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一種具有語音功能的無線智能觸摸控制面板的制作方法

文檔序號(hào):8093849閱讀:156來源:國(guó)知局
一種具有語音功能的無線智能觸摸控制面板的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種具有語音功能的無線智能觸摸控制面板,包括PCB板,所述的PCB板上設(shè)有電源模塊、觸摸感應(yīng)模塊、MCU控制模塊、語音功能模塊、導(dǎo)光LED模塊和wifi模塊。本發(fā)明用觸摸感應(yīng)取代機(jī)械按鈕,使用壽命長(zhǎng),無機(jī)械摩擦,系統(tǒng)穩(wěn)定,抗干擾性強(qiáng),且安全可靠;內(nèi)置wifi模塊,實(shí)現(xiàn)真正意義上的無線通訊控制,只需要兩根電源線即可控制多盞LED照明燈的調(diào)光,調(diào)色,極大的節(jié)約了成本的同時(shí)也減少了布線時(shí)的工程量;弱電控制強(qiáng)電,使用安全,內(nèi)置LED背光,夜間可當(dāng)小夜燈使用;集成了語音功能模塊,實(shí)現(xiàn)語音提示功能,增強(qiáng)用戶的體驗(yàn)感。
【專利說明】一種具有語音功能的無線智能觸摸控制面板

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及控制板的【技術(shù)領(lǐng)域】,特別涉及一種具有語音功能的無線智能觸摸控制 面板。

【背景技術(shù)】
[0002] 傳統(tǒng)開關(guān)面板是直接通過控制強(qiáng)電的通斷,從而達(dá)到控制燈具或者其它電器的機(jī) 械式開關(guān),開關(guān)時(shí)金屬片摩擦大,容易接觸不良產(chǎn)生火花發(fā)生短路,存在觸電的危險(xiǎn),需要 經(jīng)常維修,使用的壽命短,且在黑暗中操作不方便。
[0003] 傳統(tǒng)的開關(guān)面板是通過控制強(qiáng)電的通斷來進(jìn)行控制,因此它的電源線會(huì)很多,布 線時(shí)的工程量很大,相應(yīng)的成本會(huì)很高。
[0004] 傳統(tǒng)的控制面板功能單調(diào),實(shí)現(xiàn)功能只能一對(duì)一的進(jìn)行控制,不靈活。
[0005]


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)與不足,提供及一種具有語音功能的無線 智能觸摸控制面板。
[0007] 本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn): 一種具有語音功能的無線智能觸摸開關(guān)面板,包括PCB板,所述的PCB板上設(shè)有電源 模塊、觸摸感應(yīng)模塊、MCU控制模塊、語音功能模塊、導(dǎo)光LED模塊和wifi模塊,所述的觸摸 感應(yīng)模塊的輸出端與MCU控制模塊相連,所述的MCU控制模塊的輸出端分別與語音功能模 塊、導(dǎo)光LED模塊和wifi模塊相連,所述的電源模塊為其他各個(gè)模塊提供工作電壓。
[0008] 優(yōu)選的,所述的觸摸感應(yīng)模塊包括型號(hào)為ST05A的觸摸感應(yīng)器,型號(hào)ST05A觸摸 感應(yīng)器將感應(yīng)點(diǎn)的電容變化的檢測(cè)結(jié)果信息傳遞給MCU控制模塊。
[0009] 優(yōu)選的,所述的導(dǎo)光LED模塊由MCU控制模塊的10 口控制,實(shí)現(xiàn)觸摸點(diǎn)背光的紅 藍(lán)顏色的變化。
[0010] 優(yōu)選的,所述的語音功能模塊包括語音芯片WT588D、存儲(chǔ)ic芯片SPIFLASH、聲音 下載接口 J7以及音頻功率放大器LM386,實(shí)現(xiàn)將MCU控制模塊將要對(duì)應(yīng)的操作進(jìn)行語音播 放的功能。
[0011] 優(yōu)選的,所述的MCU控制模塊采用增強(qiáng)型STC12C5608AD單片機(jī)。
