专利名称：多媒体汉字电子描红本的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电子学习设备，特别涉及一种便携式多媒体汉字电子描红学习设备。
背景技术：
传统的汉字书写练习通常都是在纸张的字帖上进行临摹。这种练习方法存在下述明显的缺点(1)字帖本的字是静态的，无法纠正书写时的笔顺错误；(2)没有汉语拼音标注，也没有标准普通话发音，无法纠正读音错误；(3)对临摹的效果不能做出量的评估；(4)没有拼音标注和标准普通话跟读来校正发音，不利于儿童学习；(5)字帖本比较大，另外还要练习本和笔、橡皮等文具，不方便携带；(6)字体单一，功能单一，学习方法生硬死板；(7)启蒙学习过程单调，学习过程较为枯燥，缺少趣味性和互动性，不符合儿童的游戏认知心理；不能引起初学者，特别是儿童的兴趣；(8)浪费纸张。
为了克服传统汉字书写练习方式的缺点，在专利申请号为02116810.5的中国发明专利申请中公开了一种“中华笔多媒体汉字教学系统”，这种软件系统可以对用户的书写进行识别，并调用动态笔顺显示模块显示出规范的汉字书写笔顺，并可利用语音合成技术对所书写的汉字进行语音输出，功能较为多样，但这种技术方案亦存在明显的缺点(1)该系统实际上是一个计算机应用软件，要基于PC微机才能应用，应用限制条件较多，不能方便地移动使用，便携性较差，尤其不能满足小朋友随时随地学习的需要；(2)该系统的动画汉字的产生是利用Flash软件来制作的，因此无法移植到嵌入式设备等小型装置中，不能实现便携式应用；(3)该系统没有“描红本”的功能，即进行汉字临摹的功能，其仅仅对书写的汉字进行识别，无法对书写的好坏、规范程度进行智能评价。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点和不足，研究设计一种互动性强、功能多、趣闻性强、重量轻、携带方便、功耗低、操作简单、升级方便、抗干扰能力强的可完成汉字的书写教学、书写练习、电子描红等处理过程的多媒体汉字电子描红本(亦可称为数码描红本、汉字书写学习机、书法学习机等)。
本发明的目的通过下述技术方案实现本多媒体汉字电子描红本包括机壳、多媒体信号处理电路板、显示屏、触摸屏；显示屏和触摸屏设置在机壳正面，多媒体信号处理电路板安装在机壳内部，所述显示屏、触摸屏分别与多媒体信号处理电路板相连接。
所述多媒体信号处理电路板包括微电子芯片、时钟电路、按键电路、显示接口电路、触摸屏驱动控制换电路、存储电路、扬声器；各构件的相互连接关系为微电子芯片通过地址线、数据线及控制线与存储电路相连接，时钟电路通过时钟信号线与微电子芯片连接，微电子芯片通过显示驱动信号线与显示屏相连，微电子芯片与触摸屏驱动控制电路连接，触摸屏驱动控制电路通过信号线和触摸屏相连接，各按键通过各自的按键信号线与微电子芯片相连接。微电子芯片与语音信号数模转换(DAC)电路相连通并输出模拟信号，数模转换(DAC)电路通过信号线与扬声器相连接。
所述存储电路为闪存(Flash)存储器和/或数据存储器。
所述显示屏可以选择320×240点阵液晶(LCD)显示器，也可选择其它规格的液晶显示器，如640×480、120×64等；显示屏也可用其它显示显示设备来替代，如有机发光显示器(OLED)。
所述显示屏上设置有用于书写的“写字窗口”区域，该区域内给出了标准汉字轮廓作为背景。
本发明的作用原理及技术方案是电路中的微电子处理芯片主要用于支持语音播放、图形显示；外接存储器为闪存器(Flash Memory)，用以存储系统各种应用程序及有关的学习资料(包括汉字动态字库，语音信息和LCD图片信息等)；各种字体信息和语音信息经过编码后分别以字库和文件的形式，存储在数据存储器中。LCD图片信息也以二进制文件形式存储在数据存储器中；语音的播放由FLASH存储器中的程序来控制，可按相关功能按钮请求进行语音信息提取合成并输出到扬声器进行播放；按照图3的功能规范编写好的程序存储在程序存储器中，文字信息以字库的方式也存贮在外接存储器为闪存器中，通过微处理器芯片执行相关的程序并控制相关的LCD进行显示，触摸屏及键盘驱动电路接收并处理由触摸屏及各种键盘输入的各类信息，控制各种文字图形信息在液晶显示器上进行显示；相关的提示信息(包括语音、文字)亦由FLASH存储器中的程序进行控制给出。