專利名稱：電力負荷管理終端的語音電路模塊的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及電力負荷管理終端的語音電路模塊。
背景技術：
目前電力行業電力負荷管理終端的語音電路模塊大部分都使用獨立語音集成電路11、錄音輸入電路12、功率放大電路13、電源電路14構成，如圖1所示。語音集成電路11與電力負荷管理終端的主控模塊100雙向連接；語音集成電路11的輸入端與錄音輸入電路12連接，其輸出端與功率放大電路13連接；功率放大電路13的輸出端與喇叭電路200連接。
電力負荷管理終端的主控模塊主要由MCU單片機構成，其產生的控制信號通過總線控制語音電路的工作。MCU單片機的工作電源由電源電路提供，模塊內的所有電路的工作都是通過MCU單片機來分配工作。
語音集成電路根據MCU單片機的控制信號，搜索當前需要的放音內容在存儲器中的位置，搜索到以后從語音輸出端子輸出語音信息，放音結束后，語音電路輸出一個中斷信號通知MCU單片機當前操作已經結束。
MCU單片機與語音電路之間的通信通過數據總線輸入命令的方式進行。通常電力負荷管理終端的語音模塊不進行錄音操作，上電時錄放音控制端被固定在放音狀態。當終端需要放音時，電力負荷管理終端的主控模塊輸入放音命令和地址信息，語音電路搜索到該地之后開始放音，直到收到語音電路的中斷信息為止。
由于語音電路輸出模擬語音信號的功率比較小，不能直接驅動喇叭放音。功率放大電路是把模擬語音信號的功率放大后直接驅動喇叭。
通常電力負荷管理終端的語音模塊一般是不需要錄音的。因此錄音電路在該電路不起作用。
該獨立語音集成電路由于結構簡單，操作方便，在工作過程中不需要MCU單片機干預，而得到廣泛的應用。
但是，由于語音集成電路在使用過程中經常會發生不明原因的吊死總線、丟失語音信息、工作溫度范圍不寬、工作電壓范圍較小、功耗比較大等問題，這些不利因素對電力負荷管理終端來說是不能容忍的，從而限制了語音電路在電力負荷管理終端中的使用。
發明內容
本實用新型是為了克服現有技術存在的上述缺點，而提供的一種電力負荷管理終端的語音電路模塊。該電路語音模塊是用于電力負荷管理終端設備內的一個功能模塊用于提醒用戶當前的負荷已經超過規定值、提醒用戶要進行交費等等報警信息。其具有語音信息存儲時間長、工作溫度范圍寬、降低功耗和不會產生吊死總線的問題等優點。
本實用新型采取的技術方案是電力負荷管理終端的語音電路模塊，包括一語音電路、一功率放大電路、以及一用于提供各電路工作的電源電路，所述的語音電路與電力負荷管理終端中的主控模塊雙向連接，所述的功率放大電路的輸出與喇叭連接；其特點是，所述的語音電路主要由一MCU單片機、一數/模轉換電路、一存儲器、以及一放大器電路構成；所述的MCU單片機與電力負荷管理終端中的主控模塊雙向連接；所述的存儲器與MCU單片機雙向連接；所述的數/模轉換電路的輸入端與MCU單片的輸出端連接；所述的數/模轉換電路的輸出端與放大器電路連接；所述的放大器電路的輸出端與功率放大電路連接。
上述電力負荷管理終端的語音電路模塊，其中，所述的放大器電路主要由運算放大器構成。
上述電力負荷管理終端的語音電路模塊，其中，所述的功率放大電路主要由集成電路構成。
上述電力負荷管理終端的語音電路模塊，其中，所述的存儲器采用FLASH存儲器或采用EEPROM存儲器。
上述電力負荷管理終端的語音電路模塊，其中，還包括一振蕩電路，用于對所述的MCU單片提供一時鐘信號。
本實用新型由于采用一MCU單片機一存儲器、一模/數轉換電路、以及一放大器電路和一功率放大電路共同組成電力負荷管理終端的語音電路模塊，因此其技術效果是明顯的1、由于采用一片MCU單片機，其與電力負荷管理終端主控模塊之間的數據交換采用雙向通信的方式，這樣可以避免產生主控模塊總線被語音集成電路吊死的現象。
2、由于采用數據存儲器外掛的方式，存儲器始終處于寫保護狀態，數據只能讀出不能寫入，這樣可以防止由于意外的原因改寫存儲器的數據。而且由于該數據存儲器的數據保存時間長，可防止數據丟失。
3、具有工作溫度范圍寬、降低功耗等優點。
本實用新型的具體結構由以下的實施例及其附圖進一步給出。
圖1是現有技術獨立語音電路模塊的結構框圖。
圖2是本實用新型電力負荷管理終端的語音電路模塊電方框圖。
圖3是本實用新型電力負荷管理終端的語音電路模塊的一種實施例的電路原理圖。
圖4是本實用新型電力負荷管理終端的語音電路模塊的工作流程框圖。
