一種將數字量轉變為語言表達的方法
2023-05-05 13:09:46
專利名稱：一種將數字量轉變為語言表達的方法
技術領域：
本發明涉及將數字量(包括設定的字符及固定語句)轉變成固體語電路的地址碼的電路及其專用晶片製作和應用。
固體語言電路是近年來出現的能夠錄放語言的晶片，這種新穎的電器件正在獲得多種應用因為語言表達比數字顯示方式提供了更為直觀的聽覺表示。以現有技術，要實現數字到語言的轉換，除使用CPU控制的裝置外，還無其他方法。但這種裝置顯然過於複雜，成本太高，難於普及。
本發明的目的是設計一種新的方法，它可以彌補已有技術的不足，方便地將變化的數字量(包括設定的字符及固定語句)轉變為相應的固體語言的地址碼。此方法包括接口電路及控制電路，可以在數字或電子計量儀器上廣為使用。
本發明的技術解決方案是固體語言電路的地址碼位數是確定的，目前主要是4位地址碼，輸入不同的地址碼，則給出對應的語言內容輸出(須同時給出啟動語言電路的信號)，所以，晶片內可存儲16段不同的內容(不同的晶片存儲內容也不同，目前晶片最多可存儲4×16＝64段)，由於在數字式電子計量儀表上各種不同的測量結果不能通過16段有限內容來表達，然後測量的結果是由數字0，1，2……9組合而成的，因此，可以通過設計的接口電路及控制電路，將測量的數字量結果轉變為與固體語言晶片中0～9十個存儲的語言相應的地址碼。表達變化的數字量的信號可以是4位二進位碼(BCD碼)，也可以是七段或八段數字顯示信號(經解碼器輸出，核心為『日』字七段輸出碼)，本發明由接口電路將數位訊號電平轉換成固體錄音電路的地址碼。接口電路包括與固體語言電路地址碼位數相同的多路選擇開關組，各組多路選擇開關是連動的，選擇開關的輸出經電平變換後送至固體語言的地址端，不同數字位的信號電平為四位二進位碼時，接口電路將其四位輸出分別送入四組多路選擇開關的相應的輸入端，當數字電路的輸出為高於四位的七或八段顯示碼時，接口電路先將數字量的輸出編碼成四位二進位碼，然後再接入多路選擇開關。控制電路由IC集成電路或CPU構成，它包括產生時序脈衝的電路及控制多路選擇開關導通地址碼的邏輯信號產生電路，同時輸出啟動固體語言電路的信號。
七段或八段數字顯示信號均可用相似的方法編碼成四位二進位碼，目前，最常用的是七段數字顯示(八段數字完全參照七段，因為其核心仍『日』字七段)，七段數字顯示輸出共有10種形式，而四位二進位碼可以有16種輸出形式，因此這種編碼並不是唯一的。最簡便的方式是將。『日』字中的六段輸出碼編為其中兩段直接輸出，另外四段通過輸入兩個二與非得到兩路輸出。
在電子計量儀器中需要用語言表示的固定內容，如計量單位，標準用語等可以預先存貯在語言電路中，並且可以用一個確定的四位二進位碼錶達一確定的內容。控制電路按順序選通多路選擇開關的不同輸入端，就可以驅動語言電路，按相同順序進行語言計量報告。此方法適用於數字鐘，電子數字秤，數位化監控儀表等，當然，模擬儀表顯示也可以由A/D轉化後再採用本發明技術。
上述接口電路及控制電路可以製成一塊專用集成晶片，即將多路選擇開關及編碼電路、控制電路的功能由一塊集成塊完成。
現有各種數字式電子計量儀表，均可能用本發明變成帶語言表達的儀表，即在數字輸出端接上本發明的接口、控制電路或專門晶片，再接上相匹配的語言電路及揚聲器，即可讀出事先錄入的內容。
本發明的特點也是明顯的，其接口及控制電路均比較簡單，使用方便。因此成本較低，性能可靠，較CPU有很大的優越性。此外，用語言表達和數字顯示顯然優於單純的數字顯示儀表，並能作為附加件與現有各種數字儀表相配合使用。如在檢測、監視、控制部門，在交通工具上。長時間用眼睛監視的重要的儀表，容易造成精神緊張及疲勞，如能將重要的數據以語言報告(可根據需要採取分級、定時、手控、自動報警等方式)，則可大大減少緊張，增加安全可靠程度。如在電子秤上使用語言表達可大大提高顧客的信賴感。某些液晶顯示的儀表在光線不足時無法使用，而語言表達可彌補其不足。尤其是數字鐘錶對於盲人無效，增加語言表達將給他們帶來極大的便利。
以下結合附圖及實施例對本發明作進一步說明
圖1 為本發明結構框圖。數字電路經接口電路輸出作為固體語言電路的地址碼，控制電路同時控制接口電路並及時啟動固體語言電路，固體語言輸出接揚聲器。
