一种具有语音功能的无线智能触摸控制面板的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种具有语音功能的无线智能触摸控制面板，包括PCB板，所述的PCB板上设有电源模块、触摸感应模块、MCU控制模块、语音功能模块、导光LED模块和wifi模块。本发明用触摸感应取代机械按钮，使用寿命长，无机械摩擦，系统稳定，抗干扰性强，且安全可靠；内置wifi模块，实现真正意义上的无线通讯控制，只需要两根电源线即可控制多盏LED照明灯的调光，调色，极大的节约了成本的同时也减少了布线时的工程量；弱电控制强电，使用安全，内置LED背光，夜间可当小夜灯使用；集成了语音功能模块，实现语音提示功能，增强用户的体验感。
【专利说明】一种具有语音功能的无线智能触摸控制面板
【技术领域】
[0001] 本发明涉及控制板的【技术领域】，特别涉及一种具有语音功能的无线智能触摸控制 面板。
【背景技术】
[0002] 传统开关面板是直接通过控制强电的通断，从而达到控制灯具或者其它电器的机 械式开关，开关时金属片摩擦大，容易接触不良产生火花发生短路，存在触电的危险，需要 经常维修，使用的寿命短，且在黑暗中操作不方便。
[0003] 传统的开关面板是通过控制强电的通断来进行控制，因此它的电源线会很多，布 线时的工程量很大，相应的成本会很高。
[0004] 传统的控制面板功能单调，实现功能只能一对一的进行控制，不灵活。
[0005]
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供及一种具有语音功能的无线 智能触摸控制面板。
[0007] 本发明的目的通过下述技术方案实现： 一种具有语音功能的无线智能触摸开关面板，包括PCB板，所述的PCB板上设有电源 模块、触摸感应模块、MCU控制模块、语音功能模块、导光LED模块和wifi模块，所述的触摸 感应模块的输出端与MCU控制模块相连，所述的MCU控制模块的输出端分别与语音功能模 块、导光LED模块和wifi模块相连，所述的电源模块为其他各个模块提供工作电压。
[0008] 优选的，所述的触摸感应模块包括型号为ST05A的触摸感应器，型号ST05A触摸 感应器将感应点的电容变化的检测结果信息传递给MCU控制模块。
[0009] 优选的，所述的导光LED模块由MCU控制模块的10 口控制，实现触摸点背光的红 蓝颜色的变化。
[0010] 优选的，所述的语音功能模块包括语音芯片WT588D、存储ic芯片SPIFLASH、声音 下载接口 J7以及音频功率放大器LM386,实现将MCU控制模块将要对应的操作进行语音播 放的功能。
[0011] 优选的，所述的MCU控制模块采用增强型STC12C5608AD单片机。
[0012] 优选的，所述的wifi模块包括芯片AR9331、DDR芯片W9425G6JH-5及FLASH芯片 MX25L3206EM2I-12G 。
[0013] 本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果： 1.通过触摸感应取代机械按钮，只需轻轻触碰感应点即可触发，使用寿命长，无机械 摩擦，系统稳定，抗干扰性强，且安全可靠。
[0014] 2.通过弱电控制强电，更能保证使用安全，内置LED背光，夜间可当小夜灯使 用，触摸点位置设计了两种不同的LED，触摸时颜色会发生变化，符合现代潮流并方便夜间 辨识，且有多种颜色可选，使产品个性化的同时，更显尊贵大方，高雅，以配合安装场所 内之装潢设计。
[0015] 3.通过内置wifi模块，实现真正意义上的无线通讯控制，只需要两根电源线即可 控制多盏LED照明灯的调光，调色，也可以用于其它的电器控制等，极大的节约了成本的同 时也减少了布线时的工程量，且可以通过MCU实现控制方式的多样性，控制灵活。
[0016] 4.同时，智能触摸控制面板集成了放音模块，采用WT588D工业级1C实现语音提示 功能，该芯片的语音音源来自于软件的合成，模块能将语音音质完好无损的展现出来，增强 用户的体验感，层次更显高档，优雅。
【专利附图】
【附图说明】
[0017] 图1是本发明实施例的原理结构框图。
[0018] 图2是本发明实施例的触摸感应电路。
[0019] 图3是本发明实施例的MCU控制电路。
[0020] 图4是本发明实施例的触摸点导光LED模块。
[0021] 图5是本发明实施例的触摸面板导光LED模块。
[0022] 图6是本发明实施例的wifi原理结构框图。
[0023] 图7是本发明实施例的语音功能模块。
【具体实施方式】
[0024] 下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限 于此。 实施例
[0025] 如图1所示，本发明提出的一种具有语音功能的无线智能触摸开关面板，包括PCB 板，所述的PCB板上设有电源模块、触摸感应模块、MCU控制模块、语音功能模块、导光LED模 块和wifi模块。其中电源模块为其他各个模块提供工作电压。
