专利名称：时间记录器及其控制方法
技术领域：
本发明提出了新的时间记录器和它的控制方法。时间记录器采用单板机控制，包括光电译码器、液晶显示器、简化键盘，还可以具有计算机语音还原装置。
本发明所称时间记录器指的是用于记录职工工作时间的仪器，也称为考勤机。它使用一种专门设计的考勤卡片，其下部有一个穿孔区，记录着持卡职工的编号;有的上部还设有打印数据的表格，用于记载职工的考勤数据。
现有技术中的时间记录器都是单一配置的，也就是说只具有单一的光电译码器和液晶显示器，语音还原装置也是单通道的。
例如日本公开特许公报昭60-144889《时间管理装置》所记载的小型化时间记录器就是这样的。它不带有语音还原装置。
日本公开特许公报昭58-139291公开了一种带有计算机语音还原装置的时间记录器。它也只有一个机械扫描式光电译码器、一个液晶显示器和一个单通道的计算机语音还原装置。
现有时间记录器在无卡片插入时显示当前时间，并以定时器中断的方式每分钟更新一次时钟显示。当有卡片插入时按照编码规则读取卡片上的穿孔代码，在液晶显示器上显示职工的编号。存贮至少包括职工编号、插卡时间和进出标志三项内容的考勤数据。指令语音还原装置发出语言提示，其主要操作是根据发声指令指出的首地址寻址存贮语音数据的ROM存贮单元，并将数据依次锁存到D/A转换器。
因为这种单一配置的时间记录器每次只能处理一个卡片的信息，上下班职工都必须在同一个光电译码器的插口中依次插卡片。为了区分职工的到岗和离岗，前者规定上班职工正面插卡，下班职工反面插卡;仪器根据卡片的正反面区分到岗和离岗的数据。
后者为了适应多班弹性时间工作制，采用了按班次键的办法，每一个班次键对应一组规定上下班时间。职工插卡时按下自己所上班次的班次键键，时间记录器就将插卡时间同该班次的规定上下班时间相比较，判出插卡该职工是上班还是下班。
现有时间记录器的控制单板机都是单微处理器(CPU)结构的。在CPU的三总线上接有定时器、只读存贮器、随机存贮器和各种接口电路。其语音还原装置主要包括一个存有待还原语句的A/D转换数据的只读存贮器、一个D/A转换器、一个音频放大器和扬声器。例如昭58-139291就是这样的。
其语音还原装置的功能也十分有限，只能根据职工的出勤状态由CPU在语音数据只读存贮器中找到相应语句的首地址，并将该地址后面的数据依次锁入D/A转换器变换成模拟电信号，送音频放大器放大后推动扬声器发出诸如发出“您早(正常上班时)”、“您辛苦了(正常下班时)”、“您迟到了”、“您早退了”等语言提示。
这种固定内容的语句其意义仅限于告诉插卡职工自己的出勤状态，无助于管理人员和公众监督插卡者所用卡片的正确性。而在实际工作中，卡片编码与持卡者不符的现象(例如替别人插卡、伪造他人卡片等)是难免发生的。因此，更为需要的功能是提示插卡职工的编号，以便了解卡片与插卡者的对应性。尽管现有技术提供了职工编码的视觉显示，但是这种提示也仅仅供插卡职工个人使用，也不便于管理人员和公众监督。有意义的是让语音还原装置能够读出职工编码，让大家都能听到卡片的编号。这样了解插卡者编号的人马上可以发现作弊行为;至少可以对作弊者造成心理压力，使其有所收敛。
综上所述，现有时间记录器存在的问题是1、插卡动作不够简化。前者要求先判断卡片的正反面，后者除必须正面插卡外还要按一个班次键。复杂的插卡动作使职工容易产生动作失误(例如插反了卡片或按错了班次键)，这会导至仪器记录下一个不正确的考勤数据。
2、上下班职工都在同一个光电译码器中插卡考勤，而且每次只允许一名职工插卡，甚且还要手工按班次键，这样在上下班高峰时间人员流量会受到限制。同时有职工进出的情况下，人员流动方向相对，不利于快速通过。
3、其提示方式不利于管理人员和公众监督作弊行为。
本发明的任务在于给出一种足以克服上述缺点的时间记录器的新组合，和它的控制方法。具体地说它使插卡动作进一步简化，允许上下班职工同时插卡而不会造成人员对流，其语音还原装置能够读出插卡者的职工编码，有利于对作弊者进行监督。
