專(zhuān)利名稱(chēng)：數(shù)字錄音外語(yǔ)學(xué)習(xí)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種以半導(dǎo)體存儲(chǔ)器作為載體，利用語(yǔ)音合成技術(shù)設(shè)計(jì)的錄音設(shè)備，特別適合于外語(yǔ)學(xué)習(xí)使用。
目前，大部分人使用磁帶音機(jī)學(xué)習(xí)外語(yǔ)，在聽(tīng)力教學(xué)或?qū)W生訓(xùn)練聽(tīng)力的過(guò)程中，需要頻繁的例帶，不僅難以找準(zhǔn)句或段在磁帶上的位置，也加快了機(jī)器的磨損，既浪費(fèi)了老師或?qū)W生的時(shí)間，也分散了學(xué)習(xí)注意力。若使用單放機(jī)，因?yàn)橛械臒o(wú)倒帶功能，學(xué)習(xí)起來(lái)就更困難了。近年來(lái)出現(xiàn)的聽(tīng)說(shuō)練習(xí)機(jī)可實(shí)現(xiàn)不用倒帶復(fù)聽(tīng)單句或段落，跟讀對(duì)比的功能；但其仍存在錄音時(shí)間短僅幾十秒鐘，不能脫離磁帶錄音機(jī)等缺點(diǎn)，難以找準(zhǔn)句或段在磁帶上的位置的問(wèn)題仍未從根本上得到解決，給老師和學(xué)生帶來(lái)許多不便。隨著半導(dǎo)體技術(shù)以及數(shù)據(jù)壓縮、語(yǔ)音合成等技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)出現(xiàn)以半導(dǎo)體存儲(chǔ)器為載體的錄音設(shè)備，但是將其利用在外語(yǔ)學(xué)習(xí)上的專(zhuān)門(mén)設(shè)備還沒(méi)有。
本實(shí)用新型的目的是提供一種適合于外語(yǔ)學(xué)習(xí)的數(shù)字錄音機(jī)，以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷。
本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的1.數(shù)字錄音外語(yǔ)學(xué)習(xí)機(jī)，包括控制部分、語(yǔ)音處理部分、語(yǔ)音存儲(chǔ)部分及電源部分，其特征在于由單片機(jī)和程序存儲(chǔ)器構(gòu)成控制部分，其數(shù)據(jù)輸出端連接顯示器和操作鍵盤(pán)，語(yǔ)音處理芯片構(gòu)成語(yǔ)音處理部分，其分別與控制部分和語(yǔ)音存儲(chǔ)部分以及編碼-譯碼部分相連，語(yǔ)音存儲(chǔ)部分由半導(dǎo)體存儲(chǔ)器構(gòu)成，編碼-譯碼部分由編碼-譯碼集成電路構(gòu)成。
2.前項(xiàng)1所述的數(shù)字錄音學(xué)習(xí)機(jī)，其特征在于還包括口錄語(yǔ)音和外配機(jī)語(yǔ)音輸入端口，包括放大器、麥克風(fēng)、揚(yáng)聲器以及插接件。
3.前項(xiàng)1所述的數(shù)字錄音學(xué)習(xí)機(jī)，其特征在于所述操作鍵盤(pán)為4×4矩陣式鍵盤(pán)或獨(dú)立式鍵盤(pán)。
4.前項(xiàng)1所述的數(shù)字錄音學(xué)習(xí)機(jī)，其特征在于所述顯示器為三位半液晶顯示模塊。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)比較有以下優(yōu)點(diǎn)1.延長(zhǎng)錄音時(shí)間，使得數(shù)字錄音時(shí)間長(zhǎng)達(dá)100分鐘?，F(xiàn)有技術(shù)中數(shù)字錄音一般僅幾十秒鐘。
2.能隨意調(diào)出所錄任一句或段內(nèi)容進(jìn)行復(fù)聽(tīng)、跟讀。
3.放音速度自由設(shè)定，方便了不同聽(tīng)力水平的外語(yǔ)愛(ài)好者。
4.完全脫離錄音機(jī)或單放機(jī)進(jìn)行練習(xí)。
5.配有液晶顯示器顯示段號(hào)。
6.體積小，使用干電池供電時(shí)，有攜帶方便的特點(diǎn)。
