器、以及一放大器电路构成；所述的MCU单片机与电力负荷管理终端中的主控模块双向连接；所述的存储器与MCU单片机双向连接；所述的数/模转换电路的输入端与MCU单片的输出端连接；所述的数/模转换电路的输出端与放大器电路连接；所述的放大器电路的输出端与功率放大电路连接。
上述电力负荷管理终端的语音电路模块，其中，所述的放大器电路主要由运算放大器构成。
上述电力负荷管理终端的语音电路模块，其中，所述的功率放大电路主要由集成电路构成。
上述电力负荷管理终端的语音电路模块，其中，所述的存储器采用FLASH存储器或采用EEPROM存储器。
上述电力负荷管理终端的语音电路模块，其中，还包括一振荡电路，用于对所述的MCU单片提供一时钟信号。
本实用新型由于采用一MCU单片机一存储器、一模/数转换电路、以及一放大器电路和一功率放大电路共同组成电力负荷管理终端的语音电路模块，因此其技术效果是明显的1、由于采用一片MCU单片机，其与电力负荷管理终端主控模块之间的数据交换采用双向通信的方式，这样可以避免产生主控模块总线被语音集成电路吊死的现象。
2、由于采用数据存储器外挂的方式，存储器始终处于写保护状态，数据只能读出不能写入，这样可以防止由于意外的原因改写存储器的数据。而且由于该数据存储器的数据保存时间长，可防止数据丢失。
3、具有工作温度范围宽、降低功耗等优点。
本实用新型的具体结构由以下的实施例及其附图进一步给出。
图1是现有技术独立语音电路模块的结构框图。
图2是本实用新型电力负荷管理终端的语音电路模块电方框图。
图3是本实用新型电力负荷管理终端的语音电路模块的一种实施例的电路原理图。
图4是本实用新型电力负荷管理终端的语音电路模块的工作流程框图。
具体实施方式
请参阅图2。本实用新型电力负荷管理终端的语音电路模块，包括一语音电路2、功率放大电路3，以及一用于提供各电路工作的电源电路4。所述的语音电路2主要由MCU单片21、一数/模转换电路22、一存储器23以及一放大器电路24构成。该MCU单片机21分别与电力负荷管理终端中的主控模块100、以及存储器23双向连接；所述的数/模转换电路22的输入端与MCU单片机21的输出端连接，其输出端与放大器电路24连接；所述的放大器电路24的输出端与功率放大电路3连接，该功率放大电路3的输出与喇叭200连接。
具有语音功能的MCU单片机控制着整个语音电路模块的工作，该MCU单片机可以采用任何公司的8位、16位、32位的单片微处理器(单片机)，其工作电源由电源电路提供。
存储器可采用FLASH存储器、EEPROM存储器，其内保存着语音信息的数字量(具体存储器保存多长时间的语音信息，要看存储器的大小，和数据采集的密集度。在电力负荷管理终端中的语音信息不会超过90秒钟)。本实施例中MCU单片机与存储器的接口采用SPI通信协议进行双向通信。在MCU单片机需要存储器的信息时，MCU单片机先把存储器的片选CS_MEM拉低，再通过SCK2线发脉冲给存储器，然后通过SDI1线发命令和所要信息的地址数据给存储器，最后存储器通过SDO2线把该地址内保存的数据发送给MCU单片机。
MCU单片机把从存储器内读到的数字语音信息，经过处理后，先把CS_DA片选线拉低，再通过SCK1、SDI线把该数字语音信息传输到数/模转换电路，由该数/模转换电路转换成模拟语音信息，达到语音信息还原。
因为经过数/模转换的模拟语音信号是不具有驱动能力的，因此，需要经过放大后才能驱动功率放大电路。本实施例中由数/模转换电路输出的模拟语音信息通过F1线传送到放大器电路。
功率放大电路是把放大器传送过来的模拟语音信息再次放大。本实施例中功率放大电路采用BTL桥式功率放大器，采用桥接方式来放大信号。经过该功率放大电路放大的信号可以直接驱动喇叭，该放大器本身消耗的功耗很少，不工作的时候可以掉电，进一步减少功耗。该放大器可以通过一个电位器调整输出功率，从而可以控制喇叭的音量。功率放大电路通过FP线把经过放大的模拟语音信息再次放大，直到能够有足够的功率驱动喇叭。
模块内所有的电源都由电源电路提供。
请参阅图3。这是本实用新型电力负荷管理终端的语音电路模块的一种实施例的电路原理图。该电力负荷管理终端的语音电路模块的实施例仅用于证明该方案是可实现的，具有实用性，不用于限制权利要求的范围，所有芯片的型号仅用于提供多个实施例的其中一种可能的电路实现方式。
本实用新型电力负荷管理终端的语音电路模块主要由MCU单片机、一功率放大电路、一数/模转换电路、一存储器以及一放大器电路、以及一用于提供各电路工作的电源电路构成。其中MCU单片机D1(例如型号为AT89C4051)、数/模转换器主要由集成电路D2(例如型号为DAC7512)构成、放大器主要由运算放大器D3(例如型号为LM358)构成、功率放大电路由集成电路D4(例如型号为TS4990)构成、存储器电路由集成电路D5(例如型号为AT4096)构成。
MCU单片机控制着整个语音电路模块的工作，其工作电源由电源电路通过“VCC”和“GND”线提供。
