多功能學習輔助器的製作方法
2023-05-26 09:53:41 2
專利名稱：多功能學習輔助器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種學習用具，特別是一種多功能學習輔助器。
背景技術：
當今時代，學生學習任務繁重，學習條件不能很好的保證，以至於學生在學習期間，學習效率不能一直處於一種很好的狀態。
目前的學習輔助工具，如語音複讀機、檯燈等多為分離設置，功能單一。
發明內容
本實用新型的目的是提供一種多功能學習輔助器。通過簡單的電路結構將多種與學習有關的功能基於一體，從而可以為學生提供一種功能齊全，電路簡單、使用方便的學習用具。
本實用新型的上述目的時這樣實現的，一種多功能學習輔助器，其特徵在於包括一個語音錄放電路，一個定時開關電路，一個定時控制電路，一個坐姿檢測電路，和一個光強檢測電路；其中，語音錄放電路具有一個連接坐姿檢測電路輸出端的坐姿語音報警輸入端；一個連接光強檢測電路輸出端的光強語音報警輸入端；一個連接麥克風的語音記錄輸入端；一個連接定時開關電路並通過定時電路提供工作電源的電源輸入端；以及一個連接語音輸出裝置的語音輸出端。
其中，定時開關電路包括一個控制信號輸入電路，與定時電路相連接，以提供觸發信號；一個定時電路，根據觸發信號計時並在定時到期時，向輸出開關電路輸出致動信號；和一個輸出開關電路，與定時電路連接，根據致動信號切斷對語音錄放電路的電源供應。
其中，光強檢測電路包括一個強光檢測電路和一個弱光檢測電路，以及分別連接強光檢測電路和弱光檢測電路的兩個比較電路；兩個比較電路的輸出分別連接報警指示燈和語音錄放電路的光強語音報警輸入端。
本實用新型還包括一個助聽、助記電路，該電路由話筒、放大器和耳機三部分組成微小型擴音機。
本實用新型還包括由振蕩電路和放大電路組成的按摩保健器。
本實用新型還包括一個催眠電路。
本實用新型還包括一個叫醒電路。
其中，所述的語音錄放電路由兩片APR9600晶片實現。
其中，所述的語音輸出電路包括一個功率放大器和一個連接功率放大器輸出端的揚聲器。
本實用新型的技術效果是1)使用的電路簡單，功能齊全，主要功能可以分離工作，也可以方便的協調工作；2)採用語音交互式輸入輸出，配以復讀、語音報警等功能，使用方便，能夠全面滿足並提高學生學習效率。
圖1是本實用新型的電路方框圖；圖2-1是定時開關電路的方框圖；圖2-2是定時開關電路的電路原理圖；圖2-3是光強檢測電路的方框圖；圖2-4是CD4070四輸入異或門的管腳圖；圖2-5是光強檢測電路的電路圖；圖2-6是助聽、助記電路的電路圖；圖2-7是按摩保健電路的電路圖；圖2-8是催眠電路的電路圖；圖2-9是催眠電路產生的脈衝波形圖；圖2-10是APR9600晶片管腳排列圖；圖2-11是APR9600晶片功能電路圖；圖2-12是鎖存器74LS373的管腳排列圖；圖2-13是雙4輸入與門74LS21的管腳排列圖；圖2-14和圖2-15顯示了兩種情況下的語音片所存器的工作過程圖2-16是語音錄放電路的電路圖。
具體實施方式