7.若外配附加電路，可方便地用于外語(yǔ)教學(xué)。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步的描述。


圖1為本實(shí)用新型的電路方塊圖。
圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例的電路原理圖。
如
圖1所示，本實(shí)用新型包括操作鍵盤(pán)A，顯示器B，單片機(jī)控制部分C，語(yǔ)音處理部分D，編碼-譯碼部分E，語(yǔ)音存儲(chǔ)部分F，口錄語(yǔ)音和外配機(jī)語(yǔ)音輸入G，音頻信號(hào)放大輸出電路H，電源部分I。
各部分的具體電路表示在附圖2中，以下分別描述。
按鍵輸入部分A包括兩種形式。一種形式是4×4矩陣式鍵盤(pán)，另一種形式是獨(dú)立式按鍵。按鍵部分還采用雙功能按鍵方式。(電路見(jiàn)圖2(a))各編號(hào)按鍵功能如下0～9-段，10-錄音，11-單句/段復(fù)聽(tīng)，12-句子繼續(xù)，13-跟讀/跟讀對(duì)比，14-語(yǔ)速加快/減慢，15-音量增大/減小，16-停止/刪除，17-暫停，18-上下鍵控。
顯示器B采用三位半液晶顯示模塊FRS-1200PG(IC1)(電路見(jiàn)圖2(a))。
控制部分C采用80C31(IC2)單片機(jī)。通過(guò)八D鎖存器74HC373(IC3)，外接4K的427C32EPROM(IC4)，作為程序存儲(chǔ)器。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間使用IC2內(nèi)部的128個(gè)字節(jié)的RAM區(qū)。振蕩電路采用12MHZ晶體振蕩器。復(fù)位電路采用上電復(fù)位電路。P1口的低4位用于鍵盤(pán)掃描的列輸出，高4位用于鍵盤(pán)掃描的行輸入，兼作顯示數(shù)據(jù)輸出。P2口的高4位用于顯示位地址的控制。從P3.0輸出方波信號(hào)控制顯示電路。在與IC5語(yǔ)音處理芯片D6471A-11的連接中，PO口與IC5的數(shù)據(jù)線相連，用于傳遞狀態(tài)和命令。P3.1與IC5的HI相連，用于16位狀態(tài)或命令的高低字節(jié)的選擇。P3.2與IC5的ACK相連，作為IC5需要返回狀態(tài)字的中斷請(qǐng)求輸入端。WR和RD分別與IC5的HSTWR和HSTRD相連，用于對(duì)IC5的讀寫(xiě)控制。(電路見(jiàn)圖2(a))。
語(yǔ)音處理部分D采用數(shù)字信號(hào)處理芯片D6471A-11(IC5)。IC5是一個(gè)可編程芯片，通過(guò)軟件開(kāi)發(fā)可實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)達(dá)100分鐘的錄音，任意位置開(kāi)始的放音，語(yǔ)速調(diào)整，控制音量大小，語(yǔ)音消去等功能。它的引腳分配如下與單片機(jī)IC2相連的HSTDBO-HSTDB7作為狀態(tài)/命令的輸入/輸出。ACK作為向主機(jī)輸入狀態(tài)字的請(qǐng)求端。HI/LO用于16位字的高低字節(jié)控制端。HSTRD，HSTWR用于讀寫(xiě)控制。XOUT，XIN用于外接晶振電路，設(shè)置為36.864MHZ。與IC6存儲(chǔ)芯片29NO40相連的有MDBO-MDB7用于數(shù)據(jù)的輸入/輸出，CEO-CE3用于片選，F(xiàn)LRD，F(xiàn)LWR用于讀寫(xiě)控制，CLE、ALE作為始能端。與IC7編碼-譯碼器PT3054相連的有DRO，DXO用于信號(hào)的輸入/輸出，F(xiàn)SYNC用于輸出同步脈沖，SCLK用于時(shí)鐘信號(hào)的輸出。RESET與PDN有嚴(yán)格的時(shí)序控制，上電后經(jīng)延遲電路延尺50ms后PDN變?yōu)楦唠娖?，RESET在PDN變?yōu)楦唠娖?μs采用上電復(fù)位電路復(fù)位。(電路見(jiàn)圖2(b)。