[0012] 優(yōu)選的,所述的wifi模塊包括芯片AR9331、DDR芯片W9425G6JH-5及FLASH芯片 MX25L3206EM2I-12G 。
[0013] 本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點(diǎn)及效果: 1.通過觸摸感應(yīng)取代機(jī)械按鈕,只需輕輕觸碰感應(yīng)點(diǎn)即可觸發(fā),使用壽命長(zhǎng),無機(jī)械 摩擦,系統(tǒng)穩(wěn)定,抗干擾性強(qiáng),且安全可靠。
[0014] 2.通過弱電控制強(qiáng)電,更能保證使用安全,內(nèi)置LED背光,夜間可當(dāng)小夜燈使 用,觸摸點(diǎn)位置設(shè)計(jì)了兩種不同的LED,觸摸時(shí)顏色會(huì)發(fā)生變化,符合現(xiàn)代潮流并方便夜間 辨識(shí),且有多種顏色可選,使產(chǎn)品個(gè)性化的同時(shí),更顯尊貴大方,高雅,以配合安裝場(chǎng)所 內(nèi)之裝潢設(shè)計(jì)。
[0015] 3.通過內(nèi)置wifi模塊,實(shí)現(xiàn)真正意義上的無線通訊控制,只需要兩根電源線即可 控制多盞LED照明燈的調(diào)光,調(diào)色,也可以用于其它的電器控制等,極大的節(jié)約了成本的同 時(shí)也減少了布線時(shí)的工程量,且可以通過MCU實(shí)現(xiàn)控制方式的多樣性,控制靈活。
[0016] 4.同時(shí),智能觸摸控制面板集成了放音模塊,采用WT588D工業(yè)級(jí)1C實(shí)現(xiàn)語音提示 功能,該芯片的語音音源來自于軟件的合成,模塊能將語音音質(zhì)完好無損的展現(xiàn)出來,增強(qiáng) 用戶的體驗(yàn)感,層次更顯高檔,優(yōu)雅。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017] 圖1是本發(fā)明實(shí)施例的原理結(jié)構(gòu)框圖。
[0018] 圖2是本發(fā)明實(shí)施例的觸摸感應(yīng)電路。
[0019] 圖3是本發(fā)明實(shí)施例的MCU控制電路。
[0020] 圖4是本發(fā)明實(shí)施例的觸摸點(diǎn)導(dǎo)光LED模塊。
[0021] 圖5是本發(fā)明實(shí)施例的觸摸面板導(dǎo)光LED模塊。
[0022] 圖6是本發(fā)明實(shí)施例的wifi原理結(jié)構(gòu)框圖。
[0023] 圖7是本發(fā)明實(shí)施例的語音功能模塊。

【具體實(shí)施方式】
[0024] 下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述,但本發(fā)明的實(shí)施方式不限 于此。 實(shí)施例
[0025] 如圖1所示,本發(fā)明提出的一種具有語音功能的無線智能觸摸開關(guān)面板,包括PCB 板,所述的PCB板上設(shè)有電源模塊、觸摸感應(yīng)模塊、MCU控制模塊、語音功能模塊、導(dǎo)光LED模 塊和wifi模塊。其中電源模塊為其他各個(gè)模塊提供工作電壓。
[0026] 如圖2所示,其中觸摸感應(yīng)模塊采用了 5通道帶自校正功能的容性觸摸感1C(改 進(jìn)版),可以通過任何非導(dǎo)電介質(zhì)經(jīng)感應(yīng)1C及外圍電路檢測(cè)感應(yīng)點(diǎn)電容的變化,進(jìn)而實(shí)現(xiàn) 感應(yīng)"按鍵觸摸"。
[0027] 5個(gè)通道的容性觸摸感1C分別與ST05A觸摸感應(yīng)器的2飛腳相連,其中2飛腳分 別對(duì)應(yīng)觸摸感應(yīng)器的端口 CIMTCIN4。CIMTCIN4為靈敏度設(shè)置端口,通過外部電容調(diào)整靈 敏度,電容取值的范圍是Opf到50pf。本實(shí)施例中CIMTCIN4分別與接地電容C26~C31相 連,其中電容C26~C31的大小均為1PF。 ST05A觸摸感應(yīng)器可以用平均電容值作為基準(zhǔn)檢測(cè)感應(yīng)點(diǎn)的電容變化。它可以通過任 何非導(dǎo)電介質(zhì)來感應(yīng)電容變化。這樣感應(yīng)模塊就可以很好的跟水和灰塵隔離。ST05A有很 強(qiáng)的抗干擾性和很好的一致性。這個(gè)芯片可以工作在低功耗的環(huán)境下,當(dāng)電源為5v時(shí),工 作電流為220ua。