本實用新型借鑑已成熟的技術，發揮具體電路的特點，繼承了醫療保健學、心理學等領域的諸多原理，使用的電路簡單，功能齊全，幾大功能可以分離工作，也可以方便的協調工作；採用語音交互式輸入輸出，配以復讀、語音報警等功能，使用方便，力求全面滿足提高學生學習效率的作用。本實用新型具有以下功能定時功能電源開關導通後，該功能處於閒置狀態。按下「定時」紅色按鈕，定時功能進入工作狀態，同時耳機中語音提示，要求電源開關斷開，如果語音提示沒有工作，則需用戶自己斷開電源開關。斷開電源開關後，整個系統在定時功能的控制下，進入定時關機狀態，定時關機的時間長短由面板上的「定時」旋鈕控制，可以設置四個時間分檔，任用戶自由選擇。當系統經過用戶設定的時間後，整個系統自動關機。該功能主要解決用戶在疲憊時忘記關機的問題。如果開啟催眠功能，則適用於睡覺前使用時；若開啟叫醒功能，即可以得到定時叫醒功能，叫醒及催眠功能在下文有所敘述。同時，機箱後部特設定一個方便的供外部接口的插孔，可以作為外接電源使用，作為隨身聽、收音機定時電源，這樣，用戶就不用擔心睡覺前聽隨身聽或收音機時忘記關機了。
助聽、助記功能電源開啟，插上耳機、話筒，助聽、助記功能開始工作。面板上設有「音量」旋鈕，可調節耳機中傳出聲音的大小。
在此工作模式中，耳機一方面屏蔽一定的外部聲音，解決了在教室上課、自習時人較多，幹擾大的問題；另一方面用戶說話可以在耳機清晰地聽到自己的聲音得到清晰的聲音，科學研究表明，加強聲音能夠加深對大腦的刺激，有助於增強記憶。此功能對學生學習英語會後很大的幫助，同時對學生閱讀精力不集中的現象也會有一定的消除。
按摩保健功能該功能在面板上設有「按摩」開關，在機殼後面設有一耳機插孔，外置橡膠套圈，並在套圈上安放兩個壓電陶瓷片，學生學習疲勞時，戴上橡膠圈套，將插頭插入耳機插孔內，開啟按摩開關，壓電陶瓷片開始震動，按摩太陽穴，起到暫時放鬆的作用。
催眠功能該功能由耳機來實現，使用時，關閉其他功能，開啟「催眠」開關，即可在耳機內傳出拍聲，誘導人入睡。
光強檢測功能在過強或過弱的光線下長時間地閱讀，都會有損於視力。在面板上，我們設定了「視力保護」開關和「光強」、「光弱」指示燈，作為該功能的控制模板。開啟「視力保護」開關後，光強檢測功能開始工作，光線較強時(比如陽光直射)光強指示燈亮，顯示報警；光線較弱時，光弱指示燈亮，顯示報警，同時耳機內發出語言提示，提醒用戶調整學習地點或光線。
坐姿提醒面板上設定坐姿提醒報警，當用戶不自覺中距離書本小於設定距離時，坐姿提醒發光二極體顯示報警，同時借鑑心理學的心理暗示原理，在耳機內又設定語音提示，長時間的語音提示，便可以糾正用戶的坐姿，起到保護視力，預防近視的作用。
定時叫醒功能簡單的一個電子表，可以用來顯示時間，同時，電子表的鬧鈴功能於該產品得到了很好的結合。面板上設定一個「叫醒」開關。電子表、「叫醒」開關與定時電路組成定時叫醒功能。當電路進入定時功能時，將「叫醒」開關導通，則經過預設時間後，電子表中就會傳出雞叫聲，實現類似鬧鈴的定時叫醒功能。
語音存儲錄放功能在面板上，我們可以清楚地看到錄/放、復讀撥動開關，錄/放顯示燈，在面板下方有醒目的目標、計劃、課表、備忘和復位、暫停等觸發開關，用戶可以方便的根據自己需要的功能，靈活的選擇控制模式。與之對應，該語音存儲功能可分為語音報警，語音存儲和語音復讀功能，以下分述