系统上电后，微电子处理芯片先进行各处设备的初始化处理，然后调用执行存在在程序存储器中的主程序；主程序根据用户的选择，调用数据存储器中动态汉字字库，根据字库的相关信息进行汉字动画书写演示，并将相关结果显示LCD上；同时，在LCD上定义的“写字窗口”区域内给出了标准汉字轮廓作为背景，用户在此基础上进行描图，由微处理器芯片中的智能程序对描图结果给出相应评分；系统也可根据用户的选择，在“写字窗口”区域，使用者可利用触摸屏或手写笔进行汉字的书写；微处理芯片接收到用户的汉字书写信息，并调用存储在程序存储器中的相关处理子程序，对书写汉字的规范程度进行评价，并将评价结果通过LCD进行显示，从而完成汉字书写教学、汉字书写练习、电子描红等一系列处理过程。
在系统上电运行过程中，可以根据用户的需求，通过微电子芯片中存储的相关程序模块，完成如下汉字书写学习的辅助处理过程(1)提示某个汉字的教学信息，如发音、笔画、部首偏旁、含义等；(2)提示某个汉字的书写笔顺，用户可以按照笔顺点击下一个笔画来播放该笔画的演示动画；(3)用户能通过手写笔等输入设备在屏幕上写出具有书法效果的汉字，用户可以自行调节各项参数达到需要的书法效果，包括设置墨水颜色，墨水浸润速度，毛笔粗细等；(4)听写微电子芯片通过扬声器给出某汉字的发音，用户在LCD上通过触摸屏进行该汉字的书写，微电子芯片中相关程序对用户的书写内容进行正确与否的判断，并将结果反馈在LCD显示屏上；(5)书写内容存档用户可以把已经书写好的字迹存档，以便以后复习检查；老师或家长可以把当天的作业方便地存储于系统中，便于用户学习。
本发明与现有技术相比具有如下的优点(1)汉字播放时动态显示，能通过LCD显示屏有效地使用户掌握正确的笔划顺序，并且提供描红功能、写字功能供用户进行汉字书写练习，非常适合少年儿童的启蒙及教育。
(2)在动态播放汉字的同时，标注汉语拼音，并用标准普通话朗诵该字发音，多方位刺激用户的感知，有助于用户加深对学习内容的记忆。
(3)具有听写功能，具有正确的标准读音。
(4)具有存档功能，用户可以把易写错的字或自己的字迹存档，以便以后复习检查。
(5)多媒体功能丰富本发明采用先进的集成语音解码，触摸屏输入及LCD显示的微电子芯片，能同时播放声音和文字信息，集成了上千条语音信息及图片信息，图文声并茂，寓教于乐。
(6)智能化功能强大本发明采用了先进的多媒体微电子芯片及相关的软件编程技术，可以实现自动关机、自动开机、自动对使用者的学习情况评分、自动给出学习帮助等提示信息，智能化功能强大。
(7)互动性、趣味性强本发明设计通过色彩多样的图片，生动形象的动画以及各种有趣的声音，增加了趣味性，能引发用户强烈的学习兴趣，非常适合少年儿童的启蒙及教育。
(8)操作方便，易学易用；本发明采用类似WINDOWS的操作界面，并配有图形化的功能按键，点击功能按键所在位置，系统就自动从触摸屏提取输入指令，按照用户要要求完成操作，用户看到界面便能使用，非常适合少年儿童使用。
(9)体积小、便携性好本发明采用全电子元器件构成，核心芯片由多媒体微电子处理器芯片构成，外围电路简单；因此，整个学习机的体积很小，便于携带。
(10)数码技术，科技含量高，换代长升级十分方便本发明的语音及文字信息以数字化方式存储在存储器中，利用数字信号处理技术及语音合成技术，触摸屏输入及LCD显示技术，实现了全数码的汉字书写启蒙学习，是一种全新的高科技数码产品。
图1是本发明多媒体汉字电子描红本外观示意图。
图2是图1所示多媒体汉字电子描红本的结构方框图。
图3是图1所示多媒体汉字电子描红本的主控程序流程图。
图4是图1所示多媒体汉字电子描红本的主界面示意图。
图5是图1所示多媒体汉字电子描红本的选课界面示意图。
图6是图1所示多媒体汉字电子描红本的课程选择对话框示意图。
图7是图1所示多媒体汉字电子描红本的选字界面示意图。