[0028] 其中,RESET端口為低電平復(fù)位,內(nèi)部有上拉電阻。如果客戶對(duì)復(fù)位時(shí)間有特殊要 求可以外部接上拉電阻R32和到GND的電容C25,當(dāng)上電比較慢時(shí)(大約50MS),C25和R32 建議用470NF和200K,普通上電時(shí)(10MS以內(nèi)),用100NF和200K即可。
[0029] MD端口接VDD時(shí)對(duì)應(yīng)普通靈敏度非鎖存輸出模式;MD端口接GND時(shí)對(duì)應(yīng)普通靈敏 度鎖存輸出;MD端口接1/2VDD對(duì)應(yīng)高靈敏度非鎖存輸出。本實(shí)施例中,MD端口接VDD,對(duì) 應(yīng)普通靈敏度非鎖存輸出模式。
[0030] ST05A觸摸感應(yīng)器帶有IC2接口,IC2總線是由數(shù)據(jù)線SDA和串行時(shí)鐘線SCL 構(gòu)成的串行總線,可發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。在信息的傳輸過程中,ST系列觸摸芯片是被控器 (slaver),主控MCU是主控器(master)。本實(shí)施例不使用I2C通信,SDA端口接低電平可 以使芯片不進(jìn)入省電模式。
[0031] 觸摸感應(yīng)器將檢測(cè)到電容變化通過端口 OUT(T〇UT4輸出,其中端口 OUT(T〇UT4分 別對(duì)應(yīng)芯片的14?10腳,端口 0UIXT0UT4分別通過電阻R36?R40連接MCU控制模塊的端口 P3. 2、P3. 3、P3. 4、P3. 5、P3. 7。具體如圖 3 所示。
[0032] MCU控制模塊采用增強(qiáng)型STC12C5608AD單片機(jī),該單片機(jī)是STC生產(chǎn)的單時(shí)鐘/ 機(jī)器期(1T)的單片機(jī),是高速/低功耗超強(qiáng)抗干擾的新一代8051單片機(jī),指令代碼完全兼 容傳統(tǒng)的8051單片機(jī),但速度快8-12倍,性能穩(wěn)定,適用于強(qiáng)干擾的場(chǎng)合。該單片機(jī)工作 電壓為5V,用戶應(yīng)用程序空間8K字節(jié),片上集成768字節(jié)RAM,芯片內(nèi)EEPR0M功能,擁有高 速 SPI (Serial Peripheral Interface:串行外設(shè)接口)和 UART(Universal Asynchronous Receiver Transmitter :通用異步收發(fā)器)。芯片外部時(shí)鐘輸入端口 XTAL1、XTAL2對(duì)應(yīng)芯 片6、7腳,兩個(gè)端口之間接有外部晶振乂1,晶振頻率為11.05921取,并且端口乂了41^14了八1^2 分別連接接地電容C20、C21,電容大小均為30PF。
[0033] STC12C5608AD 單片機(jī)的 8、9、10、11 和 17 腳對(duì)應(yīng)端口 P3. 2、P3. 3、P3. 4、P3. 5、 P3. 7,在接收到觸摸感應(yīng)器端口 0UIXT0UT4輸出的電容感應(yīng)檢測(cè)信號(hào)后,通過18~22腳對(duì)應(yīng) 的端口 PI. (ΓΡ1. 4產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào)傳送給導(dǎo)光LED模塊。如圖4所示,此部分LED提 供觸摸點(diǎn)的背光,每個(gè)觸摸點(diǎn)有兩種不同顏色的LED,僅由MCU的10 口控制,實(shí)現(xiàn)不同紅藍(lán) 顏色的變化。圖5所示部分LED為整個(gè)面板導(dǎo)光,實(shí)現(xiàn)夜晚的可視化,顏色可選。