語音報警功能可以產生光強報警提示，光弱報警提示、坐姿做不當報警提示，由於這幾個功能上文以有敘述，這裡不再贅述，需要注意的是，若報警持續不停，可按下「復位」鍵、「暫停」鍵或關閉相關功能，報警提示既可停止。語音存儲功能該功能體現在面板下方的目標、計劃、課表、備忘的幾個黃顏色的觸發開關上，採用語音引導錄入。以「目標」鍵為例說明該功能當用戶想錄入自己的目標時，按如下步驟進行將錄/放撥動開關撥到「錄」的模式上，按下「目標」鍵，耳機中傳出「我的奮鬥目標是」，語音提示要求用戶錄入自己的「奮鬥目標」，語音提示結束後，用戶便可以錄入自己的奮鬥目標，當耳機中傳來「嘀」的一聲後，「目標」錄入結束。
當用戶想知道自己的目標時，將錄/放撥動開關撥到「放」模式上，再次按下「目標」耳機中既可傳來「我的奮鬥目標是……」連續循環的語音提醒，按下「暫停」鍵時，放音暫停，再次按下，繼續放音；按下「復位」鍵，放音結束。
語音復讀功能為方便學生學習英語，我們安裝了語音復讀功能，還可以與隨身聽結合，錄入音頻，方便的實現跟蹤錄音放音，完全可以作為複讀機來使用。不過使用該功能時，會將用戶設定的語音存儲信息覆蓋，使用時請慎重。功能介紹將錄/放開關置為「錄」，當「復讀」開向左撥動，此時學生可以將需要的內容錄入，若此時錄入語音，則通過話筒錄入；若通過隨身聽錄入，則需要將機箱後部電源插入隨身聽電源插孔，並且將隨身聽耳機插孔與機箱的話筒插孔相連。按下隨身聽的「play」鍵，隨身聽開始放音，同時該段語音被錄入，時間最長可達60秒。
將錄/放開關撥至「放」時，耳機中開始放音，在此期間，若按下「暫停」開關，則放音停止，再次按下，放音繼續。若按下「復位」開關，則放音結束，再次按下，從開始放音。
以下結合附圖詳細說明本實用新型的電路結構和工作原理。
參見圖1，本實用新型的多功能學習輔助器包括一個語音錄放電路，一個定時開關電路，一個定時控制電路，一個坐姿檢測電路，和一個光強檢測電路；其中，語音錄放電路具有一個連接坐姿檢測電路輸出端的坐姿語音報警輸入端；一個連接光強檢測電路輸出端的光強語音報警輸入端；一個連接麥克風的語音記錄輸入端；一個連接定時開關電路並通過定時電路提供工作電源的電源輸入端；以及一個連接語音輸出裝置的語音輸出端。
本實用新型還包括一個助聽、助記電路；按摩保健器；催眠電路；叫醒電路。
此外，所述的語音輸出電路包括一個功率放大器和一個連接功率放大器輸出端的揚聲器。
參見圖2-1及圖2-2，定時開關電路由控制信號輸入電路，定時電路和輸出開關電路組成，其中控制信號輸入電路採用CD4011與非門構成的以1(/S)腳和6(/R)，3腳作為反向輸出端，2引腳和5引腳組成反饋輸入端的基本RS觸發器輸入端低電平有效。在R、S輸入端由電容C1、C2控制。電源開啟後，由於電容C2的存在，電容兩端電壓不能突變，以至經過一段短暫的時間延遲，6引腳到達高電平，利用這一短暫時間的低電平，將觸發器的輸出端3引腳置「0」。
電容C1，C2充電完畢後，觸發器進入保值狀態，使得1引腳和6引腳都保持高電平，觸發器處於保值狀態，3引腳輸出端保持低電平。
按下觸發開關SW1，由於電容兩端電壓不能突變，1引腳(/S)迅速降低為低電平，使3引腳翻轉，達到高電平輸出，同時，觸發開關SW1斷開後，電容C1又被電源充電，使1引腳恢復高電平，RS觸發器回到保值狀態，3引腳保持高電平，直到斷電。
定時電路以555定時器為核心，由可變電阻RP和電容C3來控制時間長短，時間長短可由下面公式計算TW＝1.1×RP·C3定時電路閒置時，由於RS觸發器的3引腳處於低電平，送入三極體基極，使三極體截止，555定時器不工作，555輸出端3引腳處於低電平。
