专利名称：数字图书阅读装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及数字信息的处理装置，尤其涉及一种能接收多种数字信息来源的数字图书阅读装置。
随着世界网络、通讯和信息技术的飞速发展以及Internet在全球的迅速传播和普及，电子书籍、MP3音乐及其它电子信息市场的空间已发展到全球规模。人们可以方便的从网络上获得他们所需求的信息。另外，电子技术，尤其是大规模集成电路和超大规模集成电路技术的飞速发展为电子图书阅读器提供了必要的技术基础。使得制造功能强大、体积微小、功耗低、速度快的超大规模集成电路芯片成为可能，从而促使便携式电子产品问世。
世界各大电子产品生产商都进行PDA(个人数据处理器，又名个人掌上电脑)产品的开发和生产，目前市场上的PDA产品一般都提供以下功能1、上网功能，提供与调制解调器接口，并能从网上下载一定量的数据资料；2、阅读一定量的信息功能，能阅读下载资料和其它保存的资料；3、支持手写输入、还有理财、名片、写字板等辅助功能。上述功能在一定程度上满足了用户的需求。但是，它们仍存在一些让用户无法接受的缺点，如1、无背光源显示，使得在黑暗处和强光无法使用，大大地限制了用户的使用空间；2、无外挂存储器或外挂存储器容量太小，使得用户无法下载较大的电子文件，为用户带来很大的不便；3、无播放音乐功能。用户无法在阅读或休闲时听音乐；4、下载电子文件无加密解密功能，一些保密文件，用户无法保护；5、速度较慢，数据处理或上网时用户得花费更多的上网费。
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足之处而提供一种能够自动调节光源亮度的LCD背光源显示，具有较大容量的外挂存储器和与桑夏多功能网亭相匹配的解密功能的数字图书阅读装置。
本实用新型的目的可以通过采取如下的技术措施来实现设计一种数字图书阅读装置，包括保护外壳，液晶显示屏及内置于保护外壳的电路板，该电路板包括微处理芯片(U1)、电源管理和电压调节电路、与微处理芯片连接的液晶显示(LCD)驱动电路、内部随机读写储存器、内部闪速存贮器(FLASH)、数据源接收及处理电路、PC扩展接口和键盘。所述数据源接收及处理电路包括USB接口、红外数据(irDA)接口、RS232接口和闪速存贮卡(Compact Flash)接口；上述USB、irDA、RS232和Compact Flash接口的信号输出端分别接信息源判断模块的信号输入端口，信息源判断模块的信号输出分两路，如果是桑夏多功能网亭的加密信息，则经解密模块、解码模块接入微处理芯片的信号输入端口，非加密信息则直接接入微处理芯片的另一个信号输入端口；微处理芯片还固化有本数字图书阅读装置的管理控制程序P。
附图的图面说明如下
图1是本实用新型数字图书阅读装置的原理方框图；图2是微处理芯片U1与其它电路连接的电路原理图；图3是闪速存贮卡接口84、信息源判断模块85、解密模块86、解码模块87与微处理芯片U1连接的电路原理图；图4是内部随机读写存贮器与微处理芯片U1连接的电路原理图；图5是红外数据接口82与微处理芯片U1连接的电路原理图；图6是液晶显示驱动电路3与微处理芯片U1连接的电路原理图；图7是语音装置10与微处理芯片U1连接的电路原理图；图8是键盘6的电路原理图9是管理控制程序P的工作流程图；图10是解码模块87的解码原理框图；图11是解密模块86对读入的加密信息进行解密的过程示意图。
以下结合附图对本实用新型的最佳实施例作进一步详细说明。
如图1所示，本实用新型数字图书阅读装置包括保护外壳，液晶显示屏及内置于保护外壳的电路板，该电路板包括型号为EP7212的微处理芯片(U1)1(图2)、电源管理和电压调节电路2、与微处理芯片1连接的液晶显示(LCD)驱动电路3、内部随机读写储存器7、PC扩展接口5、键盘6、内部闪速存贮器(FLASH)4、数据源接收及处理电路8、触摸屏9、语音装置10和调制解调模块11；所述数据源接收及处理电路8包括USB接口81、红外数据(irDA)接口82、RS232接口83和闪速存贮卡(Compact Flash)接口(U4)84；上述接口81至84的信号输出端分别接信息源判断模块85的信号输入端口，信息源判断模块85的信号输出分两路，一路经解密模块86、解码模块87接入微处理芯片1的信号输入端口，另一路直接接入微处理芯片1的另一个信号输入端口；微处理芯片1还固化有本数字图书阅读装置的管理控制程序P。
