專利名稱：數(shù)字圖書閱讀裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及數(shù)字信息的處理裝置，尤其涉及一種能接收多種數(shù)字信息來源的數(shù)字圖書閱讀裝置。
隨著世界網(wǎng)絡(luò)、通訊和信息技術(shù)的飛速發(fā)展以及Internet在全球的迅速傳播和普及，電子書籍、MP3音樂及其它電子信息市場的空間已發(fā)展到全球規(guī)模。人們可以方便的從網(wǎng)絡(luò)上獲得他們所需求的信息。另外，電子技術(shù)，尤其是大規(guī)模集成電路和超大規(guī)模集成電路技術(shù)的飛速發(fā)展為電子圖書閱讀器提供了必要的技術(shù)基礎(chǔ)。使得制造功能強(qiáng)大、體積微小、功耗低、速度快的超大規(guī)模集成電路芯片成為可能，從而促使便攜式電子產(chǎn)品問世。
世界各大電子產(chǎn)品生產(chǎn)商都進(jìn)行PDA(個人數(shù)據(jù)處理器，又名個人掌上電腦)產(chǎn)品的開發(fā)和生產(chǎn)，目前市場上的PDA產(chǎn)品一般都提供以下功能1、上網(wǎng)功能，提供與調(diào)制解調(diào)器接口，并能從網(wǎng)上下載一定量的數(shù)據(jù)資料；2、閱讀一定量的信息功能，能閱讀下載資料和其它保存的資料；3、支持手寫輸入、還有理財(cái)、名片、寫字板等輔助功能。上述功能在一定程度上滿足了用戶的需求。但是，它們?nèi)源嬖谝恍┳層脩魺o法接受的缺點(diǎn)，如1、無背光源顯示，使得在黑暗處和強(qiáng)光無法使用，大大地限制了用戶的使用空間；2、無外掛存儲器或外掛存儲器容量太小，使得用戶無法下載較大的電子文件，為用戶帶來很大的不便；3、無播放音樂功能。用戶無法在閱讀或休閑時聽音樂；4、下載電子文件無加密解密功能，一些保密文件，用戶無法保護(hù)；5、速度較慢，數(shù)據(jù)處理或上網(wǎng)時用戶得花費(fèi)更多的上網(wǎng)費(fèi)。
本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處而提供一種能夠自動調(diào)節(jié)光源亮度的LCD背光源顯示，具有較大容量的外掛存儲器和與桑夏多功能網(wǎng)亭相匹配的解密功能的數(shù)字圖書閱讀裝置。
本實(shí)用新型的目的可以通過采取如下的技術(shù)措施來實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)一種數(shù)字圖書閱讀裝置，包括保護(hù)外殼，液晶顯示屏及內(nèi)置于保護(hù)外殼的電路板，該電路板包括微處理芯片(U1)、電源管理和電壓調(diào)節(jié)電路、與微處理芯片連接的液晶顯示(LCD)驅(qū)動電路、內(nèi)部隨機(jī)讀寫儲存器、內(nèi)部閃速存貯器(FLASH)、數(shù)據(jù)源接收及處理電路、PC擴(kuò)展接口和鍵盤。所述數(shù)據(jù)源接收及處理電路包括USB接口、紅外數(shù)據(jù)(irDA)接口、RS232接口和閃速存貯卡(Compact Flash)接口；上述USB、irDA、RS232和Compact Flash接口的信號輸出端分別接信息源判斷模塊的信號輸入端口，信息源判斷模塊的信號輸出分兩路，如果是桑夏多功能網(wǎng)亭的加密信息，則經(jīng)解密模塊、解碼模塊接入微處理芯片的信號輸入端口，非加密信息則直接接入微處理芯片的另一個信號輸入端口；微處理芯片還固化有本數(shù)字圖書閱讀裝置的管理控制程序P。
附圖的圖面說明如下

圖1是本實(shí)用新型數(shù)字圖書閱讀裝置的原理方框圖；圖2是微處理芯片U1與其它電路連接的電路原理圖；圖3是閃速存貯卡接口84、信息源判斷模塊85、解密模塊86、解碼模塊87與微處理芯片U1連接的電路原理圖；圖4是內(nèi)部隨機(jī)讀寫存貯器與微處理芯片U1連接的電路原理圖；圖5是紅外數(shù)據(jù)接口82與微處理芯片U1連接的電路原理圖；圖6是液晶顯示驅(qū)動電路3與微處理芯片U1連接的電路原理圖；圖7是語音裝置10與微處理芯片U1連接的電路原理圖；圖8是鍵盤6的電路原理圖9是管理控制程序P的工作流程圖；圖10是解碼模塊87的解碼原理框圖；圖11是解密模塊86對讀入的加密信息進(jìn)行解密的過程示意圖。
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的最佳實(shí)施例作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