觸發開關SW1觸發後，控制信號輸入電路輸出的高電平送入三極體基極，使三級管導通，致使555定時器的8引腳變為高電平，555定時器開始工作，555定時器的3引腳輸出高電平，直到定時結束。
輸出開關電路由繼電器SVSPDR來控制，同時，外接電源開關SW2與之並聯。555定時器3引腳為低電平時，繼電器開關不吸和，與之並聯的電源開關導通，整個電路由電源開關控制。當電路進入定時狀態後，定時電路送出高電平，繼電器T開關吸和，同時要求用戶關掉電源開關，之後，整個電路由繼電器T來控制，當定時時間到，定時電路恢復為低電平送入繼電器，使繼電器開關斷開，整個系統停止工作。
參見圖2-4，光強檢測電路由光電轉換器、比較電路、報警電路組成。
光電轉換電路由光敏二極體和可變電阻組成兩個分壓器。D1與RP1組成分壓器1，用作強光檢測。D2和RP2組成分壓器2，用作弱光檢測。當光線過強時，RG1值變小，分壓器1輸出高電平；當光線過弱時，RG2值變小，分壓器2輸出低電平。光線正常時，分壓器1輸出低電平，分壓器2輸出高電平。
比較電路採用CD4070異或門構成比較器，用兩個光敏管作為監測信號，光敏管1檢測光強信號，光敏管2檢測光弱信號，光強光弱由兩個電位器來調節。電路接通後，4070異或門8引腳與電源接通，為高電平；12引腳與地相連，為低電平。光線正常時，9腳為低電平，13腳為高電平，此時10引腳，11引腳輸出高電平，當光線強時，光敏管電阻減小，此時9引腳為高電平，10引腳輸出低電平，；光線弱時，光敏管電阻阻值變大，13腳變為高電平，使11引腳輸出低電平。
報警電路由發光二極體和語音晶片組成。光強信號輸出低電平時，發光二極體LED1導通發光報警，同時該低電平信號輸出，送入語音晶片，產生語音光強報警；光弱信號輸出低電平時，發光二極體LED2導通發光報警，該低電平信號輸出，送入語音晶片，產生語音輸出光弱報警，有關語音晶片組成原理在語音晶片部分詳細介紹。
坐姿提醒器採用成品電路測距傳感器作為信號輸入，在封裝前，距離參數設定成30cm左右，當用戶看書距離書本較近時，測距傳感器測出距離，發出信號，一部分送給坐姿提醒報警發光二極體顯示，另一部分送到語音晶片，發出聲音報警參見圖2-6，助聽、助記功能電路主要由話筒、放大器和耳機三部分組成微小型擴音機。LM386被連接成正向放大器電路。1，8引腳接有10uF電容，故電路增益被提至最大。這樣做的原因在於LM386的增益不太大，用於助聽器時餘量並不足，尤其當話筒靈敏度較差時比較明顯，調低增益常常不能滿足要求。話筒信號通過RP1和C1耦合至3引腳，經LM386放大後從5引腳輸出，在推動耳機發聲，RP1用語音量調節，C5控制輸出頻率，頻率響應約為3000Hz，C1為耦合電容，C6為電源去耦電容。
電路參數LM386高頻響應300KHZ電源電壓要求1～6V。
靜態電流4ma輸出功率250～300mW參見圖2-7，按摩保健由振蕩電路和放大電路組成。其中，振蕩電路以555為核心，組成一個音頻多諧振蕩器，由RP1控制輸出振蕩頻率，可調，頻率計算公式f＝1.44/(R1+2·RP2)C1當按摩功能開啟後，有三腳輸出一定頻率的震蕩方波。頻率大約為30～100Hz。