具體實施方式
請參閱圖2。本實用新型電力負荷管理終端的語音電路模塊，包括一語音電路2、功率放大電路3，以及一用于提供各電路工作的電源電路4。所述的語音電路2主要由MCU單片21、一數/模轉換電路22、一存儲器23以及一放大器電路24構成。該MCU單片機21分別與電力負荷管理終端中的主控模塊100、以及存儲器23雙向連接；所述的數/模轉換電路22的輸入端與MCU單片機21的輸出端連接，其輸出端與放大器電路24連接；所述的放大器電路24的輸出端與功率放大電路3連接，該功率放大電路3的輸出與喇叭200連接。
具有語音功能的MCU單片機控制著整個語音電路模塊的工作，該MCU單片機可以采用任何公司的8位、16位、32位的單片微處理器(單片機)，其工作電源由電源電路提供。
存儲器可采用FLASH存儲器、EEPROM存儲器，其內保存著語音信息的數字量(具體存儲器保存多長時間的語音信息，要看存儲器的大小，和數據采集的密集度。在電力負荷管理終端中的語音信息不會超過90秒鐘)。本實施例中MCU單片機與存儲器的接口采用SPI通信協議進行雙向通信。在MCU單片機需要存儲器的信息時，MCU單片機先把存儲器的片選CS_MEM拉低，再通過SCK2線發脈沖給存儲器，然后通過SDI1線發命令和所要信息的地址數據給存儲器，最后存儲器通過SDO2線把該地址內保存的數據發送給MCU單片機。
MCU單片機把從存儲器內讀到的數字語音信息，經過處理后，先把CS_DA片選線拉低，再通過SCK1、SDI線把該數字語音信息傳輸到數/模轉換電路，由該數/模轉換電路轉換成模擬語音信息，達到語音信息還原。
因為經過數/模轉換的模擬語音信號是不具有驅動能力的，因此，需要經過放大后才能驅動功率放大電路。本實施例中由數/模轉換電路輸出的模擬語音信息通過F1線傳送到放大器電路。
功率放大電路是把放大器傳送過來的模擬語音信息再次放大。本實施例中功率放大電路采用BTL橋式功率放大器，采用橋接方式來放大信號。經過該功率放大電路放大的信號可以直接驅動喇叭，該放大器本身消耗的功耗很少，不工作的時候可以掉電，進一步減少功耗。該放大器可以通過一個電位器調整輸出功率，從而可以控制喇叭的音量。功率放大電路通過FP線把經過放大的模擬語音信息再次放大，直到能夠有足夠的功率驅動喇叭。
模塊內所有的電源都由電源電路提供。
請參閱圖3。這是本實用新型電力負荷管理終端的語音電路模塊的一種實施例的電路原理圖。該電力負荷管理終端的語音電路模塊的實施例僅用于證明該方案是可實現的，具有實用性，不用于限制權利要求的范圍，所有芯片的型號僅用于提供多個實施例的其中一種可能的電路實現方式。
本實用新型電力負荷管理終端的語音電路模塊主要由MCU單片機、一功率放大電路、一數/模轉換電路、一存儲器以及一放大器電路、以及一用于提供各電路工作的電源電路構成。其中MCU單片機D1(例如型號為AT89C4051)、數/模轉換器主要由集成電路D2(例如型號為DAC7512)構成、放大器主要由運算放大器D3(例如型號為LM358)構成、功率放大電路由集成電路D4(例如型號為TS4990)構成、存儲器電路由集成電路D5(例如型號為AT4096)構成。
MCU單片機控制著整個語音電路模塊的工作，其工作電源由電源電路通過“VCC”和“GND”線提供。
MCU單片機D1要與存儲器D5(AT4096)通信必須由MCU單片機D1的13P(CS)MEM)輸出一個片選信號到存儲器D5的1P；然后MCU單片機D1的12P(SCK2)輸出時鐘信號到存儲器D5的2P。該信號是每次通信所必需的。通信時MCU單片機D1的11P(SDI2)輸出命令或地址數據到存儲器D5的5P。存儲器再接收到命令后要返回數據給MCU單片機，存儲器D5的6P(SDO2)輸出存儲器內的數據給MCU單片機D1的9P。存儲器D5的7P接VCC，使得存儲器處于數據寫保護狀態，防止存儲器意外被改寫。存儲器的電源由電源電路通過“VCC”和“GND”線提供。
本實施例中還包括一振蕩電路G，用于提供給MCU單片機一個時鐘信號，MCU單片機依據這個時鐘的節拍工作，結構較為簡單。振蕩電路通過MCU單片機D1的4P“X1”輸入一個正弦波信號，通過MCU單片機D1的5P“X2”輸出同樣的信號，該信號可以驅動外圍設備。振蕩電路的電源由模塊內的電源電路通過“GND”接地。