数字图书阅读装置可通过五种途径从外界获取信息①通过电话线和调制解调模块11直接从Internet网下载信息；②通过Compact Flash卡获取信息；③通过USB接口81从另一台计算机获取信息；④通过RS232接口83从另一台计算机获取信息；⑤通过irDA接口82从外界获取信息。通过②～⑤途径读入的信息先由信息源判断模块85进行判断，如果读入的信息是来自桑夏多功能网亭的加密信息，则送入解密模块86、解码模块87进行解密和解码变成微处理器1可读写和显示的信息；如果读入的信息是未经加密处理的文本文件，则直接送入微处理器1，微处理器1对通过上述五种途径读入的信息进行处理，并通过LCD显示器显示出来或存入内部闪速存贮器(FLASH)4中供装置反复调用。存储在数字图书阅读装置的信息也可以通过PC扩展接口5传输到另外的微计算机进行再处理。键盘6和触摸屏9提供一个方便、快捷的人机对话的界面。语音装置10提供一个具有MPEG-1音频编码标准的高质量数字音频输出。
下面分别介绍各个模块的具体电路及其与微处理芯片U1的连接关系。
所述信息源判断模块(85)、解密模块(86)和解码模块(87)的功能被固化在一个闪存芯片U3中，Compact Flash卡接口(84)由集成电路芯片U3实现；芯片U3和U4的37和47脚并接在一起接微处理芯片U1的VDD接线端，芯片U3和U4的28脚并联后接芯片U1的READ接线端，芯片U3和U4的11脚并联后接U1的Write接线端，12脚并在一起接U1的Read接线端(图3)。
能阅读经桑夏新网通网亭加密的数字信息是本实用新型装置的一大特点，加密文件经过整形标准化处理后，算法识别符及参数送解密算法发生器产生解密算法，加密的加密钥解密器，密钥解密器由E-book公钥对密钥进行解钥，产生解密钥标准化处理，后的数据送解密中心。解密中心将解密密钥，加密数据，解密算法一起进行解密。其解密过程如图11所示。产生解密后的数据再由解码器进行解码，解码过程如图10所示。
所述irDA接口(82)含有型号为MAX3100的芯片U6和型号为HRM1200的芯片U7以及外围的电容C02、C04、C9、C10，晶振X31和电阻R4、R5；芯片U6的4、12、13脚分别连接U7的3、4、5脚，芯片U6的1～4脚分别与芯片U1的PB2～PB5接线端连接(图5)。
U6的CS端与U7的PSD端通接一条控制线的目的是为了能同步控制。对于U7，当PSD＝0时，允许红外通讯。信号的发送过程如下选通CS(PSD)端，微处理芯片U1通过PB2端口发送数据经U6解码送到U7转换成红外线信息发送出去。信号的接收过程如下选通CS(PSD)端，U7接收到外来红外线信号转换成数据送到U6解码，解码后的信号送到微处理芯片U1的PB3端口。
所述语音装置10包括MP3解码芯片U5及其外围的电容C01、C09、C1～C8、电阻R1～R4；芯片U5的1～8脚分别接微处理芯片U1的RESET、SSTTXDA、SSICLK、SSITXFR、SSIRXFR、PD5、PD4和PD3接线端，芯片U5的12、15和16脚为语音输出。音频的解码过程如下微处理芯片U1选通MP3解码芯片U5后，由SSICLK给出时钟，再由SSITXDA送出MP3串行数字信号，这两个数字信号经过芯片U5的数字插分得到两个数字信号，该两个数字信号经数字插分滤波器、声音混合器混合，再进行数模转换输出到某一声道即完成MP3解码(图7)。
所述液晶显示(LCD)驱动电路3包括显示芯片U8、由芯片U9及三极管Q3、Q4、电容C6～C7、电阻R10～R11组成的灯丝驱动电路，由芯片U10、U11、三极管Q1、Q2、电阻R1～R9、电容C1～C4、稳压管D1和电感L1组成的自动光线检测与调节电路；芯片U8的1～9脚与微处理芯片U1的对应端口连接，U9的两个输出端直接接灯丝，U10、U11组成的电路的V0端接U8的V0端，其Diso端接U1的相应端口。其中DB0～DB4为四条数据线，CL1为数据锁存信号，CL2为数据移位信号，FRM为LCD显示同步脉冲输出，M为LCD波形交换信号(图6)。