放大電路由變壓器構成，變壓器T採用小收音機輸出變壓器，反接。輸出幅度可達80V左右。三腳輸出的震蕩方波過變壓器T升壓後，產生幅度可調的脈衝波，送入按摩功能的耳機插空，然後通過兩個壓電陶瓷片將能量轉換成機械振蕩，起到按摩作用。
參見圖2-8，催眠電路採用CD4011與非門，與電阻電容組成兩路非對稱式多諧振蕩器，利用兩個電位器調節震蕩頻率，在電容C3處可輸出兩路頻率不同的方波(參見圖2-9)，在耳機中可以傳出拍聲，誘導人入睡。
輸出頻率可由以下公式計算f1＝0.72/R·C兩路不同頻率的信號一同作用，產生波形如圖2-9的波形。
參見圖2-10至圖2-16，語音存儲錄放功能電路主要由兩片APR9600語音晶片、兩片74LS373鎖存器、74LS21四輸入與門和一個以LM386為核心的公放電路組成。
語音晶片功能近年來，數碼語音處理技術領域已逐漸發展成為兩大陣營——傳統的數字語音技術和新型的模擬語音技術。前者是將語音信號經過模數轉換(A/D)變成數字代碼，存儲到各種數字存儲器(ROM，SROM，EEPROM等)中，還原時在經數模轉換(D/A)合成近似的模擬語音，其音質相對較差，結構較複雜；而新型的模擬語音處理技術是直接將語音模擬量存取於特殊的非易失模擬存儲器中，其音質效果好，結構簡單。臺灣公司最新推出的APR9600語音錄放晶片就利用了後一種技術——新型的模擬語音處理技術。
APR9600語音錄放晶片是一款音質好、噪音低、不怕斷電、可反覆錄放的新型語音電路，其單片電路可錄放32-60秒，串行控制時可分256段以上，並行控制時最大可分8段。具有價格便宜，有多種手動控制方式，分段管理方便、多段控制時電路簡單、採樣速度及錄放音時間可調、每個單健均有開始停止循環多種功能等特點。
圖2-8是APR9600的管腳排列圖，圖2-9是APR9600的全功能使用電路圖。
表2-1
在APR9600晶片的內部，錄音時外部音頻信號通過話筒輸入和線路輸入方式進入，話筒可採用普通的駐極體話筒，在晶片內話筒放大器(Pre-Amp)中自帶自動增益調節(AGC)，可由外接阻容件設定響應速度和增益範圍。如果信號幅度在100mV左右即可直接進入線路輸入端，音頻信號由內部濾波器、採樣電路處理後以模擬量方式存入專用快閃記憶體FLASHRAM中。由於FLASHRAM是非易失器件，斷電等因素不會使存儲的語音丟失。
放音時晶片內讀邏輯電路從FLASHRAM中取出信號，經過一個低通濾波器送到功率放大器中，然後直接推動外部的喇叭放音。廠家要求外接喇叭為16歐姆，實際試驗用8-16歐姆均可，一般音量下輸出功率12.2mW(16歐)。
APR9600的錄放控制有多種操作模式，為普通用戶使用提供了極大的方便。總的來說分為串行控制和並行控制兩種，由晶片MSEL1(24腳)、MSEL2(25腳)、/M8(9腳)的設置來實現，功能表如表(2-2)。其中每種操作模式都有對應的有效鍵，而且同一個鍵在不同操作模式下可能有不同的功能。因此在晶片設 計、使用前用戶應詳盡了解晶片的各種操作模式，選擇最合適自己的方式設計，電路也會變得非常簡單。
一、並行控制模式在並行控制模式下，每段都有對應的鍵控制，任意一段的錄放不影響其它段，控制簡單，適用於幾段語音之間各不相關，毫無順序可言的場所，而且可以方便地對任意一段重新錄音不影響其它段、對任意一段循環放音等。只是每段錄音的最大時間是等分的，而且最多只能分八段。
