專利名稱：音樂時(shí)控裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及學(xué)校里用來按作息時(shí)間表發(fā)出音響信號(hào)的裝置。
現(xiàn)在的學(xué)校采用電鈴控制裝置定時(shí)控制電鈴(音響器)發(fā)出電鈴聲作為上下課信號(hào)，該裝置由一套定時(shí)控制電路、一組時(shí)間顯示器件(時(shí)間顯示屏)和用來編制作息時(shí)間以及調(diào)整計(jì)時(shí)器的一套按鍵組成，與其配套的音響器是電鈴。但目前公知的電鈴控制裝置均存在以下缺點(diǎn)1．學(xué)校課間操、眼保健操等音樂(以下統(tǒng)稱保健操音樂)，無法由電鈴控制儀控制發(fā)出，因此一般學(xué)校均要有廣播操作員按時(shí)播放保健操音樂，浪費(fèi)人工；2．報(bào)時(shí)聲(鈴聲)單調(diào)，乏味；3．停電期間要發(fā)出定時(shí)信號(hào)難度較大．本實(shí)用新型的目的是提供一個(gè)全面解決上述問題的能定時(shí)廣播校用音樂的裝置。
本新型目的是這樣實(shí)現(xiàn)的將單片機(jī)定時(shí)控制器、語音集成電路和音頻功率放大器連接在一起，組成一個(gè)整體電路，其中選用有分段功能的語音集成電路作音響信號(hào)源，錄進(jìn)保健操音樂和各種校用音樂(廣播詞、鐘聲、鈴聲，以下統(tǒng)稱音樂)，用有二套以上定時(shí)程序的單片機(jī)作定時(shí)控制器，其定時(shí)控制信號(hào)輸出端與語音集成電路的信號(hào)輸入端相連，單片機(jī)定時(shí)對(duì)語音電路發(fā)出音段選擇指令并觸發(fā)語音電路進(jìn)行放音，使其定時(shí)發(fā)出不同的音樂信號(hào)，這些音樂信號(hào)通過音量調(diào)節(jié)回路后，送音頻放大器，經(jīng)過放大器放大后驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器(高音喇叭)播出各種音樂。
本新型裝置實(shí)現(xiàn)了音樂定時(shí)控制，采用本裝置將實(shí)現(xiàn)學(xué)校廣播無人值守，從而為學(xué)校節(jié)約師資(廣播操作員)；還可實(shí)現(xiàn)以音樂代替電鈴聲，這將有助于改善教學(xué)質(zhì)量，其代替鈴聲的優(yōu)美音樂將使人心曠神怡，有助于消除師生的疲勞，有助于激揚(yáng)師生的創(chuàng)作靈感；此外和驅(qū)動(dòng)220伏電鈴的電鈴控制儀相比，本新型容易實(shí)現(xiàn)停電期間照常播放作息時(shí)間信號(hào)，保證停電期間的學(xué)校秩序。
以下結(jié)合附圖實(shí)施例作進(jìn)一步說明

圖1是本新型的原理框圖，圖中CPUR為單片機(jī)定時(shí)控制器，由有內(nèi)部程序存貯器的單片機(jī)，如89系列或PIC系列等單片機(jī)(實(shí)施例用89C61)及其周邊配套元器件組成。sou為直流電源，SW為單片機(jī)控制的開關(guān)(繼電器)，AMP為功率放大器；MuIC為語音集成電路，其型號(hào)較多，最好選用容量比較大、放音時(shí)間較長的非易失性(E2PROM或PROM)MuIC，如采用易失性(RAM型)MuIC，容易因停電或干擾使所錄音樂信號(hào)被破壞。
圖2實(shí)施例中MuIC采用ISD系列語音電路，OUT為MuIC的輸出端，RES和RES2為MuIC的復(fù)位端，A0-7為MuIC的分段信號(hào)輸入端(音樂分段控制端)，阻容R14、C2、R15、C3和電位器W組成音量調(diào)節(jié)電路，AMP為音頻功率放大器，V+和V-為功放電源，S為揚(yáng)聲器組。
圖中T為電源變壓器，其付繞阻應(yīng)具有中心抽頭，其電壓和容量的具體選擇，應(yīng)視要求推動(dòng)揚(yáng)聲器的數(shù)量和功率大小而定。E1、E2、E3、E4、E5、E6、E7和C4、C5、C6、C9、C10為電源濾波電容。電源變壓器和濾波電容連同四個(gè)整流二極管D3-D6構(gòu)成了整流電源sou。
圖2中CEI和CE2是語音集成電路的片選端，對(duì)于某些MuIC，片選端兼有觸發(fā)放音的功能，在要求播放音樂較簡單或采用大容量語音集成電路(MuIC)情況下，采用一片語音集成電路即可了，但單片機(jī)除了控制MuIC的分段控制端外，還要對(duì)片選端進(jìn)行放音操作；如果一片MuIC容量不夠，可選用多片MuIC并聯(lián)工作，這時(shí)單片機(jī)還應(yīng)輪流對(duì)各MuIC的片選端進(jìn)行操作。
