专利名称：一种盲用图文阅读装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电子阅读装置，尤其涉及一种盲用图文阅读装置。
背景技术：
盲人获取信息的一个重要方式是触摸，通过触摸获取信息的直接媒介就是盲用书籍，现有技术的盲用书籍通常是在纸上制作凸起的点组成文字和图形，以使盲人通过触摸获取信息，但是现有技术的纸质盲用书籍存在很多问题。由于盲文专用纸张价格昂贵，印刷过程复杂，工时长，人力成本高，因此纸质盲用书籍种类少，内容单一，价格昂贵，并且信息更新不及时，容易损坏。
实用新型内容本实用新型提供了一种盲用图文阅读装置，能够将文本文件转换为点阵突起，使盲人能够通过触摸阅读信息，并且本实用新型通过语音进行控制与播报，使用方便。本实用新型采用如下技术方案实现:一种盲用图文阅读装置，其特点是，包含:主控模块，分别与该主控模块连接的语音模块、逻辑控制电路，与逻辑控制电路连接的点阵突起模块；所述主控模块包含MCU电路，分别与该MCU电路连接的字模选取电路、文件传输电路；所述MCU电路分别与语音模块、逻辑控制电路连接；所述点阵突起模块包含外壳和设置在外壳上表面的多个伺服电机；
多个所述伺服电机排列成点阵；各所述伺服电机分别与逻辑控制电路的各输出端连接；各所述伺服电机的电机臂在逻辑控制电路输出的控制信号的驱动下旋转不同角度形成不同高度的突起。上述的盲用图文阅读装置，其特点是，所述MCU电路包含:单片机及与该单片机连接的复位电路；稳压芯片及与该稳压芯片连接的第一外围电路；所述稳压芯片与单片机连接；所述单片机与逻辑控制电路连接，向逻辑控制电路输出二十四路地址选通信号和一路脉冲宽度调制控制信号。上述的盲用图文阅读装置，其特点是，所述字模选取电路包含字库芯片及与该字库芯片连接的第二外围电路；所述字库芯片与MCU电路中的单片机连接，单片机从字库芯片中读取字符信息。上述的盲用图文阅读装置，其特点是，所述文件传输电路可与外部的计算机或SD卡连接传输文件。上述的盲用图文阅读装置，其特点是，所述逻辑控制电路包含多个数据分配器电路；各所述数据分配器电路分别设有多个地址端和一个信号端，其各地址端分别与MCU电路连接输入地址选通信号，其信号端与MCU电路连接输入脉冲宽度调制控制信号。[0014]上述的盲用图文阅读装置，其特点是，所述数据分配器电路包含第一译码器及与该第一译码器连接的多个第二译码器；所述第一译码器、各第二译码器分别与MCU电路连接。上述的盲用图文阅读装置，其特点是，所述MCU电路输出的二十四路地址选通信号分为四组，每组包含六路地址选通信号，各组所述地址选通信号分别输入各数据分配器电路，每组的其中四路地址选通信号分别输入数据分配器电路的每个第二译码器的四个地址端，另两路地址选通信号输入第一译码器的两个地址端，脉冲宽度调制控制信号输入第一译码器的使能端，各第二译码器的其中一个使能端分别与第一译码器的四个输出端连接，各第二译码器的另一个使能端接地。上述的盲用图文阅读装置，其特点是，各所述伺服电机分别与逻辑控制电路的第二译码器的各输出端连接。本实用新型具有以下积极效果:本实用新型由于具有点阵突起模块，点阵突起模块包含多个伺服电机排列成点阵，各伺服电机在主控模块和逻辑控制电路的驱动下电机臂转动不同角度，从而形成不同高度的突起，因此本实用新型能够将文本文件转换为点阵突起，使盲人能够通过触摸阅读信息，符合盲人的使用特点，使用方便。本实用新型由于具有语音模块，语音模块具有语音识别和语音播报功能，因此本实用新型能够通过语音进行控制与播报，方便盲人使用。本实用新型由于具有主控模块和逻辑控制电路，逻辑控制电路包含多个数据分配器电路，使得主控模块同一时刻输出的多路地址选通信号可以分别通过多个数据分配器电路同时控制多个伺服电机，因此本实用型在保证动图形生成速度的同时也满足了少量控制信号控制多路伺服电机的需求。本实用新型结构简单，能耗小 ，不易损坏，并且符合盲人的使用习惯，使用方便，具有广泛的应用前景。
