专利名称：数码语言学习机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种数码语言学习机，尤其涉及一种具有复读、跟读、对比、MP3等功能的数码语言学习机。
背景技术：
现有的语言学习机大多使用的教材载体是传统的录音磁带，使用时很难找到所要学习的内容，且录音磁带经常倒来倒去容易卡带，甚至使传动部件损坏，因此使用寿命短。另外，MP3播放机是以播放音乐为主的视听娱乐产品，其可以把磁带教材转换为MP3格式来使用MP3播放机学习，但是它以MP3的格式存储数据，每一分钟的内容要占用约1M的存储空间，若用来存储教材，则要求存储容量极大，因此成本昂贵。
发明内容本发明所要解决的技术问题在于，提供一种可克服现有技术中上述缺点的数码语言学习机，该数码语言学习机使用电子存储卡作为载体，可实现复读、跟读、对比、MP3等功能。
为实现本发明的目的，本发明所采用的技术方案是提供一种数码语言学习机，其包栝机壳、与机壳连接的面板、设置在该面板上的显示屏和按键以及位于该机壳内的电路板，该机壳包括麦克风插口、耳机插口和计算机插口，并分别通过各自数据线与电路板连接，该电路板的电路包含有依信号流向连接的CPU、DSP数据处理器、存储单元、按键控制器、数模转换器、模数转换器、频率振荡器、液晶显示驱动电路、音频功放电路、直流电源变换电路、数据接口、总线控制器以及数据总线、地址总线、控制总线组成，该数码语言学习机以电子存储卡为载体，该机壳还包括电子存储卡插口，该电路板上设有连接电子存储卡的卡座。
本发明的有益效果是，本发明的数码语言学习机由于采用电子存储卡作为载体，使用的电子存储卡是聘请外教朗读，然后对语音教材进行非线性编辑，采用数字化的存储技术，作为电子出版物正式出版的，既保证了教学质量，又保护了著作权人的利益；使用时可以精确地根据所选的课、段、句选听，因此具有快速选读，节省搜索时间，提高学习效率的优点；在实现跟读和对比的功能时，采用数字录音技术，声音还原逼真、清晰；另外，功耗很低，用一节AAA电池可以学习八个小时，故体积小巧、重量轻，所以其具有节省能源、降低使用成本、携带方便、使用寿命长的优点，适合外语学习者使用。
图1是本发明数码语言学习机的电路结构原理方框图。
图2是本发明数码语言学习机的按键示意图。
图3是本发明数码语言学习机的应用电路原理图。
具体实施方式请参阅图1，本发明数码语言学习机包括机壳、与机壳连接的面板、设置在该面板上的液晶显示屏和按键以及位于该机壳内的电路板。该机壳包括麦克风插口、耳机插口、电子存储卡插口、计算机插口和音频输出接口，并分别通过各自数据线与电路板连接。该电路板上设有连接电子存储卡的卡座。
本发明数码语言学习机的电路是以电子存储卡2为载体，由依信号流向连接的Z80 8位CPU1、DSP数据处理器3、ROM存储器4、程序存储器5、数据暂存器6、数据缓冲器7、按键控制器8、数模转换器9、模数转换器10、频率振荡器11、液晶显示驱动矩阵电路12、麦克风滤波电路13、音频功放电路14、直流电源变换电路15、电子存储卡读写切换开关16、键盘锁开关17、总线控制器18、数据接口19以及数据总线、地址总线、控制总线等组成。
Z80 CPU1作为本发明数码语言学习机的数据处理中心和功能管理中心；DSP数据处理器3用于运算数据；程序存储器5用于当Z80 CPU1工作时存放指令，当数码语言学习机开机后，存储在ROM存储器4里的基本运行程序就先被移到程序存储器5，以加快其运行速度；数据缓冲器7是一个16K×24的低功耗SRAM，用于存放DSP数据处理器3工作过程中的指令、数据和中间结果；时钟频率振荡器11包括HP OSD和LP OSD，HP OSD是Z80 CPU1以及整个系统的工作时钟频率振荡器，LP OSD是时间基准频率振荡器，其用于播放计时；按键控制器8、数模转换器9、模数转换器10、液晶显示驱动矩阵电路12等功能模块通过数据总线，地址总线，控制总线连接在一起，在系统时钟的统一下，经Z80 CPU1和DSP数据处理器3进行数据处理。
