专利名称：扫描式翻译笔的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种手持式的英汉电子辞典，特别是一种通过扫描识别来查找单词的电子辞典-扫描式翻译笔。
随着社会经济的发展，对外交流日益频繁，经常接触、使用英语的人群大大增加，可随身携带的电子辞典给他们带来了许多方便，但是传统的电子辞典都是通过按键手工输入来查询单词，且掌上型电子辞典按键都很小，按起来很费力，因而查询速度也比较慢。
本实用新型的目的就是为用户提供一种更加快捷、轻便、实用的扫描式翻译笔。
本实用新型的目的通过如下技术方案实现，它包括机身和扫描头，基本原理是通过扫描头扫描得到单词的图象，由固化在机身线路板上的光学字符识别软件识别出该单词，并对该单词进行翻译，最后在机身的液晶显示屏上显示翻译结果。机身由线路板、外壳、透屏、导电胶、麦拉片组成，线路板固定在外壳内，透屏安在外壳上，位于线路板液晶屏的正上方，麦拉片贴在线路板上，导电胶穿过外壳和透屏上的孔顶住麦拉片；线路板包括主控电路、扫描头控制电路、扫描头电源电路、液晶驱动电路、按键控制电路、用户设置保存电路、整机开关及电源电路。主控电路由微处理器(CPU)，快闪存储器(FLASH)和随机存储器(RAM)组成，是以E86系列微处理器为核心的单片机系统，微处理器(即CPU)的定时器输出和同步串行通信口分配给扫描头。扫描头由扫描头左侧板、扫描头中间板、扫描头右侧板用超声焊成一个整体，三块板中间形成两个腔体，分别放置机械传感器件和光传导器件。
与现有技术相比，本实用新型的优点在于1．采用扫描输入方式并结合光学字符识别来获得待查单词，快速、准确、方便，免去了手工输入的烦琐，且不打断思路。2．扫描头的光学部分和机械部分分别安装，扫描速度快，且便于生产。3．自动检测扫描的开始与结束，使用方便，且降低了扫描头功耗。4．采用先进的E86系列微处理器和INTEL大容量FLASH存储芯片，识别翻译速度快，且词汇量大。5．功耗低，只用两节7号电池，可扫描翻译2000个单词。6．体积小、重量轻，携带方便。
图1．本实用新型的结构外观图图2．本实用新型的电路总体结构原理框图图3．本实用新型的主控电路原理框图图4．本实用新型的扫描头控制电路原理框图图5．本实用新型的扫描头电源电路原理框图图6．本实用新型的液晶驱动电路原理框图图7．本实用新型的按键电路原理框图图8．本实用新型的用户设置保存电路原理框图图9．本实用新型的开关及电源电路原理框图图10．本实用新型的软件模块图图11．本实用新型的软件流程图图12．本实用新型的扫描头结构图为了使本实用新型结构更加清楚完整，下面列举实施例并结合附图对本实用新型作进一步说明参照图1，扫描式翻译笔由机身1和扫描头2构成，扫描式翻译笔机身1由线路板11、外壳12、透屏13、导电胶14、麦拉片15组成，机身1各部件的位置关系如图1所示，线路板11固定在外壳12内，透屏13安在外壳12上，位于线路板11液晶屏的正上方，麦拉片15贴在线路板上，导电胶14穿过外壳12和透屏13上的孔顶住麦拉片。
参照图12，扫描头2由扫描头左侧板21、扫描头中间板22、扫描头右侧板23构成。三块板合起来后中间形成两个腔体，左侧板与中间板间的腔体内放光学器件，中间板与右侧板间放机械元件，起检测位移的作用，以便校正扫描图象。扫描头前端的弧形有利于用户看清所扫描的位置。
扫描式翻译笔机身1和扫描头2通过紧固件结合成一体，可拆卸，线路板与扫描头通过软印制板实现电气连接。扫描头扫描得到英文单词图象后，由固化在线路板上的光学字符识别软件对图象进行识别，然后在词典中查出该单词的中文意义，并将结果在液晶显示屏上显示出来，用户可通过导电胶14(即按键)对扫描式翻译笔进行操作和设置。导电胶通过麦拉片15与线路板上的金手指接触，使按键更加可靠。在待机状态下，扫描头内的发光管不断闪烁，当检测到反射信号时，认为扫描开始，发光管停止闪烁并变为常亮，开始保存检测到的信号并进行处理得到单词图象。