MCU单片机D1要与存储器D5(AT4096)通信必须由MCU单片机D1的13P(CS)MEM)输出一个片选信号到存储器D5的1P；然后MCU单片机D1的12P(SCK2)输出时钟信号到存储器D5的2P。该信号是每次通信所必需的。通信时MCU单片机D1的11P(SDI2)输出命令或地址数据到存储器D5的5P。存储器再接收到命令后要返回数据给MCU单片机，存储器D5的6P(SDO2)输出存储器内的数据给MCU单片机D1的9P。存储器D5的7P接VCC，使得存储器处于数据写保护状态，防止存储器意外被改写。存储器的电源由电源电路通过“VCC”和“GND”线提供。
本实施例中还包括一振荡电路G，用于提供给MCU单片机一个时钟信号，MCU单片机依据这个时钟的节拍工作，结构较为简单。振荡电路通过MCU单片机D1的4P“X1”输入一个正弦波信号，通过MCU单片机D1的5P“X2”输出同样的信号，该信号可以驱动外围设备。振荡电路的电源由模块内的电源电路通过“GND”接地。
MCU单片机D1要与数/模转换电路通信必须由其17P(CS_DA)输出一个片选信号到数/模转换器D2的6P；然后MCU单片机D1的18P(SCK1)输出时钟信号到数/模转换器D2的5P。该信号是每次通信所必需的。通信时MCU单片机D1的19P(SDI1)数据到数/模转换器D2的4P。该数据被数/模转换电路转换成模拟的语音信息。数/模转换器D2的1P输出该模拟语音信号。数/模转换电路的电源由电源电路通过“VCC”和“GND”线提供。
数/模转换器D2的1P输出该模拟语音信号通过电阻R1电阻输入到D3(LM358)的3P，放大器D3的3P输出模拟语音信号通过电阻R4输入到D3(LM358)的5P，输出信号通过电容C7和电阻R6把经过放大的语音信号输入到功率放大电路D4。放大器的电源由电源电路通过“VCC”和“GND”线提供。
数/模转换器D2输出的模拟语音信号经电容C7和电阻R6耦合后输入到功率放大电路D4的4P，经过功率放大电路D4的功率放大后从功率放大电路D4的5P和8P，输出模拟语音信号直接驱动喇叭B。可变电阻RP1可以调整语音音量的大小。功率放大电路的电源由电源电路通过“VCC”和“GND”线提供。
电源电路通过“VCC”和“GND”线向模块内的其他电路提供电源。
请参阅图4。这是本实用新型电力负荷管理终端的语音电路模块的工作流程框图。
电力负荷管理终端的语音电路模块在终端打开电源后开始“初始化”程序；初始化完成后，MCU单片机查询是否有电力负荷管理终端主控模块的放音命令，如果没有放音命令MCU单片机就继续查询；如果有放音命令，MCU单片机计算该放音命令数据存放的地址，MCU单片机然后到存储器的该地址内去读数字语音信息，MCU单片机处理该数字语音信息，其后MCU单片机把该数字语音信息送到数/模转换，转换成模拟语音信息。最后MCU单片机查询放音是否结束，如果结束，返回到查询中断，接收下一次放音信息；如果放音没有结束，则继续到存储器去读取数据。
本实用新型语音电路模块应用在电力负荷管理终端设备内可实时对当前的负荷已经超过规定值的用户进行语音提醒，也可对用户是否要进行交费等信息进行提醒等。可避免产生主控模块总线被语音集成电路吊死的现象，以及具有防止由于意外的原因改写存储器的数据和防止数据丢失的功能。
权利要求1.电力负荷管理终端的语音电路模块，包括一语音电路、一功率放大电路、以及一用于提供各电路工作的电源电路，所述的语音电路与电力负荷管理终端中的主控模块双向连接，所述的功率放大电路的输出与喇叭连接；其特征在于，所述的语音电路主要由一MCU单片机、一数/模转换电路、一存储器、以及一放大器电路构成；所述的MCU单片机与电力负荷管理终端中的主控模块双向连接；所述的存储器与MCU单片机双向连接；所述的数/模转换电路的输入端与MCU单片的输出端连接；所述的数/模转换电路的输出端与放大器电路连接；所述的放大器电路的输出端与功率放大电路连接。
2.根据权利要求1所述的电力负荷管理终端的语音电路模块，其特征在于，所述的放大器电路主要由运算放大器构成。
3.根据权利要求1所述的电力负荷管理终端的语音电路模块，其特征在于，所述的功率放大电路主要由集成电路构成。
4.根据权利要求1所述的电力负荷管理终端的语音电路模块，其特征在于，所述的存储器采用FLASH存储器。
5.根据权利要求1所述的电力负荷管理终端的语音电路模块，其特征在于，所述的存储器采用EEPROM存储器。
6.根据权利要求1所述的电力负荷管理终端的语音电路模块，其特征在于，还包括一振荡电路，用于对所述的MCU单片提供一时钟信号。
专利摘要本实用新型公开了一种电力负荷管理终端的语音电路模块，包括一语音电路、一功率放大电路、以及一用于提供各电路工作的电源电路，语音电路与电力负荷管理终端中的主控模块双向连接，功率放大电路的输出与喇叭连接；其特点是，语音电路主要由一MCU单片机、一数/模转换电路、一存储器、以及一放大器电路构成；MCU单片机与电力负荷管理终端中的主控模块双向连接；存储器与MCU单片机双向连接；数/模转换电路的输入端与MCU单片的输出端连接；数/模转换电路的输出端与放大器电路连接；放大器电路的输出端与功率放大电路连接。可避免产生主控模块总线被语音集成电路吊死的现象，以及防止由于意外的原因改写存储器的数据和防止数据丢失。
文档编号G10L21/00GK2932806SQ20062004453
公开日2007年8月8日 申请日期2006年8月4日 优先权日2006年8月4日
发明者鲁春生, 于颖杰, 张彪, 常桂香, 薛宾 申请人:上海协同科技股份有限公司