图1为本实用新型一种盲用图文阅读装置的电路原理图；图2为本实用新型一种盲用图文阅读装置的数据分配器电路原理图；图3为本实用新型一种盲用图文阅读装置的点阵突起模块结构顶视图；图4为本实用新型一种盲用图文阅读装置的点阵突起模块结构主视图；图5为本实用新型一种盲用图文阅读装置的伺服电机结构主视图；图6为本实用新型一种盲用图文阅读装置的伺服电机结构左视图；图7为本实用新型一种盲用图文阅读装置的伺服电机结构顶视图。
具体实施方式
以下结合附图，通过详细说明一个较佳的具体实施例，对本实用新型做进一步阐述。如图1所示，本实用新型一种盲用图文阅读装置，包含主控模块1，分别与该主控模块I连接的语音模块2、逻辑控制电路3，与逻辑控制电路3连接的点阵突起模块4。[0031]主控模块I包含MCU电路11，分别与该MCU电路11连接的字模选取电路12、文件传输电路13。MCU电路11分别与语音模块2、逻辑控制电路3连接，文件传输电路13可与计算机5或外部存储设备如SD卡6连接传输文件。MCU电路11包含单片机111及与该单片机111连接的复位电路112，稳压芯片113及与该稳压芯片113连接的第一外围电路114，稳压芯片113与单片机111连接。单片机111与逻辑控制电路3连接，向逻辑控制电路3输出二十四路地址选通信号及一路脉冲宽度调制控制信号PWM。本实施例采用Freescale的MC9S12XS128单片机，德州仪器的TPS7350稳压芯片。MC9S12XS128单片机包含有多个I/O接口，其中包含同步串行外设接口(SerialPeripheral Interface, SPI)，该MC9S12XS128单片机内还包含有脉冲宽度调制(PulseWidth Modulation, PWM)模块，能够向外输出脉冲宽度调制控制信号PWM。本实施例还在MC9S12XS128单片机中移植了 FAT32文件系统。字模选取电路12包含字库芯片121及与该字库芯片121连接的第二外围电路122。字模选取电路12将汉字信息、盲文信息机自定义图像转换为点阵信息。本实施例采用型号为GT21H16S2Y GB2312的字库芯片。MCU电路11中的单片机111通过其SPI接口与字库芯片121连接，从字库芯片121中读取字符信息，可实现将字母拼音和标点符号翻译成盲文点阵，也可将ASCII码或汉字码直接转换成盲文点阵。文件传输电路13为通用异步接收/发送装置(Universal AsynchronousReceiver/Transmitter, Uart),该文件传输电路13与MCU电路11中的单片机111的SPI接口连接。文件传输电路13可与外部存储设备如SD卡6连接，MCU电路11通过该文件传输电路13调用SD卡6中储存的文本文件；文件传输电路13还可使用串口转USB方式与计算机5连接，通过安装在计算机5上的上位机软件对MCU电路11内的软件进行在线更新。本实施例中，语音模块2采用ASR-08非特定人语音识别模块，该语音模块2与MCU电路11中的单片机111的SPI接口连接。语音模块2具有语音识别和语音播报功能，本实用新型装置为了方便盲人使用，取消了一般电子产品普遍设置的功能按键，对本实用新型装置的控制全部采用声控进行，通过`语音模块2还可以随时获得本实用新型装置的系统运行信息。