本发明的解决方案如下时间记录器及其控制方法，用单板计算机控制，具有光电译码器、液晶显示器、简化键盘和计算机语音还原装置。其控制方法至少包括以下步骤a、在无卡片插入时显示当前时间，并以定时器中断的方式每分钟更新一次时钟显示;
b、有卡片插入时按照编码规则读取卡片上的穿孔代码;
c、在液晶显示器上显示职工的编号;
d、存贮至少包括职工编号、插卡时间和进出标志三项内容的考勤数据;
e、指令语音还原装置发出语言提示，其主要操作是根据发声指令指出的首地址寻址存贮语音数据的ROM存贮单元，并将数据依次锁存到D/A转换器。
在本发明时间记录器机箱的面板上，对称地设有二套光电译码器和液晶显示器，说的计算机语音还原装置也是双通道的;控制单板机为采用主从控制的双CPU结构，在主控单元上为两个光电译码器各设有一个进出标志开关(计算机状态开关);从控单元构成所说的双通道语音还原装置，以音节组合的方式还原出至少包括职工编码和进出状态的语句。
控制方法中的第b步读取穿孔代码时还包括b.1、判断卡片正反面的操作，当卡片反面插入时依相反的顺序读取或存放所说的代码;
b.2、读取所说的进出标志开关的操作，开关置“0”(或置“1”)时将考勤数据中的进出状态位设置为“进门”(或“出门”)，反之当开关置“1”(或“0”)时将进出状态位设置为“出门”(或“进门”);
在控制方法的第e步还包括e.1、依据职工编号和进出状态修改首地址的操作，所说的ROM存贮器中至少固化有0～9、进和出的语音A/D数据;
本发明采用双配置的光电译码器和液晶显示器，根据卡片的正反面改变读取或存放代码的顺序，利用计算机状态开关提供考勤数据的上下班标志。这些措施使得仪器可以同时处理两个卡片的信息，可以将两个译码器分别定义为“进门”专用和/或“出门”专用，允许上下班职工在不同的译码器中分别插卡，插卡前不必区分卡片的正反面。它适合放在单位上下班进出通道的中间使用。进出职工只须沿右侧行走，在距本侧最近的光电译码器中将卡片不分正反面地插入，就可以完成考勤的全部动作。这有效地避免了人员对流，减少了等待时间，加快了通过速度。最简化的插卡动作使职工非常容易掌握，因此不会因动作失误而导至错误的考勤数据。
本发明的时间记录器采用的是电扫描的光电译码器，取消了卡片送进机构。这除了提高了可靠性以外，还使它适合在室外工作，可以放置在单位的大门口使用。
所说的音节组合方式指的是，在语音数据存贮器中固化的是一些组成有用语句的单字的语音A/D转换数据，语音还原时通过不断修改首地址选出某些单字的语音数据送到D/A转换器，从而组合出具有不同内容的语句来。本发明至少存贮了0～9这九个数字和进、出两个文字的汉语读音，根据读得的职工编号(由卡片的穿孔代码求得)和进出标志依次修改首地址，从而组合出包括职工编码和进出状态的语句。例如在进门插卡口中插入的卡片职工编码为1024，那么语音还原装置将读出“1024进”这样的语句;如果在出门插卡口中插入2048号卡片，语音还原装置将读出“2048出”。这样可使管理人员和公众都能了解到当前插入卡片的编号，当编号与持卡者不符时，有可能被人们发现。这对于作弊者至少是一个心理压力，使其不敢明目张胆地作弊。
采用主从控制的双CPU单板机，用从控单元构成语音还原装置，有效地解决了功能控制和语音还原争执行时间的矛盾，使得语句合成和二路同时发声的程序编制变得更加容易，因而可以实现读出职工编号的任务。此外这种设计还具有便于充分利用硬件资源，可以使用廉价器件等优点。
本发明包括7幅附图。其中
图1是本发明时间记录器的一种外形设计的正等侧投影图;
图2是图1的剖视图;
图3是光电译码器的光敏管阵列的平面图;
图4是控制用单板计算机的原理图;
图5是主控单元的主程序框图;
图6是从控单元的主程序框图;
图7是语句合成中断服务程序的框图;