[0026] 如图2所示，其中触摸感应模块采用了 5通道带自校正功能的容性触摸感1C(改 进版），可以通过任何非导电介质经感应1C及外围电路检测感应点电容的变化，进而实现 感应"按键触摸"。
[0027] 5个通道的容性触摸感1C分别与ST05A触摸感应器的2飞脚相连，其中2飞脚分 别对应触摸感应器的端口 CIMTCIN4。CIMTCIN4为灵敏度设置端口，通过外部电容调整灵 敏度，电容取值的范围是Opf到50pf。本实施例中CIMTCIN4分别与接地电容C26~C31相 连，其中电容C26~C31的大小均为1PF。 ST05A触摸感应器可以用平均电容值作为基准检测感应点的电容变化。它可以通过任 何非导电介质来感应电容变化。这样感应模块就可以很好的跟水和灰尘隔离。ST05A有很 强的抗干扰性和很好的一致性。这个芯片可以工作在低功耗的环境下，当电源为5v时，工 作电流为220ua。
[0028] 其中，RESET端口为低电平复位，内部有上拉电阻。如果客户对复位时间有特殊要 求可以外部接上拉电阻R32和到GND的电容C25,当上电比较慢时(大约50MS)，C25和R32 建议用470NF和200K，普通上电时（10MS以内），用100NF和200K即可。
[0029] MD端口接VDD时对应普通灵敏度非锁存输出模式；MD端口接GND时对应普通灵敏 度锁存输出；MD端口接1/2VDD对应高灵敏度非锁存输出。本实施例中，MD端口接VDD，对 应普通灵敏度非锁存输出模式。
[0030] ST05A触摸感应器带有IC2接口，IC2总线是由数据线SDA和串行时钟线SCL 构成的串行总线，可发送和接收数据。在信息的传输过程中，ST系列触摸芯片是被控器 (slaver),主控MCU是主控器（master)。本实施例不使用I2C通信，SDA端口接低电平可 以使芯片不进入省电模式。
[0031] 触摸感应器将检测到电容变化通过端口 OUT(T〇UT4输出，其中端口 OUT(T〇UT4分 别对应芯片的14?10脚，端口 0UIXT0UT4分别通过电阻R36?R40连接MCU控制模块的端口 P3. 2、P3. 3、P3. 4、P3. 5、P3. 7。具体如图 3 所示。
[0032] MCU控制模块采用增强型STC12C5608AD单片机，该单片机是STC生产的单时钟/ 机器期（1T)的单片机，是高速/低功耗超强抗干扰的新一代8051单片机，指令代码完全兼 容传统的8051单片机，但速度快8-12倍，性能稳定，适用于强干扰的场合。该单片机工作 电压为5V，用户应用程序空间8K字节，片上集成768字节RAM，芯片内EEPR0M功能，拥有高 速 SPI (Serial Peripheral Interface:串行外设接口）和 UART(Universal Asynchronous Receiver Transmitter :通用异步收发器）。芯片外部时钟输入端口 XTAL1、XTAL2对应芯 片6、7脚，两个端口之间接有外部晶振乂1，晶振频率为11.05921取，并且端口乂了41^14了八1^2 分别连接接地电容C20、C21，电容大小均为30PF。
[0033] STC12C5608AD 单片机的 8、9、10、11 和 17 脚对应端口 P3. 2、P3. 3、P3. 4、P3. 5、 P3. 7,在接收到触摸感应器端口 0UIXT0UT4输出的电容感应检测信号后，通过18~22脚对应 的端口 PI. (ΓΡ1. 4产生相应的控制信号传送给导光LED模块。如图4所示，此部分LED提 供触摸点的背光，每个触摸点有两种不同颜色的LED，仅由MCU的10 口控制，实现不同红蓝 颜色的变化。图5所示部分LED为整个面板导光，实现夜晚的可视化，颜色可选。
[0034] 同时，在接收到触摸感应器端口 OUT(T〇UT4输出的电容感应检测信号后， STC12C5608AD 单片机通过端口 Ρ2. 0、Ρ2. 1、Ρ2. 2 对应的 26、27 和 1 脚，产生 DS、CS1、CLK 三 路控制信号传送给语言功能模块，播放实现功能的语音；通过端口 P3. 0、P3. 1对应的4、5脚 将要实现功能的控制信号传送给wifi模块，wifi模块发送信号实现无线控制。其中，MCU控 制模块和语音功能模块之间采用SPI高速同步串行口的数据传输方式，MCU控制模块和wifi 模块之间采用UART通用异步串行口的数据传输方式。
[0035] 如图6所示，本实施例中wifi模块是主要由Atheros公司生产高度集成主控与无 线通信功能的芯片AR9331与DDR芯片W9425G6JH-5以及FLASH芯片MX25L3206EM2I-12G 组成。AR9331主要应用于无线局域网与路由器平台，在一个芯片上完全兼容IEEE 802. lln 1 X 1无线通信标准和路由器功能，处理器24K的MIPS最高可达400MHZ的处理速度，具有16 位的DDR1、DDR2、SDRAM的外部接口，支持SPI与NOR FLASH通信，不需要外部EEPR0M，4个 LAN 口及1个WAN 口，高速的UART，I2S/SPDIF音频输出接口，支持USB2. 0接口，25M或40M 参考时钟输入。此wifi模块不仅仅是可以实现无线通信，它就像无线路由器一样实现根据 通信协议与下层控制模块结合实现多种智能化控制。