ASR-08非特定人语音识别模块支持“循环式”识别，循环式识别模式下任意时刻都能识别用户指令；其还支持“ 口令式”识别；口令式识别模式下，ASR-08非特定人语音识别模块仅识别接收到识别指令后8秒内接收到的其它指令，而不能识别接收到识别指令后超过8秒再接收到的非识别指令，因此本实用新型盲用图文阅读装置具有较强的环境适应能力，能够很大程度上防止误触发。本实用新型装置由于具有语音模块2，因此支持SD卡式存储语音文件，主控模块I可以读取外接的SD卡内的语音文件，并通过语音模块2对读入主控模块I的语音文件进行控制或播放。逻辑控制电路3包含多个数据分配器电路31，各数据分配器电路31分别设有多个地址端和一个信号端，其各地址端分别与MCU电路11的I/O接口连接输入地址选通信号，其信号端与MCU电路11的I/O接口连接输入脉冲宽度调制控制信号PWM。如图2所示，每个数据分配器电路31包含第一译码器32及与该第一译码器32的输出端连接的多个第二译码器33。第一译码器32、各第二译码器33分别与MCU电路11连接，接收单片机111输出的地址选通信号和脉冲宽度调制控制信号PWM。本实施例中，逻辑控制电路3包含四个数据分配器电路31，第一译码器32采用74HC139译码器，第二译码器33采用74HC154译码器，每个数据分配器电路31包含一个74HC139译码器和四个74HC154译码器。单片机111输出的二十四路地址选通信号分为四组，每组包含六路地址选通信号a(Ta5，各组地址选通信号分别输入各数据分配器电路31，每组六路地址选通信号a(Ta5分别输入一个数据分配器电路31的六个地址端，脉冲宽度调制控制信号PWM同时输入四个数据分配器电路31。输入一个数据分配器电路31的六路地址选通信号a(Ta5，其中四路地址选通信号a(Ta3分别输入每个74HC154译码器的四个地址端A、B、C、D，另外两路地址选通信号a4、a5输入74HC139译码器的两个地址端1A、1B，脉冲宽度调制控制信号PWM输入74HC139译码器的使能端1C，各74HC154译码器的其中一个使能端Cl分别与74HC139译码器的四个输出端1Y0、1Y1、1Y2、1Υ3连接，各74HC154译码器的另一个使能端C2接地，每个74HC154译码器具有16个输出端，由于每个数据分配器电路31包含四个74HC154译码器，其共具有64个输出端，逻辑控制电路3包含四个数据分配器电路31，其共具有256个输出端，逻辑控制电路3的各输出端分别与点阵突起模块4连接。如图3和图4所示，点阵突起模块4包含外壳42和设置在外壳42上表面的多个伺服电机41。外壳42包覆在主控模块1、语音模块2、逻辑控制电路3外围，多个伺服电机41排列成点阵，各伺服电机41分别与逻辑控制电路3的第二译码器33的各输出端连接。本实施例中，采用256个伺服电机41排列成16*16的点阵，各伺服电机41分别与逻辑控制电路3的256个输出端连接。如图5、图6、图7所示，本实施例伺服电机41选用体积小巧的9g伺服器，该伺服器最长部分29mm，高12mm，其电机臂411长17mm。逻辑控制电路3在IOOHz的脉冲宽度调制控制信号PWM和地址选通信号的驱动下，其各输出端输出的控制信号的不同占空比控制伺服电机41的电机臂411绕电机轴转动不同角度，形成不同高度的突起，当电机臂411转动到与外壳42表面平行时，突起高度为0，当电机臂411转动到与外壳42表面垂直时，突起高度最大，为17mm，图5中的箭头表示电机臂411的转动方向。9g伺服器在5V供电下旋转速度为60° /0.lsec。由于单片机111输出的二十四路地址选通信号分为四组，每组六路地址选通信号控制一个数据分配器电路31，因此单片机111同一时刻输出的二十四路地址选通信 号可以分别通过四个数据分配器电路31同时控制四个伺服电机41，单片机111的24个I/O接口输出的二十四路地址选通信号通过四个数据分配器电路31控制256个伺服电机，在保证动图形生成速度的同时也满足了少量控制信号控制多路伺服电机的需求。