下面以需要分四段為例說明並行四段控制需要將晶片的MSEL1端置1(高電平)、MSEL2端置0(低電平)、/M8端任意。模式置好後開始錄音，置RE端為0，壓住/M1即聽到「嘀」一聲BUSY指示燈亮起即開始錄音第一段，松鍵時又聽到「嘀」一聲BUSY指示燈熄滅即錄音停止。/M2、/M3、/M4分別錄其他三段。錄音時可以不按順序，先錄任意一段均可，不滿意可重新錄音。每段的最大時間為15秒(以全片60秒錄音計)，錄滿時指示燈熄滅並響「嘀嘀」兩聲，當然實際每段錄音可以長短不一。置RE端為1即是放音狀態，按一下/M1即放音第一段，放音期間再按一下/M1即停止放音，如果壓住/M1鍵不放即循環放音第一段直到松鍵。/M2、/M3、/M4均分別控制第二、三、四段。/CE鍵為停止鍵，放音期間按一下它也能停止放音。
其它並行二段、八段的控制使用方式相同。表2-2示出了APR9600操作模式表。
表2-2
二、串行控制模式在串行控制模式下，語音安給定的順序錄放，僅需要一、二個鍵來控制所有的語音段錄放，而且段數可以足夠多，每段也沒有時間限制，適用於幾段語音之間互相關聯，有一定先後順序的情形，它只是在選段上沒有並行控制模式方便。
串行控制說明置MSEL1、MSEL2均為0，在錄音時/M8置1。置/RE端為0為錄音狀態，按住/M1即開始錄第一段，松鍵即停止。再按住/M1即錄第二段，如此一直分段錄音，直到晶片溢出。
在放音時(/RE＝1)有兩種狀態，/M8置1為串行順序控制方式，按一下/M1即放音第一段，再按一下即放第二段，如此順序逐段放音，到最後一段結束時即停止放音，必須按一下CE鍵復位，然後再按/M1鍵就可以又從第一段放音。這種方式下的段不可選擇只能按錄音的順序播放，適合走馬燈、流程控制等電路使用；/M8置0為串行選段控制方式，按一下/M1隻能放音第一段，再按還是放音第一段。這時的/M2有效成為快進選段鍵，每按一下/M2即向後移動一段，例如現在按了三下/M2，再按/M1就放音第四段。因此可以實現選段放音。按/CE鍵復位為第一段。
APR9600晶片還有的其它幾種控制方式，用戶可根據需要自行實驗設計。
APR9600的電性能參數電源電壓4.5-6.5V，靜態電流1uA，工作電流25mA。其外接振蕩電阻與採樣率、語音頻帶、錄放時間的關係見表(2-3)，該電阻可以根據用戶需要的時間和音質效果無級調節。
表2-3
由於APR9600具有高品質的語音錄放特性，同時又具備多種手動控制方式，外圍電路設計簡單，價格也十分低廉，其在工業控制、家電、電化教育、遊藝等產品、系統中將會有廣泛的應用前景。
鎖存器74LS373管腳介紹74LS373為八D鎖存器，三態輸出；置數全並行存取，緩衝控制輸入。以下為功能表
表2-4
雙4輸入與門74LS21管腳介紹邏輯函數Y＝A·B·C·D電路設計思想及電路組成原理本實用新型在APR9600語音晶片的功能電路的基礎上對一些特殊引腳的進行一番電路的設置即可實現設計意圖。考慮到加入語音報警(光強，光弱、坐姿)，語音引導提示錄放功能，及復讀功能，語音報警功能和語音引導提示錄放應採用並行的分段控制方式，並將語音信息固化在晶片內。