以下将对照附图详细说明本发明时间记录器的构成和工作原理。
按照以下说明本发明可以很好地实施。
如图1所示，本发明时间记录器有一个机箱(1)。在其面板(2)上对称地布置有两个光电译码器的插入口(6)和各自的液晶显示器(4)，机箱的侧面开缝(3)处安装有扬声器(图2中的16)，另一侧面布置有简化键盘(8)，和电缆口(7和9)。
如前所述，两个光电译码器是可以重定义的。例如将一个插卡口定义为进门，另一个定义为出门;也可以都定义为进门或出门。由于这仅仅涉及对考勤数据的处理，因此可以用硬件或软件的方法来实现。本例中的进出标志开关是利用硬件的手段实现这种定义。
图2的剖视图表明了电扫描光电译码器的一种具体结构。它包括一个电光源(14)，透镜(13)将其散射光变为准平行光。在卡片插入口(6)对面布置着光敏管(10、11、12)阵列。该阵列的正面见图3的平面图。上面的五行光敏管组成代码阵列，其中第五行两端的两个光敏管(11)为“正反面”识别标志，只允许其中的一个感光(在卡片上打孔)。光敏管阵列的最下一行为“卡片插到位检测器”，它可以只有一个光敏管(12)。职工个人卡片(9)正确插入时，卡片的下边缘将该光敏管遮光，计算机据此判定卡片已插好并开始读取卡片的代码部份。
图2的下面双点划线绘出的是单板机的电路板(15)，其原理图如图4所示。它是一个采用主从控制的双CPU结构的单板机，其中微处理器(CPU1)及其外围电路构成主控单元，微处理器(CPU2)构成从控单元。
主控单元与现有技术的控制单板机相似。由微处理器(CPU1)、定时器1、存贮器(ROM1和RAM2)和一系列的接口电路构成。
定时器1提供CPU1的操作时钟，并且每分钟向CPU1申请一次中断，以便更新液晶显示器的时钟显示。
只读存贮器(ROM1)固化有CPU1的操作程序，随机存贮器(RAM1)提供程序工作区，并用于缓存一定数量的考勤数据。
接口1上接有简化键盘(图1中的8)，其作用是用来校准显示的时间，向单板机发出简单的指令，使之显示已存贮的考勤数据条数和最后一条考勤数据的内容。
接口2和接口3上分别接着液晶显示器1和液晶显示器2，它们平时显示当前时间，在有职工卡片插入时则显示职工的编号。
接口4可以连接外接打印机，用来打印存贮的考勤数据。打印机电缆可从机箱侧面的转插口(7)接入(见图1)。另一转插口(9)可用来连接通讯电缆，用于同微型计算机联机通讯。这样可以将大量的考勤数据传入微机进行处理，有利于大型企业使用多台时间记录器时统一收集和处理数据。图4中接口5是专用于联机通讯的。
接口6和接口7分别用于读取两个光电译码器的各个光敏管和进出标志开关的状态。进出标志开关是用于设置光电译码器的进出状态的开关。它实际上是单板机的一个状态开关。当主控单元读到该开关置0时，将由这个光电译码器读入的考勤数据标识为上班的数据，反之为标识为下班的数据。这两个开关可以设在面板(2)下面插卡口(6)附近，并且使其同一个标有进和出字样的标牌(18)连动，该标牌可从面板上的观察窗(5)中看到。当开关置0时使标牌显示进，反之则显示出。以此来提示该插卡口的定义状态。
接口8专用于同从控单元接口。
从控单元构成所说的双通道语音还原装置，由另一个微处理器(CPU2)、定时器2、随机存贮器(RAM2)、程序只读存贮器(ROM2)、语音数据只读存贮器(ROM3)和双路的D/A转换器、低通滤波器、音频放大器及扬声器构成。主控单元通过接口电路(接口8)以外部中断的方式向从控单元发送发声指令。
为了避免语音变异感，语音数据必须以其采集时的频率还原出来。这就要求语音还原装置必须以固定的速度向D/A转换器锁存语音数据，并且这一过程不会被任何设备或程序所打断。本发明采用定时器中断方式向D/A转换器锁定数据，中断频率等于语音数据的采集频率，并且将该定时器中断设计为从控单元微处理器(CPU2)所处理的最高级中断。