当CL1信号处于下降沿时，CL2数据移位即处于上升沿，几个指令周期后，变为下降沿，于此同时，FRM变为高电平，开始读取D0～D3的串行数据，一次抓取数据为80位，FRM变为低电平，完成一次写显示。U11图示电路产生3KV高压点亮灯丝，U12、U13图示电路自动检测光线强弱并予以调节，当外界光线较弱时，U13光敏器件感知光信号，转化为相应的电信号使电阻变小，从而输出电压增高，亮度加强；当外界光线较强时，U13光敏器件感知光信号，转化为相应的电信号使电阻变大，从而输出电压较低，亮度减弱，从而实现亮度的自动调节以适应阅读的需要。
触摸屏9是一块加在液晶显示屏上的增值产品，是附加的一种集输入、输出为一体的触摸感应器。它使键盘的操作变得极其简单，只须用手轻轻一触便可得到所需得信息或实现所需的操作。当用户的手指触及到显示屏时，所触及的位置即被检测到了，并将该点坐标通过通口传输到CPU。因此，用户通过触摸屏与计算机交互时，可将全部精力集中到屏幕上，使得输入与输出结合得更加紧密，从而大大提高人机对话的速度和效率。
所述内部随机读写存贮器7为随机读写芯片U2，该芯片的地址线A0～A17、数据线D0～D16分别接微处理芯片U1的A0～A17、D0～D16，U2的CE端接U1的A24，U2的Write、Read分别与U1的对应端连接。(图4)。
所述键盘(6)含有与微处理芯片U1连接的快捷电路及其快捷按键，如图8所示。
图9是管理控制程序P的工作流程图，由于图9的图面太大，把图9分成图9a、图9b和图9c三部分，图9a与图9b在A点相接，图9b与图9c在B点连接。开机后，系统进行初始化工作，把机器设置为Operating状态，将SRAM置于清空状态，将LCD点亮置于初始显示状态。将MP3置于未启动状态，将Flash driver的LED点亮，将内部中断IRDA、RS323置于屏蔽状态，Power low置于开放状态，外部中断置于屏蔽状态，I/O口数据置于预定状态，禁止读I/O口状态，并禁止读中断口状态及系统标志状态。
初始化完成后，显示开机主界面及初始化参数，系统对相应的按键和触摸屏进行监视，等待触发信号。如果按下复位键，则处理相应的复位子程序后，回到系统初始化状态，重新对系统初始化；如果按阅读键，则显示阅读界面，并监视相应按键及触摸信号；如果按MP3键，则显示MP3主界面，检测Flash卡及MP3文件并状态，并监视相应的按键及MP3主界面上的触摸信号，相应的按键及触摸信号发生时则处理相应的子程序，完成MP3的播放功能；如果按红外数据传输键，则进入相应的红外传输界面，用户可选择需要红外传输的文件，调红外通讯子程序进行传送。当开机主界面的触摸信号按下时，则进入相应的主界面，如阅读MP3、名片、电子邮件、红外传输、复位。界面处理后进入相应的状态完成各自功能。
本实用新型数字图书阅读装置具有如下优点1、支持IrDA1、2标准，可高速红外通讯，能传递大容量信息；2、可扩充64M Compact Flash卡；3、具有与新网通网亭相配合的解密模块，能有效地进行版权保护；4、提供高质量的MP3播放功能；5、提供仿书本大屏幕背光显示，提供用户轻松、熟悉的阅读环境，能适于各种环境；6、具备触摸屏功能；7、快捷按键，能方便用户。
本实用新型装置实施例所用主要元、器件型号、参数如下电路符号名称规格型号U1芯片EP7212U2芯片TC55V16256FTU3芯片TMS29F008TU4芯片TC58FVT641U5芯片CS4341
U6 芯片 MAX3100U7 芯片 HRM1200U8 芯片 UlLCDU9 芯片 FDT0019AU10芯片 AC1652U11芯片 光敏TU-1U1A～U1F 非门 SN54AC04Q1、Q2 三极管9012Q3、Q4 三极管D965L1 电感 150μHL2 电感 75μHX31晶振 18432MD1 稳压管5819W1 可调电阻 2KR1～R18 电阻C01、C09、C1～C16 电容