参照图2，线路板11由主控电路111、扫描头控制电路112、扫描头电源电路113、液晶驱动电路114、按键控制电路115、用户设置保存电路116、开关及电源电路117组成。主控电路111中微处理器的定时器输出和同步串行口分配给扫描头控制电路112，微处理器的外部中断源分配给按键控制电路115，扫描头电源电路113和整机电源及开关电路117和微处理器的I／O口相连，主控电路111通过微处理器的总线、I／O口与液晶驱动电路114相连，主控电路111通过微处理器的I／O口线与用户设置保存电路116连接。主控电路111控制整个系统并实现扫描式翻译笔的所有软件功能，扫描头控制电路112控制扫描头内传感器的充放电并检测传感器信号，由扫描头电源电路113专门给扫描头供电以降低系统功耗，液晶驱动电路114为液晶显示提供所需的液晶负压，按键控制电路115检测用户的操作以实现扫描式翻译笔与用户的交互，用户设置保存电路116存储用户的个性化设置和曾翻译单词的记录，开关及电源电路117为整机供电。
参照图3，主控电路111由一个微处理器CPU、一片快闪存储芯片FLASH和一片静态随机存储芯片RAM构成。CPU通过数据总线、地址总线与FLASH和RAM相连。CPU采用AMD的E86系列微处理器，它具有速度快、功耗低的优点，且集成了许多外围设备接口，I／O口可兼容3．3V和5V的输入，方便了系统设计，减少了外围芯片的数量。FLASH采用Intel的Boot Block系列大容量存储芯片，使扫描式翻译笔可存大词汇量词典，并可升级。
参照图4，主控电路111与扫描头2之间通过5条信号线相接，主控电路端的信号线为CPU的I／O口16(PIO16)、I／O口18(PIO18)、定时器0的输出端(TMROUT0)、同步通信数据口SDATA、I／O口0(PIO0)，扫描头端的信号线为SI、CLK、补偿信号、图象信号、位移信号。主控电路通过CPU的I／O口16(PIO16)、I／O口18(PIO18)和定时器0的输出端(TMROUT0)来控制扫描头的工作，由于扫描头所用的光学传感器是5V供电的器件，TMROUT0和PIO18要经过施密特电路整形后送给扫描头，为扫描头传感器的充放电提供同步(SI)和时钟(CLK)信号，PIO16经过由电阻和二极管组成的钳位电路后对扫描头信号起补偿作用。扫描头为CPU提供图象信号和位移信号，由于两者都是模拟信号，需经比较器整形后送给CPU，图象信号送给CPU的同步通信数据口SDATA，位移信号送给CPU的I／O口0(PIO0)。在待机状态下，CPU为扫描头提供SI和CLK信号并检测有无图象信号，当检测到有图象信号时，扫描头进入扫描图象状态，CPU为扫描头提供SI、CLK和，并连续检测扫描头的图象信号和位移信号，通过软件处理形成单词图象。
参照图5，3．3V电源接DC-DC变换器的输入端，主控电路111的CPU的I／O口22(PIO22)接DC-DC变换器的使能端(SHDN)，电容与DC-DC变换器的内部振荡电路相连。3．3V电源经过DC-DC变换后提升到5V，为扫描头的光传感器供电，图中电容起振荡作用，为DC-DC变换器提供开关频率。SHDN控制扫描头电源的打开和关闭。在待机状态下，主控电路定时打开DC-DC变换器，为节约功耗，若检测不到图象信号，立即关闭5V电源，只有在扫描过程中才会一直打开DC-DC变换器。
参照图6，液晶驱动电路由液晶模块和一些电阻、电容、电位器构成，主控电路通过CPU的片选线PCS0、地址线A1、数据线D7-D0与液晶模块线连，图中电阻与液晶模块内部的振荡电路相连，电容、电位器与液晶负压产生电路相连，这些元器件与集成在液晶内部的驱动芯片SED1550一起控制液晶点阵的显示。3个电解电容与内部电压提升电路相连，产生3倍于供电电压的液晶负压。另外5个无极性电容与电位器结合用以产生和调整中间5级液晶负压。图中电阻用于调整内部振荡电路的振荡频率。由CPU的I／O片选信号PCS0和地址线A1控制液晶的读写，在片选选中的情况下，当A1为高时送命令，A1为低时送数据，数据由数据总线D7-D0传输。
参照图7，按键置于上拉电阻和下拉电阻之间，输入端与下拉电阻相连并连接到CPU的外部中断口INT0、INT1、INT2、INT3、INT4。平时输入为低电平，当按键按下时，输入由低电平变为高电平，产生一个上跳沿，在CPU的外部中断口产生一个中断，CPU通过响应中断来处理按键。
参照图8，用户设置保存电路为一片EEPROM，EEPROM的4个信号脚CS、CLK、DIN、DOUT分别接在CPU的I／O口PIO15、PIO14、PIO5、PIO4，由软件来控制读写操作的时序。