在MuIC為串行輸入情況下，MuIC的輸入端就是一對(duì)串行輸入端(一個(gè)串行數(shù)據(jù)端和一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)端)，片選、音樂選段和觸發(fā)放音都是通過這一對(duì)串行輸入端進(jìn)行的，當(dāng)然與這對(duì)MuIC串行輸入端相連的CPUR定時(shí)控制端，是單片機(jī)的一對(duì)具有串行數(shù)據(jù)輸出功能的控制端。
Vdd為停電期間保持主芯片正常工作(正常計(jì)時(shí)和記憶)必要供電的工作電源，其負(fù)載主要就是單片機(jī)CPUR,Vcc為整流穩(wěn)壓后的工作電源，Vcc的負(fù)載包括Vcc供電的各種集成電路、非門和電子器件。如果MuIC的工作電壓比Vcc更低，則應(yīng)采取電阻分壓等降壓措施。
為了假日不響廣播，以免影響師生假日休息，或假日可單另設(shè)置一套補(bǔ)習(xí)程序，單片機(jī)應(yīng)能編入二套作息時(shí)間程序，學(xué)習(xí)日?qǐng)?zhí)行一套程序，假日自動(dòng)執(zhí)行單另一套程序。就我國國情而言，許多學(xué)校星期一舉行升旗典禮要播放國歌，如要升旗典禮時(shí)自動(dòng)播放國歌，本系統(tǒng)采用的單片機(jī)，應(yīng)是星期一可以獨(dú)立編程，也即單片機(jī)應(yīng)具有三套時(shí)間程序，其中帶有國歌的一套是星期一專用。至于編程的具體技術(shù)，屬于公知技術(shù)，此處不贅述。
在這種情況下，有一塊顯示星期幾的顯示器是編制程序所必須的。圖2中的顯示電路就是根據(jù)顯示星期、時(shí)十位、時(shí)個(gè)位、分十位和分個(gè)位(共五位數(shù)碼)而設(shè)計(jì)的，顯示器用集成在一塊電路板上的發(fā)光管數(shù)碼組成。數(shù)碼可以采用數(shù)碼管、數(shù)字鐘板或直接焊在電路板上的發(fā)光管組成，采用靜態(tài)驅(qū)動(dòng)或掃描驅(qū)動(dòng)均可，實(shí)施例采用掃描驅(qū)動(dòng)，P1-P5是五個(gè)位選三極管，R9-R13是其基極電阻；164是串入并出寄存器，用來控制各數(shù)碼的筆劃，R1-R8為其筆劃限流電阻，圖中畫有五個(gè)8字的矩形方框表示帶有星期和時(shí)分的發(fā)光管顯示屏，以上電路構(gòu)成本裝置的時(shí)間顯示單元。如采用液晶顯示也可，其缺點(diǎn)是顯示清晰度差一些，一般壽命短一些，但可以省電。
此外，第幾周、月、日或氣溫，也是師生關(guān)心的，為充份發(fā)揮一機(jī)多用途，可以考慮把這些內(nèi)容顯示出來，這時(shí)，宜采用靜態(tài)顯示或串并聯(lián)混合顯示。
非門N1、N2、電阻R17、R18和發(fā)光管L6、L7組成工作狀態(tài)指示器；晶振Z和電容C7、C8組成時(shí)基振蕩電路，RES為CPUR的復(fù)位端，C1和R16組成來電復(fù)位電路。
為了區(qū)別不同的時(shí)間信號(hào)(上課、下課或預(yù)備)，語音片應(yīng)分別錄入不同的音響信號(hào)，錄下不同的電鈴聲是簡單的方法，但顯得較單調(diào)，錄下不同鐘聲(包括人工合成鐘聲)代替電鈴聲，可以收到比電鈴聲更悠揚(yáng)動(dòng)聽的音響效果。最好是根據(jù)用戶愛好，選用不同類型的音樂(可以是整首，可以是一段)代替電鈴聲，例如，下課可選用緩慢優(yōu)美的音樂，上課可選用輕快熱烈的音樂，課間操之前，可選播運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行曲等音樂，在升旗儀式之前，最好播放一段歌唱祖國等發(fā)揚(yáng)愛國主義的歌曲。在必要時(shí)，可以配合以語言錄音，如“全體立正，唱國歌”，在實(shí)施例中，升旗時(shí)播放義勇軍進(jìn)行曲軍樂，升旗后播放口令“唱國歌”，再播放帶引子和歌詞的國歌。
在本音樂時(shí)控裝置中，保留電鈴控制功能，使本裝置具有自動(dòng)播放音樂的功能，同時(shí)，也能控制電鈴按時(shí)響鈴，這也是一種可行的方案。
為了節(jié)省學(xué)校廣播操作員，實(shí)現(xiàn)無人值守廣播，本新型的語音集成電路MuIC中錄入了保健操音樂，由本裝置直接定時(shí)播出。