圖2 為將七段數字顯示(數碼管)的七段輸出編碼成4位地址碼的輸出示意圖。a、b、c、d、e、f、g為數碼管的七段顯示。a、b經與非門輸出，d、f亦經與非門輸出，e、g直接輸出，輸出腳對應的a、b、c、d為4位二進位地址碼。這是一種簡單的編碼，如果採用其它複雜邏輯編碼亦能獲4位地址碼。
圖3 為一種固定語言表達內容的編碼電路。如A1、B1、C1、D1輸出碼為1000，此時固體語言電路放音為(現在是)北京時間(夏令時)或元(用作秤時)。在表1中給出了數字語言鐘的詳細編碼內容。
圖4 為多路選擇開關接線示意圖。四組多路開關輸出分別是固體語言電路的四位地址，多路開關的輸入A1、B1、C1、D1……分別對應於各位數字或附加的固定語言的編碼輸出，圖5 是數字式語言表達鐘錶的控制電路，接口電路。
參見圖1至圖6，數字電路提供數字量的輸出信號電平。也可以為需要用語言表達的字符、簡短語句(固定或半固定)提供電平輸出。數字量的輸出通常二進位的BCD碼，對於提供數字顯示用的數字集成電路，多為10進位的7段字碼。對於需要語言表達的字符、語句可以直接由二進位BCD碼作輸出信號。
接口電路是將數字電路的信號電平轉換為固體錄放電路的地址碼。目前，固體錄放電路多採用4位二進位地址(以下固體錄放電路均以四位地址為例)。因此，數字電路輸出接口電路輸出應為四位二進位，作為固體錄放裝置的地址。接口電路可有兩種結構其一，當數字電路輸出為四位二進位碼時，接口電路將其四位輸出分別送入四組多路選擇開關，四組多路開關的輸出，經電平變換送至固體錄放裝置的地址。其二，當數字電路的輸出是高於四位的二進位碼時，接口電路首先將數字量的輸出進行編碼，編碼的輸出是四位二進位碼，然後再送入四組多路開關，多路開關的輸出作為固體錄放裝置的地址。
10個數字量1，2，……，9的輸出若是四位BCD碼，可直接用方式一接口電路。TTL、CMOC等10進位計數電路的集成塊多為4位BCD碼輸出，如7493，74161以及4029，40193等。數字電路中可驅動7段數碼管的電路，10個數字量信號是7位輸出，集成塊並沒有4位BCD碼輸出腳，如ICL7107，LM8361等。數字專用電路多用7位輸出。這種驅動七段顯示器的電路，可採用接口方式二，用七段輸出中的a，b，e，d，f，g六位，採用圖2的編碼方式，將10個數字量的六位輸出變成四位BCD碼，再送入多路開關。表1是六位輸出與四位輸出的對應信號。
對於需要用語言表達的其它內容如字符「A，B，……」、「單價」、「公斤」、「總價」、「元」、「北京時間」、「上、下午」、「時」、「分」等，可以用四位BCD碼編碼。如圖3編碼電路。編碼輸出信號內容如表1所示。
使用四位地址的固體錄放裝置。最多可存放16個單元不同的內容。對於可帶有多片存貯器的固體錄放裝置，存放內容可以擴充，實現電路可根據固體錄音電路的說明設計。如T6668最多可帶四塊DMAM，因此，可以存在4×16個單元內容。26個字符A、B、……，使用T6668，將26個字母分成兩組，然後用4位BCD碼編碼作T6668的地址，分組信號位作為T6668的存貯器片選地址，最多可存入32個單元(即五位BCD碼)。
多路開關是接口電路的重要內容。四組多路開關輸出分別是固體錄音裝置的四位地址、多路開關輸入來自數字電路的輸出，或編碼電路的輸出，多路開關的輸入端路數由需要語言表達的內容決定，每一位數字佔一路，如表達四位數字量則需要四路多路開關。每個固定的語言表達內容需要一路。多路開關的通斷選擇是自動的，四組多路開關是連動的，即每一組的第幾路輸入選通是同時對應的，例如當第三路導通時，四組的第三路都同時導通，即A3、B3、C3、D3的信號輸至語言電路地址碼。CMOS模擬
開關4051、4066等是典型的多路開關，4051是8選一，輸入有8路，每次只有一路導通。八路通或斷是由三位地址決定的，如三位地址A′，B′，C′分別為0，0，0時，第一路導通，其餘七路關閉。當A′，B′，C′為011時第4路導通，其餘類推。對於16路、32路……選一的多路開關，可用四位、五位地址選擇通斷。