編碼-譯碼部分E采用PT3054(IC7)，可以實(shí)現(xiàn)A/D與D/A轉(zhuǎn)換。內(nèi)部帶有發(fā)送端輸入放大器，接收端的功率放大器，可通過(guò)編程控制放大器增益，從而控制音量大小。其引腳分配如下VCCA作為模擬信號(hào)的+5V電源，VBBA作為模擬信號(hào)的-5V電源。GNDA是模擬地。DX用于A/D的輸出端，DR用于D/A的輸入端。MCLK接收來(lái)自IC5的主時(shí)鐘，BCLK是轉(zhuǎn)換時(shí)鐘，需與MCLK同步。MCLK分為MCLKX(發(fā)送)和MCLKR(接收)，BCLK分為BCLKX(發(fā)送)和BCLKR(接收)，一般MCLKR、BCLKR接地，MCLKX，BCLKX用于接收和發(fā)送。FSX、FER接收來(lái)自IC5的同步信號(hào)。VFX+是輸入放大器的同相端，一般接地；VFX-是反相端，用于輸入語(yǔ)音信號(hào)。GSX是輸入放大器的輸出端，外聯(lián)反饋電阻。VFRO作為接收端功放的輸出端。(電路見(jiàn)圖2(c))。
語(yǔ)音存儲(chǔ)部分F采用4Mbit的存儲(chǔ)芯片29NO40(IC6)，用于存儲(chǔ)數(shù)字信息。IC5最多可帶4片29NO40，可實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)達(dá)100分鐘的語(yǔ)音記錄。(電路見(jiàn)圖2(b))。
口錄語(yǔ)音和外配機(jī)語(yǔ)音信號(hào)輸入G?？阡浲ㄟ^(guò)MIC實(shí)現(xiàn)。外配機(jī)語(yǔ)音信號(hào)輸入是通過(guò)耳機(jī)插孔將語(yǔ)音信號(hào)取入。(電路見(jiàn)圖2(c))。
音頻信號(hào)放大輸出電路H，采用LM386集成功放(IC8)，可使用耳機(jī)或喇叭輸出話音。(電路見(jiàn)圖2(c))。
電源部分I，外接6VDC(4節(jié)1.5V干電池)。該電源提供三種電壓一種是VCC(+5V)，用于數(shù)字信號(hào)源；一種是VCCA(+5V)，用于模擬信號(hào)源；一種是VBBA(-5V)，用于模擬信號(hào)源。正電源采用二極管降壓與電容濾波，輸出1A電流。負(fù)電源采用(IC9)7660DC-DC電壓極性變換器和二極管穩(wěn)壓電路。(電路見(jiàn)圖2(d))。
另外還有附加電路，用于電化教學(xué)，這個(gè)附加電路提供的是6V穩(wěn)壓電源和不失真功率為36W的音頻放大電路。穩(wěn)壓電源采用IC10集成穩(wěn)壓塊7806，音頻放大采用ICM傻瓜175。(電路見(jiàn)圖2(e))。
本實(shí)用新型通過(guò)編制監(jiān)控程序，可以實(shí)現(xiàn)較高的性能以及很多特定功能，特別適合于外語(yǔ)的學(xué)習(xí)和教學(xué)。以下結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例工作原理的描述進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型。
采用按鍵方式操作，選擇各種功能和語(yǔ)音內(nèi)容所對(duì)應(yīng)的編號(hào)。用三位半的液晶顯示電路提示放音或錄音所對(duì)應(yīng)的段號(hào)。當(dāng)存儲(chǔ)器已滿或已存儲(chǔ)128段內(nèi)容時(shí)，可提示用戶加以處理。
本實(shí)用新型的錄音能夠?qū)崿F(xiàn)兩種方式，一種是通過(guò)麥克風(fēng)MIC的口錄，另一種是通過(guò)耳機(jī)插孔和外配的插頭從錄音機(jī)或單放機(jī)的耳機(jī)插孔中取出磁帶放音過(guò)程中的語(yǔ)音信號(hào)。該功能是通過(guò)編程使(IC5)D6471A-11工作在錄音方式而得以實(shí)現(xiàn)的。采用數(shù)字音控開(kāi)關(guān)錄音技術(shù)，即發(fā)出錄音命令后，當(dāng)有信號(hào)時(shí)自動(dòng)開(kāi)始錄音，并將相關(guān)狀態(tài)位置位，當(dāng)無(wú)信號(hào)時(shí)自動(dòng)停止錄音，并將相應(yīng)狀態(tài)位復(fù)位。這樣可將錄制單位縮小為單句，并能通過(guò)(IC2)80C31的定時(shí)器，對(duì)所錄語(yǔ)句定時(shí)，在每句話結(jié)束時(shí)，將記數(shù)器內(nèi)容存于RAM中，以標(biāo)志每一句的時(shí)間。