电子存储卡2上包括有掩模的语音教材和备用的FLASH存储器，存贮在电子存储卡2里的经压缩编码的语音教材数据经DSP数据处理器3解码以后，送到数模转换器9，把数字音频信号转换成模拟音频信号，通过音频功放电路14放大，接到耳机播放出来。电子存储卡2内的语言教材是以句子或者单词为最小单位，用非线性技术进行编辑以后，再压缩掩模到电子存储卡2里的。
麦克风滤波电路13和模数转换器10的作用是把读者进行练习跟读的语音信号经麦克风声/电转换后送滤波电路滤掉一些杂音后，送到模数转换器10把语音信号变成数字信号，供Z80 CPU1处理后放到数据暂存器6存储起来，以备调用。
液晶显示驱动矩阵电路12设计为52段码驱动六个7段码阿拉伯字符，共占用42段码驱动，两位用于显示课数；两位用于显示段数；两位用于显示句数。在播放MP3音乐时，则前两位显示是第几首歌曲，后四位显示播放时间的分和秒。还有10段驱动设计为课段句、复读、跟读、对比、MP3、播放、暂停、停止和电池电量显示。液晶显示屏上有配合按键操作显示的“88课88段88句”，用于显示所选的学习内容，包括复读、跟读、对比和MP3。
按键控制器8以控制按键。请参阅图2，本数码语言学习机的面板上设有十六个按键，分别是课、段、句、1～9、0/全选、功能选择、开机/播放/暂停、停止/关机，其中若按0/全选、开机/播放/暂停、停止/关机这些多功能键超过2秒，则表示选择全选、开机或关机，若按这些多功能键不超过2秒，则表示选择0、播放、暂停或停止。
本数码语言学习机的数据接口采用USB接口，其可用于功能扩展和从计算机上下载数据。当USB接口与计算机连接以后，该电路就自动进入与计算机的通讯状态，供电也自动改为从USB接口提供，无须任何切换。
直流电源变换电路15是高效率的电压提升电路，可以将1.5伏电池电压升压到3.0伏对系统供电，甚至1.2伏的镍氢可充电池也能够升压为3.0伏，当电池电压降至1.0伏时，还能正常工作。这个功能使得能够仅用一节AAA电池供电，因此能减小数码语言学习机的体积。
2M的ROM存储器4是存储系统软件的，当数码语言学习机开机后，存储在ROM存储器4里的系统软件就先被移到程序存储器5，以加快其运行速度。在16M/32M的电子存储卡2里，一部分空间存储教材文件，另有剩余10M/20M左右的空间就可以存储自己喜爱的MP3歌曲或其他资料。
本发明数码语言学习机的使用说明如下开机以后，每按一次功能选择键，可以在复读、跟读、对比、MP3状态任选一种功能。
在复读状态时，操作数字键和课、段、句键，选择所要读的内容，例如操作按键[3][课][2][段][5][句]后，液晶显示屏上会显示相应的数字，数码语言学习机就读出指定的这一句；当操作按键
[课]时，数码语言学习机则读出烧录在电子存储卡2里的全部内容；当操作按键[XX][课]
[段]时，数码语言学习机读出该课的全部内容；当操作按键[XX][课][XX][段]
[句]时，数码语言学习机读出该课该段的全部内容。
在跟读状态时，基本功能同复读状态一样，区别在于数码语言学习机读完一个句子以后，会自动留下同样的时间让读者跟读，然后才接着读下一句。
在对比状态时，基本功能同跟读状态一样，区别在于数码语言学习机在读者跟读完一个句子以后，会自动把原读和跟读一起重播一次，让你比较跟读效果，然后再读下一句。
本机还有播放MP3音乐的功能，可以在你学习累了的时候，听听音乐，放松放松大脑。操作[功能]键，使其在MP3状态下，这时液晶显示屏上的前两位数表示曲目数，后四位显示播放该曲的时间。按一次[播放]键，开始播放音乐，再按一次[播放]键，则暂停播放。按数字键进行选曲，按[停止]键，停止播放。
