环进行相 应的倍频，以提供系统各模块运行所需的时钟频率输入；Flash存储模块，存放启动代码、 操作系统和用户应用程序代码；SDRAM模块，为系统运行提供动态存储空间，是系统代码运 行的主要区域JTAG模块，实现对程序代码的下载和调试；UART模块，实现对调试信息的终 端显示；复位模块，实现对系统的复位。
[0031] 嵌入式ARM处理器可优选为：Atmel公司生产的AT91RM9200。
[0032] 语音获取模块，采用驻极体电容话筒（具有结构简单、灵敏度高、无方向性、体积 小、频率响应宽的优点）。语音信号经话筒转换成电信号，由于获取语音信号比较微弱一般 拾音器的输出的电压为毫伏级别所以需要进行放大，本方案采用高精度运算放大器0P37 芯片作为输出电压的放大部件，同时采用电压负反馈的连接方式根据输入语音的强弱自动 调整放大电路的增益，使信号不至于太大造成失真或太小影响后续的处理。参见附图2所 示，其工作原理如下：
[0033]
[0034]
[0035] 纶迓取入调塋;5的诰首倍亏揃入到诰首处埋心斤近仃诰首处理，该语音处理芯片 优选为ILV320AIC23芯片。经过处理后的音频采样信号传输到ADC转换器，使其成为时间的 离散函数，即按一定的时间间隔（T)在模拟声波上截取一个振幅值（通常为反映某一瞬间 声波幅度的电压值），该振幅值采用若干位二进制数表示，得到离散信号X (ηΤ) (η为整数）， T称为采样周期，1/Τ称为采样频率。也就是说：经过处理后的音频采样信号传输到ADC转换 器中实现：把信号在幅度轴坐标上表现出来的数字提取出来的量化过程、把信号在时间轴 坐标上表现出来的数字提取出来的采样过程、把采样和量化后的数据按一定格式数字化存 储的编码过程。在ADC转换器中采样时间间隔的倒数叫采样频率（sampling frequency)， 采样频率越高说明单位时间采集的样本数越多，重放时越能还原真实声音，声音越自然，采 样频率单位是Hz (赫兹），22. 05kHZ、44. IkHz、48kHz这三个采样频率是日常工作常遇到的， 由于人类的耳朵无法分辨48kHz以上的声音，高于48kHz的采样频率在工程应用中没有实 际意义。根据奈奎斯特（HarryNyquist)采样理论：在进行模拟转换成数字信号（AD)的转 换过程中，只有当采样频率fcmax大于信号中最高频率finax的2倍时，转换之后的数字信 号才能完整地包含了原始信号中的信息，为了保证信号采样后能不失真地回放一般实际应 用中，采样频率需要达到信号最高频率的4~8倍，即采样频率必须远大于信号最高频率的 两倍。因此本发明中采样频率范围为192kHz-384kHz。
[0036] 采集到的音频信号的数据量非常大，如果不经过处理直接使用是非常困难的，只 是保存它们就需要大量的存容量，传输占用带宽很大，本发明采用音频压缩编码格式为 MP3、PCM，RA、ADPC。
[0037] 经过ADC转换器转换后的信号输入到嵌入式ARM控制器中进行音频信号编码、纠 错编码、调制、附加同步信号、发送、接收信号、提取同步信号、解调、解读子码、纠错解码、信 源解码等步骤后输入到DAC转换器。
[0038] 温度采集模块，包括采集热水储水腔中水温温度以及花洒出水温度，嵌入式ARM 控制器通过温度传感器采集花洒出水温度，根据用户的语音指令通过直流电机控制冷热水 混水阀门精确调节出水温度高低。此外，嵌入式ARM控制器通过采集热水储水腔中的温度 来控制加热部件是否对水进行加热，本发明可以采用DALLAS公司生产的一线式数字温度 传感器，其型号为DS18B20,该传感器可以直接输出串行数字信号，具有体积小、质量轻、线 形度好、性能稳定等优点其各方面特性。此外，温度传感器也可以采用热敏电阻。