权利要求一种数字图书阅读装置，包括保护外壳，液晶显示屏及内置于保护外壳的电路板，该电路板包括微处理芯片(U1)(1)、电源管理和电压调节电路(2)、与微处理芯片(1)连接的液晶显示(LCD)驱动电路(3)、内部随机读写储存器(7)、PC扩展接口(5)和键盘(6)；其特征在于所述电路板还包括与微处理芯片(1)连接的内部闪速存贮器(FLASH)(4)和数据源接收及处理电路(8)，该数据源接收及处理电路(8)包括USB接口(81)、红外数据(irDA)接口(82)、RS232接口(83)和闪速存贮卡(Compact Flash)接口(U4)(84)；上述接口(81)至(84)的信号输出端分别接信息源判断模块(85)的信号输入端口，信息源判断模块(85)的信号输出分两路，一路经解密模块(86)、解码模块(87)接入微处理芯片(1)的信号输入端口，另一路直接接入微处理芯片(1)的另一个信号输入端口。
2.根据权利要求1所述的数字图书阅读装置，其特征在于该数字图书阅读装置还包括与微处理芯片(1)连接的触摸屏(9)。
3.根据权利要求1所述的数字图书阅读装置，其特征在于该数字图书阅读装置还包括与微处理芯片(1)连接的语音装置(10)。
4.根据权利要求1所述的数字图书阅读装置，其特征在于该数字图书阅读装置还包括与微处理芯片(1)双向连接的调制解调模块(11)。
5.根据权利要求1所述的数字图书阅读装置，其特征在于所述信息源判断模块(85)、解密模块(86)和解码模块(87)的功能被固化在一个闪存芯片U3中，Compact Flash卡接口(84)由集成电路芯片U3实现；芯片U3和U4的37和47脚并接在一起接微处理芯片U1的VDD接线端，芯片U3和U4的28脚并联后接芯片U1的READ接线端，芯片U3和U4的11脚并联后接U1的Write接线端，12脚并在一起接U1的Read接线端。
6.根据权利要求1所述的数字图书阅读装置，其特征在于所述红外数据(irDA)接口(82)含有芯片U6和U7以及外围的电容C02、C04、C9、C10，晶振X31和电阻R4、R5；芯片U6的4、12、13脚分别连接U7的3、4、5脚，芯片U6的1～4脚分别与芯片U1的PB2～PB5接线端连接。
7.根据权利要求3所述的数字图书阅读装置，其特征在于所述语音装置(10)包括MP3解码芯片U5及外围的电容C01、C09、C1～C8、电阻R1～R4；芯片U5的1～8脚分别接微处理芯片U1的RESET、SSTTXDA、SSICLK、SSITXFR、SSIRXFR、PD5、PD4和PD3接线端，芯片U5的12、15和16脚为语音输出。
8.根据权利要求1所述的数字图书阅读装置，其特征在于所述液晶显示(LCD)驱动电路(3)包括显示芯片U8、由芯片U9及三极管Q3、Q4、电容C6～C7、电阻R10～R11组成的灯丝驱动电路，由芯片U10、U11、三极管Q1、Q2、电阻R1～R9、电容C1～C4、稳压管D1和电感L1组成的自动光线检测与调节电路；芯片U8的1～9脚与微处理芯片U1的对应端口连接，U9的两个输出端直接接灯丝，U10、U11组成的电路的V0端接U8的V0端，其Diso端接U1的相应端口。
9.根据权利要求1所述的数字图书阅读装置，其特征在于所述内部随机读写存贮器(7)为随机读写芯片U2，该芯片的地址线A0～A17、数据线D0～D16分别接微处理芯片U1的A0～A17、D0～D16，U2的CE端接U1的A24，U2的Write、Read分别与U1的对应端连接。
10.根据权利要求1所述的数字图书阅读装置，其特征在于所述键盘(6)含有与微处理芯片U1连接的快捷电路及其快捷按键。
专利摘要一种数字图书阅读装置,包括保护外壳及内置的电路板,该电路板包括微处理芯片1、电源管理和电压调节电路2、LCD驱动电路3、内部闪速存贮器(FLASH)4、PC扩展接口5、键盘6、内部随机读写储存器7和包括USB接口81、红外数据(irDA)接口82、RS232接口83和Compact Flash卡接口84的数据源接收及处理电路8;本实用新型装置支持IrDA1、2标准,可高速红外通讯,可扩充64M Compact Flash卡,提供仿书本大屏幕背光显示和高质量的MP3播放功能,且具有与新网通网亭相配合的解密模块,能有效地进行版权保护。
文档编号G06K7/00GK2487032SQ00240149
公开日2002年4月17日 申请日期2000年11月13日 优先权日2000年11月13日
发明者丁子锦, 毛永毅, 程军 申请人:深圳市桑夏皖能高科技有限公司