復讀功能則需要時間較長的有序存儲方式，易採用串行控制方式，而經過語音引導提示所錄入的語音信息應採用並行控制方式，同復讀功能一樣，此段信息也應該具備可反覆擦出特點，考慮到APR9600語音晶片串行/並行模式能夠方便的調解，即可將錄入的語音信息存入一個晶片內。於是問題的關鍵落了兩片語音晶片怎樣協同工作來實現語音引導錄放功能採用兩片APR9600並通過兩次74LS373將其連接在一起，兩片APR9600晶片分別實現上述的並行和串行可擦出存儲，利用74LS373來實現兩片語音晶片的協同工作。具體電路原理如下(語音系統電路與電路總圖見後頁)APR9600-1將MEL1、MEL2、M8置為高電平，模式設置為8段並行控制前四段分配給光強、光弱、坐姿報警，及催眠曲播放功能，後四段(M5~M8)用於語音提示功能，電路封裝前，將相關語音信息在晶片內預先固化，然後將/RE置1(即只放音)，用戶不能在外圍按鍵上改動。
語音報警及催眠曲輸出功能分別由上文所述的各個分電路提供控制信號，實現相關操作。
語音提示引導功能在面板上設有按鍵，用戶只需按鍵操作即可。注意到新篇介紹中提到的APR9600的引腳10(BUSY)，忙信號輸出，工作時出0，平時為1，則選取該信號作為控制信號，送入74LS373鎖存器作為鎖存信號。
74LS373採用兩片74LS373鎖存器，第一片U3作為地址存儲，允許輸出G控制信號由74LS21輸出端給出，輸出控制0C』置0。APR9600語音晶片的M5~M8在閒置時為高電平，該四路地址線經過U3加到四輸入與門的輸入端，則輸出端為高電平，數據透明。
第二片U4作為地址信號輸出，允許輸出G控制信號由U1提供，輸出控制0C』置0。
電路開始工作時，以「目標」為例，將錄/放開關撥到「錄」狀態，按下「目標」觸發開關，送入「目標」地址一低電平觸發信號，U1開始放音提示；同時該短暫的低電平信號透過U3，一部分送入四輸入與門U5，由於此時，輸入U5的四路中存在低電平，輸出端立即變為低電平，鎖住U3，使U3不再接收U1出發後轉換為的4路高電平信號，將信號鎖U3、U4之間；而另一部分送入U4，由於U1開始放音，BUSY引腳置0，使U4鎖住地址信號，使U2接受不到地址信號處於待機狀態。在實驗調試過程中發現地址信號輸入到U4的時間與BUSY信號輸入到U4的時間有所衝突，使得地址信號沒有經過變化便透過U4並被鎖存，考慮到這一時間的先後關係，我們在U3、U4之間的地址線上加入電阻、電容組成的簡單的延時電路，保證了BUSY信號線送入U4的允許輸出G端。
APR9600-2第二片APR9600實現語音錄入存儲與放出。將MESEL2接地，面板上的「復讀」撥動開關控制MESEL1，當「復讀」開關關閉時，MSEL1置1，APR9600-2處於四段並行控制狀態，每段錄入最大時間為15s。
語音存儲電路工作時，當U1播放提示語音完畢，U1的BUSY端變為高電平，使得U4的G端允許輸出置1，地址信號從U4輸出送到U2相應的地址線，由於晶片CE端處於「錄音」模式，而且地址信號狀態保持不變，既可使相應的地址錄入用戶輸入的語音信息，直到該段地址錄完。
復讀功能將錄/放開關撥到「錄」，開啟「復讀」撥動開關，此時MSEL1置0，晶片U2處於串行錄入狀態，錄入語音最長可達到60秒。
這裡，採用了語音輸入和音頻輸入兩種靈活的錄入方式。語音輸入只要按照電路圖所示向話筒中輸入即可，而音頻輸入可以外接隨身聽，實現方法很簡單，只是在「復讀」鍵上加一雙路繼電器來控制收音機的電源即可。