这一中断请求由定时器2提供。当从控微处理器CPU2响应这一内部中断请求后，转去执行一个如图7所示的语句合成中断服务程序。语音数据由该中断服务程序输出到D/A转换器，每次中断向1号和或2号D/A转换器输出1字节数据。由于该中断为CPU2所处理的最高级中断，因此不会被其他任何设备或程序所中断，从而保证了语音还原的需要。这种硬件中断方式比用软件方法实现要可靠、语音比较稳定。
随机存贮器(RAM2)仅作为从控单元的指令缓存区使用，可以是微处理器(CPU2)的内部存贮器。
程序存贮器(ROM2)中固化着CPU2的操作程序，数据存贮器(ROM3)中固化的是汉语语音0～9、进、出和300HZ、600HZ正弦波的A/D转换数据。当然，根据使用的需要，还可以包括其他语音或非语音数据，例如还可以象现有技术那样存入表明出勤状态的单字语音数据。这些语音数据可以是定长度的，例如本实施例为1500字节;也可以是不定长的，这时要求设有结束标志。但是不论定长与否，一个语音数据必须存于一个连续的存贮空间内。
二个D/A转换器分别定义为不同的输出端口，它们各连首一个发声通道，通过选择输出端口可以使不同的扬声器发声。
本时间记录器的控制方法或工作过程如下系统接电后自动进入图5所示主控单元的主程序。首先对系统进行初始化(第110步)，而后进入键盘分析处理(第130步)及对二个光电译码器的“卡片插到位检测器”进行探测(第140和150步)的主循环。此时两个液晶显示器均显示当前时间，该时间显示可以用前述的简化键盘象校准电子手表那样校准。如无卡片插入，该主循环每分钟被定时器1中断一次，以便主控微处理器(CPU1)转去执行一个更新时钟显示的程序。
在第140步和第150步，控制单元读光电译码器最下一行的“卡片插到位检测器”。这是一个由卡片下部边缘遮光的光敏管(12)。如果在140步读到该检测器被遮光(置“0”)，程序转向第141步;在第150步测到该位置“0”则转到第151步。以下的过程都是一样的，即读取光电译码器各个光敏管和机内各种开关的状态。
首先读取的是光电译码器上的“正反面标志”位，以判别卡片的正反面(第141和151步)。如前所述，正反面标志是光敏管阵列中某一行位于对称位置上的二个光敏管(例如图3中的11)，在卡片上的对应位置上只允许有一处穿孔。在程序中约定其中的某一个光敏管感光时为正面插入，另一个感光时为反面插入。该步骤仅仅导致以下读取各种代码的顺改变，不影响考勤数据的具体数值。
然后读取职工代码(第142步或152步)。如果卡片正面插入，用一种顺序读取卡片的各位穿孔;若是反面插入则以相反的顺序读取。也可以用一个固定的顺序读取，在存放时将各位反序。
接下来读取卡片上的校验码(第143或153步)。校验码是在卡片上设置的用来区别不同单位的编码，也称为单位码。与机内密码配合起作用。
最后读取机内各种开关的设置状态(第144或154步)，包括机内密码和进出标志。
机内密码由一个多位开关产生。该开关通过一个接口电路(接口9)作用于数据总线，产生一个单位编码，其值应当与卡片上的校验码有某一特定的对应关系。程序读取校验码和机内密码只是验证这种对应关系，不对考勤数据产生影响。校验码和机内密码的作用是让使用同一种时间记录器的各单位均可以使用从1开始的职工编号，使各单位具有同一编号的职工卡片不能互换使用。
进出标志如前所述是一个状态开关，它的0或1状态被程序读取后放在考勤数据中的进出状态位上，以区别进门的数据和出门的数据。用硬件实现的进出状态标志比软件实现要直观。还可以将开关的拨柄同一个标牌(例如图2中的18)相连接，当开关拨向置0时该标牌显示进门，反之显示出门，用来提示职工在相对应的译码器中插卡片。用这种方法区分到岗和离岗比现有技术中采用正反面区分和每次插卡后按班次键的优点多。例如使插卡动作简化，使职工易于掌握，还可缩短等待时间。
在程序的第145和155步判别读入的卡片是否有效。当卡片上的校验码与机内密码存在规定的对应关系时认为卡片有效，反之认为无效。对于无效的卡片程序进入第149或159步，指令从控单元(语音还原装置)发出单频音响报警，提醒管理人员处理。