這個(gè)時(shí)間標(biāo)志，將用于單句的復(fù)聽(tīng)、跟讀。為了區(qū)分不同的錄音段，在每次錄音開(kāi)始，讀入段號(hào)，并存于RAM中，同時(shí)在顯示器上顯示出來(lái)。這樣，RAM中將依次存放所錄段號(hào)及段中各句的時(shí)間標(biāo)志。此外，通過(guò)編程可實(shí)現(xiàn)在錄音的過(guò)程中進(jìn)行監(jiān)聽(tīng)，并判斷存貯是否已滿，存貯滿時(shí)，顯示器將顯示“LOBAT000”以提示。當(dāng)按下停止鍵，則停止錄音。
操作時(shí)，按“錄音鍵”，待顯示器顯示段號(hào)時(shí)開(kāi)始錄音，錄音的長(zhǎng)度由使用者自己控制，可以是單句，也可以是一段、幾段語(yǔ)句或整篇文章，當(dāng)按下“停止鍵”時(shí)則停止錄音，顯示消隱。
語(yǔ)音存儲(chǔ)可達(dá)到16Mbit的存儲(chǔ)容量，最長(zhǎng)可錄音100分鐘。每次錄音結(jié)束，可自動(dòng)給所錄內(nèi)容編號(hào)，一次錄音稱(chēng)為一段，其內(nèi)容長(zhǎng)度可以變化，共可分為128段(0～127段)。
復(fù)聽(tīng)包括整段復(fù)聽(tīng)和單句復(fù)聽(tīng)。是通過(guò)編程使(IC5)D6471A-11工作在放音方式下而得以實(shí)現(xiàn)的。發(fā)出放音命令后，在放音過(guò)程中讀入狀態(tài)字，檢測(cè)是否到段尾，若到段尾而未發(fā)出停止命令時(shí)，則自動(dòng)重新發(fā)出放音命令，即實(shí)現(xiàn)重放功能。放音直至發(fā)出停止命令為止。
若所錄的一段話中由幾個(gè)句子組成，用戶想進(jìn)行一句句地復(fù)聽(tīng)，這就需要利用每一句的時(shí)間標(biāo)志以及該方式所提供的標(biāo)志當(dāng)前信號(hào)距段首的偏移量的狀態(tài)字。每一句開(kāi)始時(shí)，打開(kāi)定時(shí)器，并記錄句首相對(duì)于段首的偏移量，當(dāng)記數(shù)器內(nèi)容與時(shí)間標(biāo)志相同時(shí)，表明這一句話結(jié)束了，記錄句末(即下一句句首)相對(duì)于段首的偏移量。若未按下“放音繼續(xù)鍵”，則重發(fā)帶有句首偏移量的放音命令，進(jìn)行復(fù)聽(tīng)該句，直至按下“放音繼續(xù)鍵”，繼續(xù)下一句的復(fù)聽(tīng)。在復(fù)聽(tīng)過(guò)程中，若按下“暫停鍵”，則將發(fā)出暫停止命令，停止放音，直至“暫停鍵”復(fù)位繼續(xù)放音。在復(fù)聽(tīng)過(guò)程中，若按下“停止鍵”將停止放音，顯示消隱。在復(fù)聽(tīng)過(guò)程中，若按下“加快/減慢鍵”，可自動(dòng)改變放音命令中的速度控制位，實(shí)現(xiàn)調(diào)速。
操作中，先按下“單句/段復(fù)聽(tīng)鍵”，并輸入段號(hào)，則會(huì)看到顯示器顯示所放段落段號(hào)。在復(fù)聽(tīng)過(guò)程中，可按下“暫停鍵”，“加快/減慢鍵”以達(dá)到不同的目的。在單句復(fù)聽(tīng)中，需按下“放音繼續(xù)鍵”方可繼續(xù)下一句的放音。當(dāng)按下“停止鍵”時(shí)，將停止放音過(guò)程，顯示消隱。
語(yǔ)速調(diào)整可根據(jù)自己的聽(tīng)力水平，通過(guò)按鍵方式，加快或減慢放音語(yǔ)速，調(diào)整范圍為原錄語(yǔ)速的50％～200％。
本實(shí)用新型具有特殊的跟讀功能。跟讀是指單句的跟讀，可分為跟讀和跟讀對(duì)比兩種方式。與單句復(fù)聽(tīng)基本相同，只是在每句結(jié)束時(shí)，對(duì)該句重新定時(shí)，同時(shí)執(zhí)行暫停命令，這一段時(shí)間可用于跟讀，待定時(shí)完成后，檢測(cè)“繼續(xù)放音鍵”，若未按下，則重復(fù)上述操作，直至該鍵按下后，繼續(xù)下一個(gè)語(yǔ)句。與單句復(fù)聽(tīng)不同的是在一句話放完后，轉(zhuǎn)入錄音方式，發(fā)出錄音命令，以口錄方式錄音，話音結(jié)束后，再發(fā)出放音命令，重放這一句的原音和口錄聲音，以進(jìn)行發(fā)音比較和矯正發(fā)音，待感覺(jué)滿意后，可按下“繼續(xù)放音鍵”繼續(xù)下一個(gè)語(yǔ)句。操作過(guò)程與復(fù)聽(tīng)類(lèi)同。