「復讀」鍵來控制繼電器的動作，一路繼電器開關控制語音晶片的錄放功能切換，在切換的同時，繼電器另一路開關同時動作，來控制隨身聽電源的動作。電路簡單，這裡不再贅述。
這種串行/並行模式切換具有很大的靈活性，但其存在一定的缺點開啟復讀功能時，用戶輸入的語音信號會把並行輸入的語音信息覆蓋。這是由晶片內部的結構決定，我們曾考慮將復讀功能設置在第一片上，但是其所能利用的存儲空間勢必大打折扣。若單純解決這個問題，則要考慮在加一片語音晶片來存放復讀功能所佔用的空間，又提高了成本，考慮到我們所要求的目標、計劃、課表和備忘功能與復讀功能在使用時有很大的靈活性，所以採用了兩片語音晶片。
權利要求1.一種多功能學習輔助器，其特徵在於包括一個語音錄放電路，一個定時開關電路，一個定時控制電路，一個坐姿檢測電路，和一個光強檢測電路；其中，語音錄放電路具有一個連接坐姿檢測電路輸出端的坐姿語音報警輸入端；一個連接光強檢測電路輸出端的光強語音報警輸入端；一個連接麥克風的語音記錄輸入端；一個連接定時開關電路並通過定時電路提供工作電源的電源輸入端；以及一個連接語音輸出裝置的語音輸出端。
2.根據權利要求1所述的多功能學習輔助器，其中定時開關電路包括一個控制信號輸入電路，與定時電路相連接，以提供觸發信號；一個定時電路，根據觸發信號計時並在定時到期時，向輸出開關電路輸出致動信號；和一個輸出開關電路，與定時電路連接，根據致動信號切斷對語音錄放電路的電源供應。
3.根據權利要求1所述的多功能學習輔助器，其中光強檢測電路包括一個強光檢測電路和一個弱光檢測電路，以及分別連接強光檢測電路和弱光檢測電路的兩個比較電路；兩個比較電路的輸出分別連接報警指示燈和語音錄放電路的光強語音報警輸入端。
4.根據權利要求1所述的多功能學習輔助器，還包括一個助聽、助記電路，該電路由話筒、放大器和耳機三部分組成微小型擴音機。
5.根據權利要求1所述的多功能學習輔助器，還包括由振蕩電路和放大電路組成的按摩保健器。
6.根據權利要求1所述的多功能學習輔助器，還包括一個催眠電路。
7.根據權利要求1所述的多功能學習輔助器，還包括一個叫醒電路。
8.根據權利要求1所述的多功能學習輔助器，其中所述的語音錄放電路由兩片APR9600晶片實現。
9.根據權利要求1所述的多功能學習輔助器，其中所述的語音輸出電路包括一個功率放大器和一個連接功率放大器輸出端的揚聲器。
專利摘要本實用新型是一種多功能學習輔助器。通過簡單的電路結構將多種與學習有關的功能基於一體，從而可以為學生提供一種功能齊全，電路簡單、使用方便的學習用具。本實用新型包括一個語音錄放電路，一個定時開關電路，一個定時控制電路，一個坐姿檢測電路，和一個光強檢測電路；其中，語音錄放電路具有一個連接坐姿檢測電路輸出端的坐姿語音報警輸入端；一個連接光強檢測電路輸出端的光強語音報警輸入端；一個連接麥克風的語音記錄輸入端；一個連接定時開關電路並通過定時電路提供工作電源的電源輸入端；以及一個連接語音輸出裝置的語音輸出端。
文檔編號G08B21/00GK2733486SQ200320101918
公開日2005年10月12日 申請日期2003年10月24日 優先權日2003年10月24日
發明者張常年, 王振紅, 李偉奇, 孫懷義 申請人:張常年, 王振紅, 李偉奇, 孫懷義