MCU單片機D1要與數/模轉換電路通信必須由其17P(CS_DA)輸出一個片選信號到數/模轉換器D2的6P；然后MCU單片機D1的18P(SCK1)輸出時鐘信號到數/模轉換器D2的5P。該信號是每次通信所必需的。通信時MCU單片機D1的19P(SDI1)數據到數/模轉換器D2的4P。該數據被數/模轉換電路轉換成模擬的語音信息。數/模轉換器D2的1P輸出該模擬語音信號。數/模轉換電路的電源由電源電路通過“VCC”和“GND”線提供。
數/模轉換器D2的1P輸出該模擬語音信號通過電阻R1電阻輸入到D3(LM358)的3P，放大器D3的3P輸出模擬語音信號通過電阻R4輸入到D3(LM358)的5P，輸出信號通過電容C7和電阻R6把經過放大的語音信號輸入到功率放大電路D4。放大器的電源由電源電路通過“VCC”和“GND”線提供。
數/模轉換器D2輸出的模擬語音信號經電容C7和電阻R6耦合后輸入到功率放大電路D4的4P，經過功率放大電路D4的功率放大后從功率放大電路D4的5P和8P，輸出模擬語音信號直接驅動喇叭B。可變電阻RP1可以調整語音音量的大小。功率放大電路的電源由電源電路通過“VCC”和“GND”線提供。
電源電路通過“VCC”和“GND”線向模塊內的其他電路提供電源。
請參閱圖4。這是本實用新型電力負荷管理終端的語音電路模塊的工作流程框圖。
電力負荷管理終端的語音電路模塊在終端打開電源后開始“初始化”程序；初始化完成后，MCU單片機查詢是否有電力負荷管理終端主控模塊的放音命令，如果沒有放音命令MCU單片機就繼續查詢；如果有放音命令，MCU單片機計算該放音命令數據存放的地址，MCU單片機然后到存儲器的該地址內去讀數字語音信息，MCU單片機處理該數字語音信息，其后MCU單片機把該數字語音信息送到數/模轉換，轉換成模擬語音信息。最后MCU單片機查詢放音是否結束，如果結束，返回到查詢中斷，接收下一次放音信息；如果放音沒有結束，則繼續到存儲器去讀取數據。
本實用新型語音電路模塊應用在電力負荷管理終端設備內可實時對當前的負荷已經超過規定值的用戶進行語音提醒，也可對用戶是否要進行交費等信息進行提醒等。可避免產生主控模塊總線被語音集成電路吊死的現象，以及具有防止由于意外的原因改寫存儲器的數據和防止數據丟失的功能。
權利要求1.電力負荷管理終端的語音電路模塊，包括一語音電路、一功率放大電路、以及一用于提供各電路工作的電源電路，所述的語音電路與電力負荷管理終端中的主控模塊雙向連接，所述的功率放大電路的輸出與喇叭連接；其特征在于，所述的語音電路主要由一MCU單片機、一數/模轉換電路、一存儲器、以及一放大器電路構成；所述的MCU單片機與電力負荷管理終端中的主控模塊雙向連接；所述的存儲器與MCU單片機雙向連接；所述的數/模轉換電路的輸入端與MCU單片的輸出端連接；所述的數/模轉換電路的輸出端與放大器電路連接；所述的放大器電路的輸出端與功率放大電路連接。
2.根據權利要求1所述的電力負荷管理終端的語音電路模塊，其特征在于，所述的放大器電路主要由運算放大器構成。
3.根據權利要求1所述的電力負荷管理終端的語音電路模塊，其特征在于，所述的功率放大電路主要由集成電路構成。
4.根據權利要求1所述的電力負荷管理終端的語音電路模塊，其特征在于，所述的存儲器采用FLASH存儲器。
5.根據權利要求1所述的電力負荷管理終端的語音電路模塊，其特征在于，所述的存儲器采用EEPROM存儲器。
6.根據權利要求1所述的電力負荷管理終端的語音電路模塊，其特征在于，還包括一振蕩電路，用于對所述的MCU單片提供一時鐘信號。
專利摘要本實用新型公開了一種電力負荷管理終端的語音電路模塊，包括一語音電路、一功率放大電路、以及一用于提供各電路工作的電源電路，語音電路與電力負荷管理終端中的主控模塊雙向連接，功率放大電路的輸出與喇叭連接；其特點是，語音電路主要由一MCU單片機、一數/模轉換電路、一存儲器、以及一放大器電路構成；MCU單片機與電力負荷管理終端中的主控模塊雙向連接；存儲器與MCU單片機雙向連接；數/模轉換電路的輸入端與MCU單片的輸出端連接；數/模轉換電路的輸出端與放大器電路連接；放大器電路的輸出端與功率放大電路連接。可避免產生主控模塊總線被語音集成電路吊死的現象，以及防止由于意外的原因改寫存儲器的數據和防止數據丟失。
文檔編號G10L21/00GK2932806SQ20062004453
公開日2007年8月8日 申請日期2006年8月4日 優先權日2006年8月4日
發明者魯春生, 于穎杰, 張彪, 常桂香, 薛賓 申請人:上海協同科技股份有限公司