[0039] 隔离驱动模块，参见附图3。该隔离驱动模块包括：光电隔离电路、驱动放大电路、 桥式逆变电路以及电流采样电路、过流保护电路。
[0040] 嵌入式ARM处理器输出控制命令给PffM产生电路，由于PffM产生电路为数字电路， 其工作频率较高，工作电压及电流较低，而功率驱动模块的电压和电流较大，如果驱动模块 的高压侧大电流直接连接前端控制数字电路，将会对数字控制电路造成干扰，严重时损坏 控制器驱动电路。为保证ARM控制器的正常工作，必须实现弱信号ARM控制器的硬件系统与 大电流的功率放大电路之间进行隔离与匹配。本发明光电隔离芯片采用美国快捷半导体公 司（Fairchild Semiconductor)的 6N136,其速度可达 IMbits/s，隔离电压 2500Vrms (Min)， 共模抑制比（CMR)为lOKV/us，适用于具有较大噪声的场合。
[0041] 驱动放大电路采用IR2110S集成芯片，该芯片是一种双通道高压、高速电压型功 率开关器件栅极驱动器，其包括：逻辑输入、电平转换、保护电路、上桥臂输出、下桥臂输出。 悬浮电压采用自举电路，可以驱动500V的母线电压，工作频率较高，可以达到500kHz，具 有独立的低压侧和高压侧输入通道，逻辑输入端采用施密特触发电路，提高抗干扰能力，与 CMOS和LSTTL标准兼容，输出电压范围在10~20V，死区时间为520ns，由于逻辑信号均通 过电平耦合电路连接到各自通道上，容许逻辑电路参考地Vss和功率电路参考地（COM)之 间有-5~+5V的偏移量，能屏蔽小于50ns的脉冲。两个高压MOS管推挽驱动器最大灌入 或输出电流可达2A。
[0042] 参见图4所示。桥式逆变电路由4个MOSFET管组成，M1+、M1-两端是该电路的输 出端。直流电动机作为负载接在桥路Ml+、Ml-上。采用双极性输出的控制方法，即在Q1、 QlO基极加一组完全相同的方波，在Q2、Q9基极加另一组相同的方波，这两组控制电压的 相位相反，同时通过软件设置死区时间，防止MOS场效应管同一桥臂直通损毁，在实际设计 中，死区时间设置为6 μ s。
[0043] 参见图5所示。直流电机过流保护电路是驱动装置不可缺少的环节。本发明采用 霍尔电流传感器来检测电机相电流，通过霍尔传感器得到电机的相电流信号，该信号经过 隔离放大、加法电路、限幅电路等信号调理电路将取样电压转化为适合ARM处理的电压，并 将处理后的信号送到ARM控制器。
[0044] 当直流电机的相电流流过霍尔电流传感器后，经取样电阻取样后信号为V1，由运 算放大器的知识可知=V m=V1。当输入信号为正时，即V1X),此时D2导通，而Dl截止。对 于N 2放十哭.
[0045]
[0046] 对于N3运放，其输入为VdP V。2两电压的求和运算：
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[0048]
[0049]
[0050] 由电路中的参数可得：
[0051] V03= V 01 = V ； (4)
[0052] 即输出信号等于输入信号。
[0053] 当输入信号为负时，D2截止而Dl导通，根据运放电路的"虚短"Vq2等于0。因此 对于N3由路，
[0054]
(5)
[0055] 根据电路中的参数得：
[0056] V03= -V1 (6)
[0057] 综上所述：输入信号￥1与输出的关系为：
[0058] V0= IVi
[0059] 嵌入式ARM控制器输出PffM脉宽调制信号，该信号传输到光电隔离器的输入端，其 输出端连接驱动放大电路，通过驱动放大电路驱动桥式...