参照图9，电源和开关电路由DC-DC转换芯片MAX1672及其外围电路构成，电池与二极管1、电容1并联后接至MAX1672的输入端，电感、二极管2、电容2与MAX1672的内部储能电路相连，MAX1672的输出端连接到复位芯片，控制端口连到CPU的I／O口PIO1、PIO2、PIO11。MAX1672具有输入电压范围大、静态电流低的特点，且具有低电池电压比较输出的功能。图中电感起储能作用，电感与二极管2、电容2结合在MAX1672内部开关电路关断期间提供电流。二极管1和电容1起保护作用，以防电池接反。电池电压经电阻1和电阻2分压后与1672内部的基准电压比较，结果送至CPU的I／O口PIO2。电压产生后经复位芯片位系统提供上电复位信号。开关采用按键式，按一下打开电源，在按下则关闭，通过软件参与来完成这一过程，CPU通过检测开关按键(PIO11)和设置PIO1来实现开机和关机。
参照图10，本实用新型的软件采用模块化设计，它包括主控模块和扫描模块、切割识别模块、按键模块、显示模块、下载模块、字典查询模块、自检模块、设置保存模块等功能模块。主控模块与各功能模块间是调用与被调用的关系，各功能模块间是平行关系。主控模块调用各功能模块实现扫描式翻译笔的各项功能。
软件运行流程如附图11所示，系统上电后，首先进行CPU初始化，主要是设置I／O口和内部寄存器，然后对外围芯片进行检查和初始化设置，初始化完毕，系统进入省电模式，定时检测用户的操作即按键和扫描头信号，若检测到扫描信号，则进行扫描并识别、翻译出用户所扫描的单词，若是按键信号，则进入菜单，执行菜单显示的功能。
综上所述，本实用新型所指的扫描式翻译笔，是一种能扫描识别并翻译单词的新型电子辞典，解决了掌上型电子辞典输入烦琐且速度慢的问题，为英语使用者和学习者带来了方便。
权利要求1．一种扫描式翻译笔，包括机身(1)、扫描头(2)，扫描式翻译笔机身(1)由线路板(11)、外壳(12)、透屏(13)、导电胶(14)、麦拉片(15)组成，线路板(11)由主控电路(111)、扫描头控制电路(112)、扫描头电源电路(113)、液晶驱动电路(114)、按键控制电路(115)、用户设置保存电路(116)、整机开关及电源电路(117)组成。其特征在于主控电路(111)由微处理器(CPU)、快闪存储器(FLASH)和随机存储器(RAM)组成。
2．根据权利要求1所述的扫描式翻译笔，其特征在于主控电路是以E86系列微处理器为核心的单片机系统。
3．根据权利要求1或2所述的扫描式翻译笔，其特征在于主控电路中的微处理器的定时器输出端和同步串行口与扫描头控制电路(112)连接，微处理器的外部中断源与按键控制电路(115)连接，主控电路(111)通过CPU的I／O口线连接扫描头电源电路(113)和整机电源及开关电路(117)，主控电路(111)通过微处理器的总线、I／O口与液晶驱动电路(114)相连，驱动液晶以显示扫描式翻译笔的各种工作状态和翻译结果，主控电路(111)通过微处理器的I／O口线与用户设置保存电路(116)连接。
4．根据权利要求1所述的扫描式翻译笔，其特征在于机身(1)前端弯曲，外壳(12)上部伸入扫描头(2)内部，外壳(12)下部有螺孔用以固定扫描头(2)，导电胶(14)在透屏(16)上伸出并紧靠液晶显示屏。
5．根据权利要求1所述的扫描式翻译笔，其特征在于扫描式翻译笔机身(1)和扫描头(2)通过紧固件采用组合安装结合成一体，可拆卸，扫描式翻译笔机身(1)的线路板(11)和扫描头(2)通过软印制板实现电气连接。
6．根据权利要求1所述的扫描式翻译笔，其特征在于扫描头(2)由扫描头左侧板(21)、扫描头中间板(22)、扫描头右侧板(23)用超声焊成一个整体，其内部形成两个腔体分别放置机械部件和光学器件。
专利摘要本实用新型涉及一种扫描式翻译笔,它是由机身和扫描头两部分构成,两者之间采用组合安装,用软印制板实现电气连接。扫描头中间有两个腔体分别放置机械器件和光学器件,硬件上采用了快速、低功耗的CPU和大容量的FLASH,软件设计上采用了先进的光学字符识别技术,保证了扫描、翻译速度快且功耗低,克服了普通按键输入型掌上电子辞典输入繁琐且速度慢的问题,为用户带来方便。
文档编号G06K9/20GK2418526SQ0022950
公开日2001年2月7日 申请日期2000年3月21日 优先权日2000年3月21日
发明者彭万铁, 张登峰, 李志雄, 许乐杰, 方斌 申请人:福建实达终端设备有限公司