本实用新型盲用图文阅读装置上电后，主控模块I的MCU电路11先进行时钟和SPI接口的初始化，点阵突起模块4的各个伺服电机41均初始化为突起高度为O ;语音模块2进行语音播报提示，并等待语音模块2接收声控指令开机；开机后主控模块I读取外接的SD卡6中的可用文本文件，语音模块2语音播报是否发现可用文本文件，同时主控模块I检测本实用新型装置是否连接到计算机，语音模块2语音播报连接状况；当SD卡中有可用文本文件时，主控模块I将文本文件中的一包字符信息读入MCU电路11的单片机内部缓存RAM中，MCU电路11中的单片机111对逐个字符在字模选取电路12中获取该字符的点阵信息并译码为二十四路地址选通信号及一路脉冲宽度调制控制信号PWM ;该二十四路地址选通信号及一路脉冲宽度调制控制信号PWM分别输入到逻辑控制电路3的各译码器的输入端，逻辑控制电路3的各输出端分别驱动点阵突起模块4中的各伺服电机41，使得各伺服电机41的电机臂411转动形成不同高度的突起，从而多个伺服电机41组成的点阵能够形成表示不同的文字和图形的突起；在此期间语音模块2还可以随时接收是否自动翻页显示或关闭显示的语音指令，若没有开启自动翻页功能，点阵突起模块4会停留在当前显示的页面，若开启了自动翻页功能，点阵突起模块4会在3秒后自动显示下一个字符，当该文件的全部文本显示完后又从第一个字符开始显示。若安装在计算机5上的同步软件打开并连接到本实用新型盲用图文阅读装置，计算机5上的同步软件会没IOOms发送握手包并检测返回数据，以检测计算机5上的同步软件与盲用图文阅读装置的连接情况，在保持良好连接的情况下，同步软件可实现同步盲用图文阅读装置的外接SD卡数据和自定义图形点阵输出等功能。若盲用图文阅读装置开启了自动盲文翻译功能，则可以将同步软件发送的字母和拼音翻译成基板的盲文显示在点阵突起模块4上。综上所述，本实用新型由于具有点阵突起模块，点阵突起模块包含多个伺服电机排列成点阵，各伺服电机在主控模块和逻辑控制电路的驱动下电机臂转动不同角度，从而形成不同高度的突起，因此本实用新型能够将文本文件转换为点阵突起，使盲人能够通过触摸阅读信息，符合盲人的使用特点，使用方便；本实用新型由于具有语音模块，语音模块具有语音识别和语音播报功能，因此本实用新型能够通过语音进行控制与播报，方便盲人使用；本实用新型由于具有主控模块和逻辑控制电路，逻辑控制电路包含多个数据分配器电路，使得主控模块同一时刻输出的多路地址选通信号可以分别通过多个数据分配器电路同时控制多个伺服电机，因此本实用型在保证动图形生成速度的同时也满足了少量控制信号控制多路伺服电机的需求；本实用新型结构简单，能耗小，不易损坏，并且符合盲人的使用习惯，使用方便，具有广泛的应用前景。尽管本实用新型 的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本实用新型的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本实用新型的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本实用新型的保护范围应由所附的权利要求来限定。