[0034] 同時(shí),在接收到觸摸感應(yīng)器端口 OUT(T〇UT4輸出的電容感應(yīng)檢測(cè)信號(hào)后, STC12C5608AD 單片機(jī)通過端口 Ρ2. 0、Ρ2. 1、Ρ2. 2 對(duì)應(yīng)的 26、27 和 1 腳,產(chǎn)生 DS、CS1、CLK 三 路控制信號(hào)傳送給語言功能模塊,播放實(shí)現(xiàn)功能的語音;通過端口 P3. 0、P3. 1對(duì)應(yīng)的4、5腳 將要實(shí)現(xiàn)功能的控制信號(hào)傳送給wifi模塊,wifi模塊發(fā)送信號(hào)實(shí)現(xiàn)無線控制。其中,MCU控 制模塊和語音功能模塊之間采用SPI高速同步串行口的數(shù)據(jù)傳輸方式,MCU控制模塊和wifi 模塊之間采用UART通用異步串行口的數(shù)據(jù)傳輸方式。
[0035] 如圖6所示,本實(shí)施例中wifi模塊是主要由Atheros公司生產(chǎn)高度集成主控與無 線通信功能的芯片AR9331與DDR芯片W9425G6JH-5以及FLASH芯片MX25L3206EM2I-12G 組成。AR9331主要應(yīng)用于無線局域網(wǎng)與路由器平臺(tái),在一個(gè)芯片上完全兼容IEEE 802. lln 1 X 1無線通信標(biāo)準(zhǔn)和路由器功能,處理器24K的MIPS最高可達(dá)400MHZ的處理速度,具有16 位的DDR1、DDR2、SDRAM的外部接口,支持SPI與NOR FLASH通信,不需要外部EEPR0M,4個(gè) LAN 口及1個(gè)WAN 口,高速的UART,I2S/SPDIF音頻輸出接口,支持USB2. 0接口,25M或40M 參考時(shí)鐘輸入。此wifi模塊不僅僅是可以實(shí)現(xiàn)無線通信,它就像無線路由器一樣實(shí)現(xiàn)根據(jù) 通信協(xié)議與下層控制模塊結(jié)合實(shí)現(xiàn)多種智能化控制。
[0036] 如圖7所示,語音功能模塊包括語音芯片WT588D、存儲(chǔ)ic芯片SPIFLASH、聲音下 載接口 J7、以及音頻功率放大器LM386四個(gè)部分。
[0037] 其中語音芯片WT588D是一款功能強(qiáng)大的可重復(fù)擦除燒寫的工業(yè)級(jí)語音單片機(jī)芯 片。WT588D讓語音芯片不再為控制方式而尋找合適的外圍單片機(jī)電路,高度集成的單片機(jī) 技術(shù)足于取代復(fù)雜的外圍控制電路。配套WT-APP上位機(jī)操作軟件可隨意更換WT588D語音 單片機(jī)芯片的任何一種控制模式,把信息下載到SPI-Flash上即可。它音質(zhì)好性能穩(wěn)定,能 將加載的音頻音質(zhì)幾乎完整無損的展現(xiàn)出來,給用戶完美的體驗(yàn)。本實(shí)施例選用的芯片封 裝為SS0P20形式,芯片內(nèi)置13BU/DA轉(zhuǎn)換器,以及12BU/PWM輸出,音質(zhì)好。
[0038] 本實(shí)施例中語音芯片WT588D選擇三線串口控制模式,三線串口控制模式 由三條通信線組成,分別是片選CS,數(shù)據(jù)DATA,時(shí)鐘SCK,時(shí)序仿照標(biāo)準(zhǔn)SPI通信方式。 通過三線串口可以實(shí)現(xiàn)語音芯片命令控制、語音播放。三線串口模式下,I/O 口 P01被定義 為DATA數(shù)據(jù)口,P02為CS片選口,P03為CLK時(shí)鐘口,單片機(jī)可通過三個(gè)控制口對(duì)WT588D 語音模塊進(jìn)行控制。三線串口控制模式下,P0無效。P17端為BUSY忙信號(hào)輸出端,可設(shè)置 為播放狀態(tài)LED點(diǎn)亮和播放狀態(tài)LED熄滅,本實(shí)施例中P17端懸空。WT588D模塊的VCC輸 入端的電壓要保證在2. 8V?3. 5V,模塊VCC的電壓如果大于3. 5V,有可能會(huì)導(dǎo)致模塊內(nèi)部 的存儲(chǔ)器燒壞。