如果读到的卡片是有效的，则在液晶显示器上显示职工的编号(146或156步)、向语音还原装置发出具有约定格式的发声命令(147或157步)，然后将考勤数据写入存贮器RAM1中(第148或158步)。考勤数据包括职工代码(或编号)、进出标志和进出时间，还可以根据需要包含其他项目。
考勤数据可以象现有技术那样经过处理后打印出来，也可以通过计算机通讯的方法传输到微型计算机中进行多种处理。
语音还原装置的控制方法是A、不断查询主控单元是否发来了发声指令;
B、接到有效的发声指令后将其翻译成相应的首地址并填写首地址表;
C、根据发声指令指出的通道号设置发声标志;
中断服务程序根据发声标志进入向指定通道发送数据的过程。
图6所示的从控单元主程序框图表明了上述控制方法。
系统上电后程序先对从控单元进行初始化(210步)，然后就不断查询是否收到了合法的发声指令(230步)。发声(包括报警)指令由主控单元的主程序生成，其格式是在程序中约定的。指令中必须包括发声通道号、职工编号和进出状态等内容。例如本例约定指令格式为S
×××× ＃ … 0D 0A其中 S-首标符号
-发声端口号(1号口或2号口)×-职工代码(0～9)＃-进出标志…-其他内容，例如表示出勤状态的符号0D 0A-回车换行符号(命令结束标志)报警时发送来的发声指令只包含首标、报警符号和回车换行符号。从控单元接到报警指令时只译出300HZ和600HZ单频数据的首地址，这样就可以发出高低两声单频报警音响。
发声指令由主控单元通过接口电路(接口8)以外部中断的方式传给从控单元(语音还原装置)。从控单元接到发声指令后将职工编号和进出状态翻译成相应语音数据的首地址填入一个首地址表(第240步)，并根据发声通道号设置该通道发声的标志(第250步)。当某一次定时器中断申请在这时到来时进入发声过程。
由于从控单元定时器2的中断请求为最高优先级，因此从控主程序以语音数据的采集频率被定时器2所中断，而进入图7所示的发声中断服务程序。发声中断服务程序在保护中断现场(第310步)之后依次检查从控主程序为哪个发声通道设置了发声标志(第311步和第321步)。如果中断发生在从控主程序设置通道发声标志(第250步)之前，发声中断程序在检查两个发声标志(第311和321步)之后便恢复中断现场(第330步)返回到从控主程序(第340步)。如果某一次中断发生在从控主程序填写发声首地址表和设置通道发声标志(第250步)之后，发声中断服务程序就根据该通道发声标志，或进入第312步将发声数据送1号发声通道，或进入第322步将发声数据送2号发声通道。如果两个通道的发声标志均被设置，发声中断服务程序依次将相同或不同的数据送往1号和2号发声通道。
中断服务程序为各通道设置一个首地址指针，它首先指向首地址表的第一个表项;该程序还为每个通道设置一个计数器，其初始值为0。程序以首地址指针的内容为基地址，以计数器的值为偏移量寻址语音数据的存贮单元，向指定端口输出。每次中断可向1号和/或2号D/A转换器(分别代表1号和2号发声通道)锁存一字节数据，所说计数器的值加1。当计数器的值增到超过第一个单字的总字节数(假定语音数据是定长的，例如本例中的1500字节)时，便认为第一个单字的语音数据已全部发送完毕，程序将首地址指针修改为指向第二个表项并将计数器清零，开始发送第二个单字的数据。每次修改首地址指针后均检查该表项中的内容是否为回车换行符号0D 0A，以判断1号或2号通道发声是否结束，这在图7的程序中由第313步或第323步来完成。如果首地址指针所指表项的内容是0D 0A，则认为该通道发声结束。这时程序将清除该通道的发声标志(第314或324步)，当再次中断时程序将由第311步或321步跳过以下发送语音数据的部份。
权利要求