图8是图1所示多媒体汉字电子描红本的功能结构示意图。
具体实施例方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步具体的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例图1示出了本发明的外观形状，由图1可见，本多媒体汉字电子描红本由机壳、多媒体信号处理电路板、LCD(液晶)显示屏(1)、触摸屏(2)、按键(3)、(4)、(5)、(6)、(7)、扬声器、电池盒共同组成；LCD显示屏(1)固定在机壳正面，触摸屏(2)覆盖在LCD显示屏(1)上面，按键(3)、(4)、(5)、(6)、(7)分布在机壳两侧，多媒体信号处理电路板、扬声器、电池盒安装在机壳内部，所述LCD显示屏(1)、触摸屏(2)分别与多媒体信号处理电路板相连接；机壳面板上各部件具体说明如下(1)为LCD显示屏，显示文字，图片和动画；(2)为触摸屏，使用者通过触摸屏进行汉字描红练习，还可以根据需要向系统发出各种指令；(3)为音量调节旋钮；(4)为液晶显示器亮度调节按钮，使用者可以根据光线情况通过该按钮来控制LCD背光；在光线昏暗的情况下，打开LCD背光，液晶显示光亮清晰，用户一样可以继续学习；(5)电源开关；(6)内嵌式按键锁定拨动开关。所谓内嵌式，是指该开关不凸出于外壳，而是与外壳平齐或略低；这样是为了避免因该开关或按钮被不必要的触碰到而产生的误操作。当按键锁定拨动开关被拨至锁定位时，其它键(除复位键外)均被锁死，不起作用。此工作方式方可以避免在颠簸的环境下，外界触碰到凸出于外壳的按键而产生误操作。
(7)复位键，在由于某种特殊原因，产生了不可预知错误，从而导致其它按键都无法正常工作的情况下，按下该复位键，系统将得新启动，恢复正常工作。
所述多媒体信号处理电路板的结构如图2所示，包括微电子芯片、时钟电路、按键电路、LCD显示接口电路、触摸屏驱动控制换电路、存储电路、扬声器；各构件的相互连接关系为微电子芯片通过地址线、数据线及控制线与存储电路相连接，时钟电路通过时钟信号线与微电子芯片连接，微电子芯片通过LCD显示驱动信号线与LCD显示屏相连，微电子芯片与触摸屏驱动控制电路连接，触摸屏驱动控制电路通过信号线和触摸屏相连接，各按键通过各自的按键信号线与微电子芯片相连接，微电子芯片与语音信号数模转换(DAC)电路相连通并输出模拟信号，数模转换(DAC)电路通过信号线与扬声器相连接。
本发明的工作原理是微电子芯片通过LCD驱动控制器进行图形和动画显示；微电子芯片有内嵌式语音编解码器，可以支持语音播放；外接存储器为闪存器(Flash Memory)，用来存储学习资料，包括常用的语音提示信息、汉语拼音库信息、标准汉字字库信息及LCD图片信息；语音的播放由微处理器芯片中的程序来控制，微处理芯片根据使用者通过触摸屏输入的各种功能请求，进行提取相关的语音信息并进行合成和输出到扬声器进行播放；程序存储在外接存储器中，其主控程序流程图如图3所示。依据程序来实现各种功能。需要显示的信息通过芯片驱动显示电路，可控制各种文字及图片信息在液晶显示器上进行显示；相关的提示信息(包括语音、文字)也由程序通过芯片进行控制给出。
本发明的工作过程为上电后，系统首先进行初始化。对外接程序存储器、数据存储器、LCD及触摸屏等设备进行初始化。以上初始化完成后，驱动LCD显示屏显示开机动画，播放欢迎语音和动听的音乐。然后系统进入学习界面(图4)，用户可选择将要学习的课本。可以很直观地在功能菜单中的点击“选课”的按钮，系统会自动通过触摸屏驱动控制电路接收使用者的指令，并执行。屏幕将列出每册的课本供使用者选择(图5)。用户也可在任一册课本中选择将要学习的课次。点击选中图5中的某一册课本后，屏幕将列出该册课本中所有的章节(图6)。用户可以点击选择想要学习的章节。然后屏幕重新回到学习界面(图4)。用户还可根据自己的情况跳跃性的选择某字进行重点学习。点击功能菜单中的“选字”的按钮，屏幕将列出该课中所有生字供您选择(图7)。用户可以通过点击来选择播放想要重点学习的生字。系统实现的主要汉字学习处理及功能结构如图8所示，根据图8所示编写的相关程序存储在微处理芯片的程序存储器中。