[0036] 如图7所示，语音功能模块包括语音芯片WT588D、存储ic芯片SPIFLASH、声音下 载接口 J7、以及音频功率放大器LM386四个部分。
[0037] 其中语音芯片WT588D是一款功能强大的可重复擦除烧写的工业级语音单片机芯 片。WT588D让语音芯片不再为控制方式而寻找合适的外围单片机电路，高度集成的单片机 技术足于取代复杂的外围控制电路。配套WT-APP上位机操作软件可随意更换WT588D语音 单片机芯片的任何一种控制模式，把信息下载到SPI-Flash上即可。它音质好性能稳定，能 将加载的音频音质几乎完整无损的展现出来，给用户完美的体验。本实施例选用的芯片封 装为SS0P20形式，芯片内置13BU/DA转换器，以及12BU/PWM输出，音质好。
[0038] 本实施例中语音芯片WT588D选择三线串口控制模式，三线串口控制模式 由三条通信线组成，分别是片选CS，数据DATA，时钟SCK，时序仿照标准SPI通信方式。 通过三线串口可以实现语音芯片命令控制、语音播放。三线串口模式下，I/O 口 P01被定义 为DATA数据口，P02为CS片选口，P03为CLK时钟口，单片机可通过三个控制口对WT588D 语音模块进行控制。三线串口控制模式下，P0无效。P17端为BUSY忙信号输出端，可设置 为播放状态LED点亮和播放状态LED熄灭，本实施例中P17端悬空。WT588D模块的VCC输 入端的电压要保证在2. 8V?3. 5V，模块VCC的电压如果大于3. 5V，有可能会导致模块内部 的存储器烧坏。
[0039] PWM+/DAC端口提供PWM和DAC两种输出方式，PWM输出可直接推动0. 5W/8Q的扬 声器，DAC输出外接功放，音质好。本实施例中，PWM+/DAC端口选择DAC输出外接LM386低 压音频功率放大器的3脚+INPUT端口，为了使LM386应用起来更灵活些，提供了两条增益 控制管脚（1脚和8脚)。当1脚和8脚开路时，1. 35k的电阻将增益置为20(26dB);本实施 例选择将1脚和8脚外接一只电容，增益上升到200 (46dB)。将LM386芯片7脚对应的输 入端旁路BYPASS端口通过对地接一个10uF的电容，防止增益的下降和可能出现的不稳定 工作。芯片5脚对应音频功率放大器的输出端口 V0UT，输出端口 V0UT经220uF电容EC6与 扬声器接口 S4相连，同时输出端口 V0UT经电容C19、电阻R23接地。
[0040] 上述实施例为本发明较佳的实施方式，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实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化， 均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1. 一种具有语音功能的无线智能触摸控制面板，包括PCB板，其特征在于：所述的 PCB板上设有电源模块、触摸感应模块、MCU控制模块、语音功能模块、导光LED模块和wifi 模块，所述的触摸感应模块的输出端与MCU控制模块相连，所述的MCU控制模块的输出端分 别与语音功能模块、导光LED模块和wifi模块相连，所述的电源模块为其他各个模块提供工 作电压。
2. 根据权利要求1所述的具有语音功能的无线智能触摸控制面板，其特征在于：所述 的触摸感应模块包括型号为ST05A的触摸感应器，型号ST05A触摸感应器将感应点的电容 变化的检测结果信息传递给MCU控制模块。
3. 根据权利要求1所述的具有语音功能的无线智能触摸控制面板其特征在于：所述的 导光LED模块由MCU控制模块的10 口控制，实现触摸点背光的红蓝颜色的变化。
4. 根据权利要求1所述的具有语音功能的无线智能触摸控制面板，其特征在于：所述 的语音功能模块包括语音芯片WT588D、存储ic芯片SPIFLASH、声音下载接口 J7以及音频 功率放大器LM386,实现将MCU控制模块将要对应的操作进行语音播放的功能。
5. 根据权利要求1至4任一项所述的具有语音功能的无线智能触摸控制面板，其特征 在于：所述的MCU控制模块采用增强型STC12C5608AD单片机。
6. 根据权利要求1至4任一项所述的具有语音功能的无线智能触摸控制面板，其 特征在于：所述的wifi模块包括芯片AR9331、DDR芯片W9425G6JH-5以及FLASH芯片 MX25L3206EM2I-12G。
【文档编号】H05B37/02GK104102152SQ201410251614
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年6月9日 优先权日:2014年6月9日
【发明者】伍永乐, 余从刚, 周威 申请人:广东凯乐斯光电科技有限公司