1.时间记录器及其控制方法，用单板计算机(15)控制，具有光电译码器(6)、液晶显示器(4)、简化键盘(8)和计算机语音还原装置，其控制方法至少包括以下步骤a、在无卡片插入时显示当前时间，并以定时器中断的方式每分钟更新一次时钟显示；b、有卡片插入时按照编码规则读取卡片上的穿孔代码；c、在液晶显示器上显示职工的编号；d、存贮至少包括职工编号、插卡时间和进出标志三项内容的考勤数据；e、指令语音还原装置发出语言提示，其主要操作是根据发声指令指出的首地址寻址存贮语音数据的ROM存贮单元，并将数据依次锁存到D/A转换器，本发明的特征是时间记录器机箱(1)的面板(2)上对称地设有二套光电译码器和液晶显示器，说的计算机语音还原装置也是双通道的；控制单板机(15)为采用主从控制的双微处理器(CPU1和CPU2)结构，其中主控单元控制两个光电译码器的接口电路(接口6和接口7)上各接有一个进出标志开关；从控单元构成所说的双通道语音还原装置，以音节组合的方式还原出至少包括职工编码和进出状态的语句，控制方法中的第b步读取穿孔代码时还包括b.1、判断卡片正反面的操作，当卡片反面插入时依相反的顺序读取或存放所说的代码；b.2、读取所说的进出标志开关的操作，开关置“O”(或置“1”)时将考勤数据中的进出状态标识为“进门”(或“出门”)，反之当开关置“1”(或“0”)时将进出状态标识为“出门”(或“进门”在控制方法的第e步还包括e.1、依据职工编号和进出标志修改首地址的操作，所说的ROM存贮器中至少固化有0～9、进和出的语音A/D数据。
2.如权利要求1所述的时间记录器及其控制方法，其特征是所说的双通道语音还原装置设有二个定义为不同输出端口的D/A转换器，它们各连着一个由低通滤波器、音频放大器和扬声器组成的发声通道，通过选择输出端口使不同的发声通道发声。
3.如权利要求2所述的时间记录器及其控制方法，其特征是语音还原装置采用定时器(定时器2)中断方式向D/A转换器锁定数据，中断频率等于语音数据的采集频率，该中断为从控单元微处理器(CPU2)所处理的最高优先级中断。
4.如权利要求3所述的时间记录器及其控制方法，其特征是语音还原装置的控制方法是A、不断查询主控单元是否发来了发声指令;B、接到有效的发声指令后将其翻译成相应的首地址并填写首地址表;C、根据发声指令指出的通道号设置发声标志;中断服务程序根据该发声标志进入向指定通道发送语音数据的过程;中断服务程序为各通道设置一个首地址指针，它首先指向首地址表的第一个表项;为每个通道设置一个计数器，其初始值为0;以首地址指针的内容为基地址，以计数器的值为偏移量寻址语音数据的存贮单元;每次向1号和/或2号D/A转换器锁定一字节数据，所说计数器的值加1，当该值超过一个语音数据的字节数时，将首地址指针修改为指向下一个表项并将计数器清零;每次修改首地址指针后均检查所指表项中的内容是否为回车换行符号0D 0A，如是则清除该通道的发声标志，当再次中断时程序将跳过发送语音数据的部份。
5.如权利要求1至4所述的时间记录器及其控制方法，其特征是所说的进出标志开关设在面板(2)下面插卡口(6)附近，同一个标有“进”和“出”字样的标牌(18)连动，该标牌可从面板上的观察窗(5)中看到。
全文摘要
本发明提出新的时间记录器及其控制方法。有二套电扫描光电译码器、液晶显示器和双通道的语音原装置。采用双CPU单板机控制。在单板机上为每一个光电译码器提供一个状态开关。在状态开关的拨柄上安装有一个标着“进”和“出”字样的标牌，在面板上开有一个可看到该标牌的观察窗。当状态开关置“O”时将考勤数据设置为上班，观察窗中显示“进”；反之将考勤数据设置为下班，观察窗显示“出”。
文档编号G07C1/14GK1057122SQ9010409
公开日1991年12月18日 申请日期1990年6月7日 优先权日1990年6月7日
发明者冯祥, 郭黎, 齐飞宇 申请人:机械电子工业部第二一二研究所