控制電路是由簡單的IC電路或CPU構成的，它產生一定的時序脈衝，供數字電路、接口電路、固體錄放裝置啟動工作。首先當數字電路有信號電平輸出時，接口電路工作，必須選定多路開關導通的輸入路數，對於8選1的4051多路開關需要有一個三位二進位碼作4051的地址，來選擇導通的路數。在多路開關導通時，必須同時給出一信號，啟動固體錄放電路，固體錄放電路就會根據接口電路的輸出地址，放出相應的內容的語言。至於用CPU，可以由軟體控制獲得必要的時序脈衝。
下面用兩種應用實例介紹本專利的應用或組成設備。使用該發明將數字鐘錶用語言報時。可整點報時，並且用手動或遙控方式即時報出「現在是北京時間(或夏令時)上(下)午××時××分」。報告的內容除數字0，1，……，9」，還有「現在是北京時間」、「上(下)午」、「時」、「分」等四個公共內容。將這四個內容以及0，……，9個數字量編碼，編碼輸出信號如表1和圖3所示。將上述內容錄入固體錄放裝置，存入存貯器。
鐘錶數字是由專用鐘錶電路驅動7段字碼顯示出數字的，於是用上述方法，將a、b、d、e、f、g六段信號經與非門編碼成四位二進位碼(圖2)。共可成為八個內容「現在是北京(或夏令)時間」、「上(下)午」、「(十位時數)」、「(個位時數)」、「點」、「(十位分數)」、「(個位分數)」，「分」，其中四個內容「現在是北京(或夏令)時間」、「上(下)午」、「點」、「分」是固定的內容，其編碼電路和內容如圖2、表1所示。八個內容的編碼通過四組多路選擇開關，圖5中選擇開關選用4051CMOS器件，或用同功能的器件。
控制電路使用了D觸發器4013及計數電路4029二與非門4011等IC集成塊。當按下K1後;控制電路可產生出信號順序啟動多路開關，同時啟動固體錄放裝置，即時報告出「現在是北京時間上(下)××時××分」。
電子秤的語言報告的實施例簡述如下通用電子秤顯示的內容為單價每公斤××.××元，重量××.××公斤，以及總價×××××.××元。因此報告的內容有0，1，……，9個數字量，以及「每公斤」、「元」、「重量」、「公斤」、「總價」、「點」六個固定內容。但報告的內容較多，共有15個數字位，六個固定的內容，因此，需要大於21路的多路開關，方能一次順序地用語言報告電子秤所顯示的全部內容。
權利要求
1.一種將數字量(包括需用語言表示的字符及語句)轉變為固體語言電路地址碼的電路，包括接口電路及控制電路，其特徵是將表達數字量的信號電平轉換成固體語言電路的地址碼，接口電路包括與固體語言電路地址碼位數相同的多路選擇開關組。多路開關的輸出送至固體語言電路的地址，上述各個多路選擇開關的輸入端可以分別直接數字電路的四位二進位碼的輸出端，而當數字電路的輸出為七段或八段數字輸出碼時，接口電路中需將數字量輸出編成四位二進位碼，然後再接入多路開關的輸入端。控制電路由CPU或IC邏輯電路組成，它包括產生時序脈衝的電路及控制多路選擇開關導通順序地址碼的邏輯信號產生電路，同時輸出啟動語言電路信號的電路。
2.由權利要求1所述的電路，其特徵是『日』字七段數字顯示編碼成四位二進位的電路。
3.由權利要求1或2所述的電路，其特徵是控制電路由集成電路產生單穩電路、多諧振蕩電路，並輸至計數電路及固體語言電路。計數電路輸出接控制多路選擇開關導通的地址端。
4.一種將數字量轉變成固體語言電路地址碼的專用集成電路的製作，其特徵是將權利要求1～3所述電路集成在一塊晶片上，接口電路與控制電路的外聯導線改成內部導線。
5.一種電子數字計量儀器，其特徵是從數字輸出端接上權利要求1～3的轉換電路、固體語言電路及電聲變換器件。特別適用於電子數字鐘錶、電子數字秤、各種電子計量儀表及終端輸入鍵盤。
全文摘要
一種將變化數字量轉變為固體語言表達裝置的電路，包括接口電路及控制電路，接口電路包括與固體語言電路地址相同位數的多路選擇開關組、多路開關組的輸出送至固體語言電路的地址端。控制電路可以由CPU或IC邏輯電路組成，控制電路包括產生時序脈衝的電路及產生多路選擇開關導通順序地址碼的電路。本發明可製成將數字量等轉變為語言表達的裝置，也可製成專用集成電路晶片，在電子計量儀器中廣為使用。
文檔編號G01D7/12GK1063959SQ91106930
公開日1992年8月26日 申請日期1991年2月8日 優先權日1991年2月8日
發明者宋開容, 季國平, 朱燦生 申請人:宋開容, 季國平, 朱燦生