专利名称：万用表的制作方法
技术领域：
本发明属于电工、电子及测量技术领域。
万用表广泛用于测量电阻、电流、电压、晶体管特性等，是电工与电子技术人员常备的测量工具。早期的万用表是指针式的(如MF30型)，测量值一般为模拟量，需由操作者根据指针所在刻度位置换算而得。随着电子技术的发展，有效地实现了测量值的模/数转换与数字化显示，导致数字式万用表(如DM-880型)的日渐普及。数字式万用表具有读数直观、准确的优点，相对于指针式万用表是一种革新。然而，至今已有的万用表-无论是指针式还是数字式，在实际操作测量过程中，测量者一边得手执表棒触及测量点，一边还得观察测量结果，当测量点多或分布复杂时，测量效率必定大受影响。
本发明的目的，是为万用表增加语音功能，以使测量者无需看表即可听到测量结果，从而提高测量效率。
本发明的思路，是在现有数字万用表技术的基础上，增加语音合成功能部件，从而构成会说话的万用表。
图1是本发明的构成图。其中，范围选择开关1和测量值数字化电路2为现有万用表已具备的相关部件，其余为新增语音合成功能部件。其工作过程如下CPU(中央处理器)6通过测态缓冲器3，实时采集范围选择开关1的开关位置，表征为测量状态(下同)-包括测量类别(如交流或直流，电压或电阻等)和测量范围(如220V或750V，200K或20M等);又通过测值缓冲器4，采集测量值数字化电路2输出的数字化测量值。CPU将采集到的测量值转换为十进制数(如“220”)，又由采集到的当前测量状态导出度量单位(如“伏”)，从而构成测量结果的语言表达式(如“220伏”)之内部表示。CPU接着将语言表达式分解为语音音素序列(如“二·百·二·十·伏”)，顺序地驱动语音选择电路8，从语音库9输出相应音素的语音数据流，经由数/模转换电路10变为音频模拟信号流输出，再经放大电路11的放大，最终送达喇叭12发出语音，即读出测量结果。每当万用表开通(即接通电源)，或开通之后拨动/按动范围选择开关，CPU亦将根据采集到的当前测量状态，生成相应的语言表达式(如“测交流电压”)之内部表示，并经过同样的过程读出来。程序5为CPU据以完成上述工作流程的指令序列和数据。辅助电路7主要包括时钟发生电路，为CPU提供时基脉冲。
语音库9包含了表达测量结果所需最小语言集之字汇音素的语音数据，系预先由人的读音采样固化存储而得。自然语言不同(如汉语与英语)，其语音库结构亦有所不同。这主要表现在音素的定义以及语音数据的长度上。对于汉语，以单音节的字为音素，其语音数据定长;对于英语，以一般为多音节的词为音素，其语音数据不定长。通过组合，也可构成多语种并存的语音库，于是万用表便可以多种语言读出测量结果。以汉语为例，语音库包含以下六类字汇音素的语音数据一、符号“负”;二、数字“0”，“1”…“9”;三、位权“点”，“十”，“百”，“千”，“万”;四、单位“毫”，“微”，“安”，“伏”，“欧”，“K”，“兆”;五、类别“交”，“直”，“流”，“电”，“压”，“阻”;六、其它“测”，“通”，“断”等。
本发明与现有万用表相比，增加了语言的智能，能够以人的自然语言报告测量结果，使得测量者可以全神贯注于测量对象，无需看表即知测量结果，从而减轻测量疲劳，提高测量效率。在光照不良的场合还能避免视读误差。
实现本发明的一种最好方式如图2。所采用的集成电路器件列于表1。该设计的工作原理与过程如下U1的并行I/O接口P1(引脚1-8)作为输入口，直接接万用表范围选择开关的内部8根引出线，在此测态缓冲器为空。由U3选通的U5、U6、U7构成测值缓冲器，接万用表之驱动液晶显示的译码器前端，U1从其并行I/O接口P0(引脚32-39)访问之。U4锁存U1输出的低8位地址，驱动U8，以便U1能执行U8中固化存储的工作程序及访问其中的数据。选择用汉语，归纳出表达测量结果所需的32个字汇音素，列于表2。U12用作语音库，固化存储该字汇音素集的语音采样数据(BCM码)。每个音素的语音采样数据为一个数据块，等长地占2KB存储空间，32个音素恰好占满U12的64KB存储空间。U2、U9、U10、U11构成语音选择电路。其中，U2用于倒相以匹配信号电平;U9锁存U1给定的音素之语音数据块在U12中的高5位地址(即数据块相对序号);U10和U11联结成2KB范围的二进制计数器，用以递增地给出语音数据在U12中的低11位地址，控制U12中语音数据流的顺序输出。数/模转换器U13采取直通连接方式。U14和U15构成二级放大电路。电源电压+V为+(5±0.5)伏，用电池提供。
U1从P1口采集到测量状态，从P0口采集到测量值，转换为构成测量结果之语言表达式的语音音素序列。对于每一个音素，U1查出其语音数据在库中的起始地址，将此地址的高5位送U9锁存，接着从T0端(U1的14脚)输出频率为8KHz的脉冲驱动U11，U11又连带驱动U10，递增遍历U12的2KB地址空间，驱动U12顺序地输出相应的2KB语音数据流。U13将此数据流转换为模拟量的音频信号电流输出，再经U14和U15的二次放大，送至喇叭即发出语音。一当该音素处理完毕，即2KB地址空间遍历计数满，U10便回送一个信号，经U2倒相后送达U1，产生一次INTO中断，U1于是停止T0端的脉冲输出，接着便可以处理下一个音素。对音素序列包含的各个音素，顺序地逐一重复上述过程，测量结果即从喇叭读出来。
权利要求
万用表，其特征是，内含以一个语音库为基础的语音功能电路，能由采集到的测量状态及测量值，合成语音以人的语言读出测量结果。
全文摘要
万用表，属于电工、电子及测量技术领域。现有万用表只能指示或显示测量结果，操作时一般要边测量边看表。本发明提出一种会说话的万用表，其特征是，内含以一个语音库为基础的语音功能电路，能由采集到的测量状态及测量值，合成语音，以人的语言读出测量结果。测量者用之可以全神贯注于测量对象，无需看表即可听知测量结果，从而能减轻疲劳，提高测量效率。在光照不良的场合还能避免视读误差。
文档编号G01D7/12GK1082197SQ92109110
公开日1994年2月16日 申请日期1992年8月11日 优先权日1992年8月11日
发明者杨筑平, 周跃平 申请人:杨筑平