请参阅图3，是本发明数码语言学习机的应用电路原理图。U1是本设计的主模块T5781，为了使电路设计得简洁小巧，于是把微处理器、数据存储功能、模数转换功能、数模转换功能、按键控制功能、液晶显示驱动功能，电源管理变换功能，时钟信号产生功能和外部数据管理采集调用功能等十六个功能电路用集成技术掩模成一个模块。即把Z80 8位CPU1、DSP数据处理器3、程序存储器5、数据暂存器6、数据缓冲器7、按键控制器8、数模转换器9、模数转换器10、频率振荡器11、液晶显示驱动矩阵电路12、麦克风滤波电路13、音频功放电路14、直流电源变换电路15、总线控制器18和数据接口19用集成技术掩模成一个主模块T5781。
U2是ROM存储器，里面烧录了应用系统运行程序，是U1的外挂存储器，不同的设计，U2里面的软件就不同。
U3是电子存储卡，里面是16M字节，它是数据线和地址线复用，工作时，先送地址信号，后送数据。其中有6M字节用于烧录语音教材，且不能任意擦除；另有10M空间可供使用者用于下载约10分钟的音乐，供课余放松大脑用，存储音乐多少，不同容量的FLASH有不同的空间，本设计最大可以配置256M的存储器。
U4 ELD-3410是液晶显示器背光源的驱动电路，是否点亮由CPU通过U1的I/O端口控制。
Y1和C14、C15是系统时钟产生电路，产生24.576M的时钟信号供给系统作为统一步划的基准。
Y2和C16、C17则是时间基准信号发生电路，作为录音、播放的计时基准。
R12、R13、R14、R15、R16、C20、C21组成电压分压取样电路，与U1内部的比较电路相通，起到监控电源变化的作用。
U1的VBAT端子是内部直流电源变换功能模块的输入端，是直流电源变换电路，可将一节AAA干电池的1.5伏电压，升压为系统需要的3.0伏和2.1伏，给各模块供电。
R8、R9、C18是3.0V电源的分压取样电路，取样值从U1的DCF2反馈端输入到U1的3.0V直流电源变换电路，进行调整控制。
R10、R11、C19是2.1V电源的分压取样电路，取样值从U1的DCF2反馈端输入到U1的2.1V直流电源变换电路，进行调整控制。
U5、U6与其外围元件组成稳压电路，当使用USB接口通信时，是取用USB接口的5V电源工作的，U5、U6电路在这时负责把5伏变换成2.1V和3.0V电源向设备提供。Q1、Q2分别与D1、D2组成稳压电路，把经过U1内部直流变换电路产生的，分别从DCOP1和DCOP2端子输出的2.35V和3.15V电压稳在2.1V和3.0V，作为VDD和VCC，送到U1的相应端子上。C3、C4、C5、C6、C7、C8分别是电源的去耦合滤波电容。
U1的MICIN、MICOUT端子是话筒放大器的输入输出端子。VLAD、VRAD端子是模拟/数字转换电路的高低电平检测端子。VRDA端子是模拟/数字转换电路的参考电平。VMIC端子提供麦克风所需的基本电流。CK1是麦克风的输入插口，与C34～C39、R25、R26、R27组成麦克风的输入电路。
U1的PAIL、PAIR端子是左右声道放大器的输入端子，PAOL、PAOR端子是左右声道放大器的输出端子，AOUTL、AOUTR分别是数字/模拟转换电路的左右声道模拟信号输出端子。CK2是两声道耳机的插口，与C27、C28、C30～C33、R19～R24组成耳机输出电路。
U1的USBD+、USBD-、USBVBUS三个端子与电源和地线组成USB接口，供与计算机通讯用，是本机与其他设备通信交换数据的端口。
S1是键盘锁开关，当它闭合时，锁定按键，防止工作时误操作。S2是电子存储卡读写切换开关，防止FLASH存储器误操作，把数据擦除掉。
权利要求