用户可通过显示在LCD上的功能菜单，通过触摸屏点击各按钮来进行有效的学习。功能菜单中各按钮功能如下
选课选择将要学习的课本及章节； 选字选择本课中想要学习的字； 选速汉字的播放显示是动态的，动态播放的速度分为快、中、慢三档。用户根据自己的具体情况，点击此选项选择适合自己的播放速度； 播放动态播放显示已选中的汉字，并朗读该字的标准读音； 向前动态播放显示前一个汉字，并朗读该字的标准读音； 向后动态播放显示后一个汉字，并朗读该字的标准读音； 练习用户点击该按钮后，将在屏幕右侧显示一个指定区域供学习进行对照练习。系统将记下用户写下的每一笔，用来与标准字体进行的对比和评分。
评分用户在书写练习完毕后，点击该按钮，系统将在用户的笔迹下层显示出该字的标准字体，很直观形象地进行对照。然后系统还要在屏幕中评价用户的描红成绩并给出具体得分。同时伴有形象有趣的声音，吸引用户兴趣，鼓励用户越写越好。
听写用户点击该按钮后，可选择课本章节或作业里的生字进行听写。扬声器会发出生字的标准读音，用户默写完后，系统会把用户书写的字与正确答案比较，显示比较结果伴有语音报告。并在所有生字听写完毕后给出听写成绩。
存档用户可以通过点击该按钮，将易写错的字或自己的字迹存档，以便以后复习检查。
朗读朗读该字的标准读音。在学习界面(图4)中，屏幕的右下角有一个小按钮，按钮上显示了正在播放的汉字的汉语拼音。点击该按钮，系统将驱动扬声器发音。
上述实施例为本发明较佳的实施例子，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神与技术下所作的改变、修饰或替代，均应为等效的置换，都包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种多媒体汉字电子描红本，其特征在于包括机壳、多媒体信号处理电路板、显示屏、触摸屏；显示屏和触摸屏设置在机壳正面，多媒体信号处理电路板安装在机壳内部，所述显示屏、触摸屏分别与多媒体信号处理电路板相连接。
2.根据权利要求1所述的多媒体汉字电子描红本，其特征在于所述多媒体信号处理电路板包括微电子芯片、时钟电路、按键电路、显示接口电路、触摸屏驱动控制换电路、存储电路、扬声器；各构件的相互连接关系为微电子芯片通过地址线、数据线及控制线与存储电路相连接，时钟电路通过时钟信号线与微电子芯片连接，微电子芯片通过显示驱动信号线与显示屏相连，微电子芯片与触摸屏驱动控制电路连接，触摸屏驱动控制电路通过信号线和触摸屏相连接，各按键通过各自的按键信号线与微电子芯片相连接，微电子芯片与语音信号数模转换电路相连通，数模转换电路通过信号线与扬声器相连接。
3.根据权利要求2所述的多媒体汉字电子描红本，其特征在于所述存储电路为闪存存储器和/或数据存储器。
4.根据权利要求2所述的多媒体汉字电子描红本，其特征在于所述显示屏为320×240、640×480、120×64点阵液晶显示器或有机发光显示器。
5.根据权利要求2所述的多媒体汉字电子描红本，其特征在于所述显示屏上设置有用于书写的区域，所述区域内设置标准汉字轮廓作为背景。
全文摘要
本发明提供一种多媒体汉字电子描红本，包括机壳、多媒体信号处理电路板、显示屏、触摸屏；显示屏和触摸屏设置在机壳正面，多媒体信号处理电路板安装在机壳内部，所述显示屏、触摸屏分别与多媒体信号处理电路板相连接。本多媒体汉字电子描红本能进行汉字的书写教学、书写练习、汉字描红练习，能对所书写的汉字进行评分，并能实现听写功能。本发明智能化程度高、互动性、趣味性强、体积小、功耗低、经久耐用、可靠性高、升级方便、便于推广使用，非常适合儿童的启蒙教育，应用前景较好。
文档编号G09B11/00GK1622143SQ2004100518
公开日2005年6月1日 申请日期2005年1月7日 优先权日2005年1月7日
发明者金连文, 倪天龙, 龙腾, 陈东明 申请人:华南理工大学