本新型中采用高響度揚(yáng)聲器作為信號(hào)輸出，高響度揚(yáng)聲器可選用普通的高音喇叭，也可選用節(jié)電型高響度訊響器。有些學(xué)校，教室還裝有音箱，為了驅(qū)動(dòng)這些揚(yáng)聲器和音箱，在MuIC與揚(yáng)聲器之間應(yīng)加進(jìn)音頻功放電路，功放電路的型號(hào)取決于輸出功率，實(shí)施例中選用成品功放模塊AMP176，這種模塊體積小，可以與CPUR、MuIC裝在同一個(gè)機(jī)箱中。
圖中Km、Kf、Ks和Kc是單片機(jī)編程和調(diào)時(shí)間的操作按鈕，K1、K2、K3、K4和K5是音樂選段按鈕，發(fā)光管L1-L6用來指示正在播放的是哪一段音樂，電阻R19-R23是上述五個(gè)發(fā)光管的限流電阻。這里假定共五段(五首)音樂，一段音樂對(duì)應(yīng)一個(gè)按鈕，可使用戶易于識(shí)別和操作，圖中電池組B1是為了保證停電期間CPUR照常走時(shí)和記憶程序而設(shè)置的，如果要實(shí)現(xiàn)在交流電源停電期間能照常廣播，本裝置還應(yīng)配備容量足夠大的備用直流電源(實(shí)施例中是二組蓄電池B2和B3)，用來在停電時(shí)對(duì)音響功放電路和揚(yáng)聲器提供電源，為了減少事故和節(jié)約用電，備用電源也可以不連續(xù)供電，只在播放音樂的時(shí)候由CPUR打開其開關(guān)電路，圖2中三極管P6、電阻R24、繼電器J和保護(hù)二極管D7組成備用電源開關(guān)電路(也即圖1的SW)，播音開始時(shí)，單片機(jī)輸出信號(hào)使三極管P6導(dǎo)通、繼電器閉合，其觸點(diǎn)J1和J2接通備用電源V+和V-，播音結(jié)束時(shí)，單片機(jī)自動(dòng)關(guān)閉備用電源開關(guān)。
實(shí)施本新型的具體方法是由工廠生產(chǎn)成套的音樂時(shí)控儀，在目前語音集成電路MuIC錄制技術(shù)不普及情況下，MuIC以統(tǒng)一錄制為宜。對(duì)于個(gè)別大型學(xué)校，具有錄制條件的，可由工廠生產(chǎn)空白音樂時(shí)控儀，由用戶自行選錄音樂，這時(shí)MuIC必須是可重錄的非易失型(如E2PROM)。普通揚(yáng)聲器可由學(xué)校自行配備，節(jié)電揚(yáng)聲器可由生產(chǎn)廠配套供應(yīng)。
權(quán)利要求1．一種按學(xué)校作息時(shí)間表發(fā)出音響信號(hào)的時(shí)控裝置，有一套定時(shí)、控制電路，有一組時(shí)間顯示器件，有用來編制作息時(shí)間和調(diào)整計(jì)時(shí)器的一套按鍵，帶有配套的音響器，本新型特征是(1)本裝置由單片機(jī)定時(shí)控制器、具有分段功能的語音集成電路和音頻功率放大器連接而成；(2)語音集成電路中錄有保健操音樂；(3)單片機(jī)的定時(shí)和控制信號(hào)輸出端與語音集成電路的信號(hào)輸入端相連；(4)音樂集成電路的音頻信號(hào)輸出端通過音量調(diào)節(jié)電路與音頻功率放大器的信號(hào)輸入端相連。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述裝置，其特征是時(shí)間顯示器帶有顯示星期幾的數(shù)碼。
3．根據(jù)權(quán)利要求1所述裝置，其特征是放大器是與單片機(jī)、語音電路裝在一個(gè)箱體內(nèi)的功放模塊。
4．根據(jù)權(quán)利要求1所述裝置，其特征是單片機(jī)的定時(shí)控制輸出端是串行數(shù)據(jù)輸出端，語音集成電路的分段信號(hào)輸入端是串行數(shù)據(jù)輸入端。
專利摘要本新型提出一種取代學(xué)校電鈴控制儀的裝置,由單片機(jī)定時(shí)控制器、語音集成電路和音頻功率放大器連接而成,它以錄有多種音樂信號(hào)的語音電路作信號(hào)源,由單片機(jī)控制語音集成電路定時(shí)發(fā)出音樂信號(hào),經(jīng)音頻功率放大器放大后,通過揚(yáng)聲器放出音樂,以代替枯燥單調(diào)的電鈴聲,本裝置容易實(shí)現(xiàn)停電期間照常播放作息時(shí)間信號(hào),還能實(shí)現(xiàn)課間操、眼保健操音樂及升旗儀式國歌的自動(dòng)播放,實(shí)現(xiàn)學(xué)校廣播無人值守,為學(xué)校節(jié)約師資。
文檔編號(hào)G04C21/30GK2439050SQ99201788
公開日2001年7月11日 申請(qǐng)日期1999年1月1日 優(yōu)先權(quán)日1999年1月1日
發(fā)明者徐日沾 申請(qǐng)人:龍巖智電研究所