1.一种数码语言学习机，其包栝机壳、与机壳连接的面板、设置在该面板上的显示屏和按键以及位于该机壳内的电路板，该机壳包括麦克风插口、耳机插口和计算机插口，并分别通过各自数据线与电路板连接，该电路板的电路包含有依信号流向连接的CPU、DSP数据处理器、存储单元、按键控制器、数模转换器、模数转换器、频率振荡器、液晶显示驱动电路、音频功放电路、直流电源变换电路、数据接口、总线控制器以及数据总线、地址总线、控制总线组成，其特征在于该数码语言学习机以电子存储卡为载体，该机壳还包括电子存储卡插口，该电路板上设有连接电子存储卡的卡座。
2.如权利要求1所述的数码语言学习机，其特征在于该存储单元包括与该CPU连接的程序存储器、与该CPU连接的存储读者进行练习跟读的语音信号的数据暂存器以及与该DSP数据处理器连接的存放该DSP数据处理器工作过程中的指令、数据和中间结果的数据缓冲器。
3.如权利要求2所述的数码语言学习机，其特征在于该电路板的电路还包括存储系统软件的ROM存储器，其与该程序存储器连接，当数码语言学习机开机后，存储在该ROM存储器里的基本运行程序就先被移到该程序存储器。
4.如权利要求1所述的数码语言学习机，其特征在于该CPU、DSP数据处理器、存储单元、按键控制器、数模转换器、模数转换器、频率振荡器、液晶显示驱动电路、音频功放电路、直流电源变换电路、数据接口和总线控制器用集成技术掩模成一个模块。
5.如权利要求1所述的数码语言学习机，其特征在于该电子存储卡上包括有掩模的语音教材和备用的FLASH存储器，该电子存储卡内的语言教材是以句子或者单词为最小单位，用非线性技术进行编辑以后，再压缩掩模到该电子存储卡里的。
6.如权利要求1所述的数码语言学习机，其特征在于该电路板还设置电子存储卡读写切换开关和键盘锁开关。
7.如权利要求1所述的数码语言学习机，其特征在于该液晶显示驱动电路为液晶显示驱动矩阵电路，其设计为52段码驱动六个7段码阿拉伯字符，共占用42段码驱动，两位用于显示课数，两位用于显示段数，两位用于显示句数，在播 MP3音乐时，则前两位显示是第几首歌曲，后四位显示播放时间的分和秒，还有10段驱动设计为课段句、复读、跟读、对比、MP3、播放、暂停、停止和电池电量显示，该显示屏为液晶显示屏，该液晶显示屏上有配合按键操作显示的“88课88段88句”，用于显示所选的学习内容，包括复读、跟读、对比和MP3。
8.如权利要求1所述的数码语言学习机，其特征在于该面板上设有十六个按键，分别是课、段、句、1、2、3、4、5、6、7、8、9、0/全选、功能选择、开机/播放/暂停和停止/关机。
9.如权利要求8所述的数码语言学习机，其特征在于每按一次该面板上的功能选择键，可以在复读、跟读、对比、MP3状态任选一种功能，电路进入相应的工作状态。
10.如权利要求1所述的数码语言学习机，其特征在于该电路板的电路还包含麦克风滤波电路，其将读者进行练习跟读的语音信号经滤波电路滤掉一些杂音后，送到模数转换器；该数据接口为USB接口。
全文摘要
一种数码语言学习机，其包栝机壳、与机壳连接的面板、设置在该面板上的显示屏和按键以及位于该机壳内的电路板，该机壳包括麦克风插口、耳机插口和计算机插口，该电路板的电路包含有依信号流向连接的CPU、DSP数据处理器、存储单元、按键控制器、数模转换器、模数转换器、频率振荡器、液晶显示驱动电路、音频功放电路、直流电源变换电路、数据接口以及总线控制器组成，该数码语言学习机以电子存储卡为载体，该机壳还包括电子存储卡插口，该电路板上设有连接电子存储卡的卡座。本发明的数码语言学习机具有复读、跟读、对比、MP3等功能，适合外语学习者使用，其能快速选读、节省能源、降低使用成本、携带方便、且使用寿命长。
文档编号G06F15/76GK1584868SQ03140218
公开日2005年2月23日 申请日期2003年8月19日 优先权日2003年8月19日
发明者张毅 申请人:张毅