當(dāng)顯示器提示存儲(chǔ)信息已滿時(shí)，可以利用語(yǔ)段刪除功能刪去語(yǔ)音存儲(chǔ)器上的存儲(chǔ)信號(hào)，以便于更新錄音內(nèi)容。也可以利用該功能刪去不必要的語(yǔ)段。操作時(shí)，按下“刪除鍵”，并輸入要?jiǎng)h除的段號(hào)，則主機(jī)發(fā)出刪除命令，可刪去該段，其它段號(hào)大于該段的語(yǔ)段編號(hào)減1。反復(fù)此操作，可刪去任意多段。
音量控制的調(diào)整范圍以2dB為單位，-42dB～+16dB，音量也可消除。操作時(shí)，在錄音、放音的過(guò)程中，均可按“音量增大/減小鍵”，每按一下調(diào)整一個(gè)單位，連續(xù)按鍵，可大范圍調(diào)整音量。
按下“停止鍵”時(shí)，主機(jī)發(fā)出停止命令，使(IC5)D6471A-11工作在空操作方式下，并顯示消隱。
以上只是本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的描述，并不是對(duì)本實(shí)用新型的限定，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以在權(quán)利要求書(shū)所限定的范圍內(nèi)進(jìn)行各種改進(jìn)。
權(quán)利要求1.數(shù)字錄音外語(yǔ)學(xué)習(xí)機(jī)，包括控制部分(C)、語(yǔ)音處理部分(D)、語(yǔ)音存儲(chǔ)部分(F)及電源部分(I)，其特征在于由單片機(jī)(IC2)和程序存儲(chǔ)器(IC4)構(gòu)成控制部分，其數(shù)據(jù)輸出端連接顯示器(IC1)和操作鍵盤(pán)(B)；語(yǔ)音處理芯片(IC5)構(gòu)成語(yǔ)音處理部分，其分別與控制部分和語(yǔ)音存儲(chǔ)部分以及編碼-譯碼部分(E)相連；語(yǔ)音存儲(chǔ)部分由半導(dǎo)體存儲(chǔ)器(IC6)構(gòu)成，編碼-譯碼部分由編碼-譯碼集成電路(IC7)構(gòu)成。
2.如權(quán)利要求1所述的數(shù)字錄音學(xué)習(xí)機(jī)，其特征在于還包括口錄語(yǔ)音和外配機(jī)語(yǔ)音輸入端口，包括放大器(IC8)、麥克風(fēng)、揚(yáng)聲器以及插接件。
3.如權(quán)利要求1所述的數(shù)字錄音學(xué)習(xí)機(jī)，其特征在于所述操作鍵盤(pán)為4×4矩陣式鍵盤(pán)或獨(dú)立式鍵盤(pán)。
4.如權(quán)利要求1所述的數(shù)字錄音學(xué)習(xí)機(jī)，其特征在于所述顯示器為三位半液晶顯示模塊。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種以半導(dǎo)體存儲(chǔ)器作為載體，利用語(yǔ)音合成技術(shù)設(shè)計(jì)的錄音設(shè)備，特別適合于外語(yǔ)學(xué)習(xí)使用。它包括控制部分、語(yǔ)音處理部分、語(yǔ)音存儲(chǔ)部分及電源部分，其特征在于由單片機(jī)和程序存儲(chǔ)器構(gòu)成控制部分，其數(shù)據(jù)輸出端連接顯示器和操作鍵盤(pán)，語(yǔ)音處理芯片構(gòu)成語(yǔ)音處理部分，其分別與控制部分和語(yǔ)音存儲(chǔ)部分以及編碼—譯碼部分相連，語(yǔ)音存儲(chǔ)部分由半導(dǎo)體存儲(chǔ)器構(gòu)成，編碼—譯碼部分由編碼—譯碼集成電路構(gòu)成。
文檔編號(hào)G09B19/06GK2261658SQ9622309
公開(kāi)日1997年9月3日 申請(qǐng)日期1996年9月27日 優(yōu)先權(quán)日1996年9月27日
發(fā)明者張文婧 申請(qǐng)人:張文婧