权利要求1.一种盲用图文阅读装置，其特征在于，包含: 主控模块(1)，分别与该主控模块(I)连接的语音模块(2)、逻辑控制电路(3)，与逻辑控制电路(3 )连接的点阵突起模块(4 ); 所述主控模块(I)包含MCU电路(11 )，分别与该MCU电路(11)连接的字模选取电路(12)、文件传输电路(13 );所述MCU电路(11)分别与语音模块(2 )、逻辑控制电路(3 )连接； 所述点阵突起模块(4 )包含外壳(42 )和设置在外壳(42 )上表面的多个伺服电机(41); 多个所述伺服电机(41)排列成点阵；各所述伺服电机(41)分别与逻辑控制电路(3)的各输出端连接； 各所述伺服电机(41)的电机臂(411)在逻辑控制电路(3)输出的控制信号的驱动下旋转不同角度形成不同高度的突起。
2.如权利要求1所述的盲用图文阅读装置，其特征在于，所述MCU电路(11)包含:单片机(111)及与该单片机(111)连接的复位电路(112);稳压芯片(113)及与该稳压芯片(113)连接的第一外围电路(114);所述稳压芯片(113)与单片机(111)连接；所述单片机(111)与逻辑控制电路(3)连接，向逻辑控制电路(3)输出二十四路地址选通信号和一路脉冲宽度调制控制信号。
3.如权利要求2所述的盲用图文阅读装置，其特征在于，所述字模选取电路(12)包含字库芯片(121)及与该字库芯片(121)连接的第二外围电路(122);所述字库芯片(121)与MCU电路(11)中的单片机(111)连接，单片机(111)从字库芯片(121)中读取字符信息。
4.如权利要求1所述的盲用图文阅读装置，其特征在于，所述文件传输电路(13)可与外部的计算机(5)或SD卡(6)连接传输文件。
5.如权利要求3所述的盲用图文阅读装置，其特征在于，所述逻辑控制电路(3)包含多个数据分配器电路(31);各所述数据分配器电路(31)分别设有多个地址端和一个信号端，其各地址端分别与MCU电路(11)连接输入地址选通信号，其信号端与MCU电路(11)连接输入脉冲宽度调制控制信号。
6.如权利要求5所述的盲用图文阅读装置，其特征在于，所述数据分配器电路(31)包含第一译码器(32)及与该第一译码器(32)连接的多个第二译码器(33);所述第一译码器(32),各第二译码器(33)分别与MCU电路(11)连接。
7.如权利要求6所述的盲用图文阅读装置，其特征在于，所述MCU电路(11)输出的二十四路地址选通信号分为四组，每组包含六路地址选通信号，各组所述地址选通信号分别输入各数据分配器电路(31)，每组的其中四路地址选通信号分别输入数据分配器电路(31)的每个第二译码器(33)的四个地址端，另两路地址选通信号输入第一译码器(32)的两个地址端，脉冲宽度调制控制信号输入第一译码器(32)的使能端，各第二译码器(33)的其中一个使能端分别与第一译码器(32)的四个输出端连接，各第二译码器(33)的另一个使能端接地。
8.如权利要求6所述的盲用图文阅读装置，其特征在于，各所述伺服电机(41)分别与逻辑控制电路(3)的第二译码器(33)的各输出端连接。
专利摘要本实用新型公开了一种盲用图文阅读装置，包含主控模块，分别与该主控模块连接的语音模块、逻辑控制电路，与逻辑控制电路连接的点阵突起模块；主控模块包含MCU电路，分别与该MCU电路连接的字模选取电路、文件传输电路；MCU电路分别与语音模块、逻辑控制电路连接；文件传输电路可与外部的计算机或SD卡连接传输文件；点阵突起模块包含外壳和设置在外壳上表面的多个伺服电机；多个伺服电机排列成点阵；各伺服电机的电机臂在逻辑控制电路输出的控制信号的驱动下旋转不同角度形成不同高度的突起。本实用新型能够将文本文件转换为点阵突起，使盲人能够通过触摸阅读信息，并且本实用新型通过语音进行控制与播报，使用方便。
文档编号G09B5/04GK203118251SQ20132008455
公开日2013年8月7日 申请日期2013年2月25日 优先权日2013年2月25日
发明者张世明, 谢伊妮, 邓欢, 徐赐朋, 刘娅 申请人:上海第二工业大学