[0039] PWM+/DAC端口提供PWM和DAC兩種輸出方式,PWM輸出可直接推動(dòng)0. 5W/8Q的揚(yáng) 聲器,DAC輸出外接功放,音質(zhì)好。本實(shí)施例中,PWM+/DAC端口選擇DAC輸出外接LM386低 壓音頻功率放大器的3腳+INPUT端口,為了使LM386應(yīng)用起來更靈活些,提供了兩條增益 控制管腳(1腳和8腳)。當(dāng)1腳和8腳開路時(shí),1. 35k的電阻將增益置為20(26dB);本實(shí)施 例選擇將1腳和8腳外接一只電容,增益上升到200 (46dB)。將LM386芯片7腳對(duì)應(yīng)的輸 入端旁路BYPASS端口通過對(duì)地接一個(gè)10uF的電容,防止增益的下降和可能出現(xiàn)的不穩(wěn)定 工作。芯片5腳對(duì)應(yīng)音頻功率放大器的輸出端口 V0UT,輸出端口 V0UT經(jīng)220uF電容EC6與 揚(yáng)聲器接口 S4相連,同時(shí)輸出端口 V0UT經(jīng)電容C19、電阻R23接地。
[0040] 上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式,但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的 限制,其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化, 均應(yīng)為等效的置換方式,都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種具有語音功能的無線智能觸摸控制面板,包括PCB板,其特征在于:所述的 PCB板上設(shè)有電源模塊、觸摸感應(yīng)模塊、MCU控制模塊、語音功能模塊、導(dǎo)光LED模塊和wifi 模塊,所述的觸摸感應(yīng)模塊的輸出端與MCU控制模塊相連,所述的MCU控制模塊的輸出端分 別與語音功能模塊、導(dǎo)光LED模塊和wifi模塊相連,所述的電源模塊為其他各個(gè)模塊提供工 作電壓。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有語音功能的無線智能觸摸控制面板,其特征在于:所述 的觸摸感應(yīng)模塊包括型號(hào)為ST05A的觸摸感應(yīng)器,型號(hào)ST05A觸摸感應(yīng)器將感應(yīng)點(diǎn)的電容 變化的檢測(cè)結(jié)果信息傳遞給MCU控制模塊。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有語音功能的無線智能觸摸控制面板其特征在于:所述的 導(dǎo)光LED模塊由MCU控制模塊的10 口控制,實(shí)現(xiàn)觸摸點(diǎn)背光的紅藍(lán)顏色的變化。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有語音功能的無線智能觸摸控制面板,其特征在于:所述 的語音功能模塊包括語音芯片WT588D、存儲(chǔ)ic芯片SPIFLASH、聲音下載接口 J7以及音頻 功率放大器LM386,實(shí)現(xiàn)將MCU控制模塊將要對(duì)應(yīng)的操作進(jìn)行語音播放的功能。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的具有語音功能的無線智能觸摸控制面板,其特征 在于:所述的MCU控制模塊采用增強(qiáng)型STC12C5608AD單片機(jī)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的具有語音功能的無線智能觸摸控制面板,其 特征在于:所述的wifi模塊包括芯片AR9331、DDR芯片W9425G6JH-5以及FLASH芯片 MX25L3206EM2I-12G。
【文檔編號(hào)】H05B37/02GK104102152SQ201410251614
【公開日】2014年10月15日 申請(qǐng)日期:2014年6月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月9日
【發(fā)明者】伍永樂, 余從剛, 周威 申請(qǐng)人:廣東凱樂斯光電科技有限公司
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