如圖1所示，本實(shí)用新型數(shù)字圖書閱讀裝置包括保護(hù)外殼，液晶顯示屏及內(nèi)置于保護(hù)外殼的電路板，該電路板包括型號為EP7212的微處理芯片(U1)1(圖2)、電源管理和電壓調(diào)節(jié)電路2、與微處理芯片1連接的液晶顯示(LCD)驅(qū)動電路3、內(nèi)部隨機(jī)讀寫儲存器7、PC擴(kuò)展接口5、鍵盤6、內(nèi)部閃速存貯器(FLASH)4、數(shù)據(jù)源接收及處理電路8、觸摸屏9、語音裝置10和調(diào)制解調(diào)模塊11；所述數(shù)據(jù)源接收及處理電路8包括USB接口81、紅外數(shù)據(jù)(irDA)接口82、RS232接口83和閃速存貯卡(Compact Flash)接口(U4)84；上述接口81至84的信號輸出端分別接信息源判斷模塊85的信號輸入端口，信息源判斷模塊85的信號輸出分兩路，一路經(jīng)解密模塊86、解碼模塊87接入微處理芯片1的信號輸入端口，另一路直接接入微處理芯片1的另一個信號輸入端口；微處理芯片1還固化有本數(shù)字圖書閱讀裝置的管理控制程序P。
數(shù)字圖書閱讀裝置可通過五種途徑從外界獲取信息①通過電話線和調(diào)制解調(diào)模塊11直接從Internet網(wǎng)下載信息；②通過Compact Flash卡獲取信息；③通過USB接口81從另一臺計(jì)算機(jī)獲取信息；④通過RS232接口83從另一臺計(jì)算機(jī)獲取信息；⑤通過irDA接口82從外界獲取信息。通過②～⑤途徑讀入的信息先由信息源判斷模塊85進(jìn)行判斷，如果讀入的信息是來自桑夏多功能網(wǎng)亭的加密信息，則送入解密模塊86、解碼模塊87進(jìn)行解密和解碼變成微處理器1可讀寫和顯示的信息；如果讀入的信息是未經(jīng)加密處理的文本文件，則直接送入微處理器1，微處理器1對通過上述五種途徑讀入的信息進(jìn)行處理，并通過LCD顯示器顯示出來或存入內(nèi)部閃速存貯器(FLASH)4中供裝置反復(fù)調(diào)用。存儲在數(shù)字圖書閱讀裝置的信息也可以通過PC擴(kuò)展接口5傳輸?shù)搅硗獾奈⒂?jì)算機(jī)進(jìn)行再處理。鍵盤6和觸摸屏9提供一個方便、快捷的人機(jī)對話的界面。語音裝置10提供一個具有MPEG-1音頻編碼標(biāo)準(zhǔn)的高質(zhì)量數(shù)字音頻輸出。
下面分別介紹各個模塊的具體電路及其與微處理芯片U1的連接關(guān)系。
所述信息源判斷模塊(85)、解密模塊(86)和解碼模塊(87)的功能被固化在一個閃存芯片U3中，Compact Flash卡接口(84)由集成電路芯片U3實(shí)現(xiàn)；芯片U3和U4的37和47腳并接在一起接微處理芯片U1的VDD接線端，芯片U3和U4的28腳并聯(lián)后接芯片U1的READ接線端，芯片U3和U4的11腳并聯(lián)后接U1的Write接線端，12腳并在一起接U1的Read接線端(圖3)。
能閱讀經(jīng)桑夏新網(wǎng)通網(wǎng)亭加密的數(shù)字信息是本實(shí)用新型裝置的一大特點(diǎn)，加密文件經(jīng)過整形標(biāo)準(zhǔn)化處理后，算法識別符及參數(shù)送解密算法發(fā)生器產(chǎn)生解密算法，加密的加密鑰解密器，密鑰解密器由E-book公鑰對密鑰進(jìn)行解鑰，產(chǎn)生解密鑰標(biāo)準(zhǔn)化處理，后的數(shù)據(jù)送解密中心。解密中心將解密密鑰，加密數(shù)據(jù)，解密算法一起進(jìn)行解密。其解密過程如圖11所示。產(chǎn)生解密后的數(shù)據(jù)再由解碼器進(jìn)行解碼，解碼過程如圖10所示。
所述irDA接口(82)含有型號為MAX3100的芯片U6和型號為HRM1200的芯片U7以及外圍的電容C02、C04、C9、C10，晶振X31和電阻R4、R5；芯片U6的4、12、13腳分別連接U7的3、4、5腳，芯片U6的1～4腳分別與芯片U1的PB2～PB5接線端連接(圖5)。
U6的CS端與U7的PSD端通接一條控制線的目的是為了能同步控制。對于U7，當(dāng)PSD＝0時，允許紅外通訊。信號的發(fā)送過程如下選通CS(PSD)端，微處理芯片U1通過PB2端口發(fā)送數(shù)據(jù)經(jīng)U6解碼送到U7轉(zhuǎn)換成紅外線信息發(fā)送出去。信號的接收過程如下選通CS(PSD)端，U7接收到外來紅外線信號轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)送到U6解碼，解碼后的信號送到微處理芯片U1的PB3端口。
所述語音裝置10包括MP3解碼芯片U5及其外圍的電容C01、C09、C1～C8、電阻R1～R4；芯片U5的1～8腳分別接微處理芯片U1的RESET、SSTTXDA、SSICLK、SSITXFR、SSIRXFR、PD5、PD4和PD3接線端，芯片U5的12、15和16腳為語音輸出。音頻的解碼過程如下微處理芯片U1選通MP3解碼芯片U5后，由SSICLK給出時鐘，再由SSITXDA送出MP3串行數(shù)字信號，這兩個數(shù)字信號經(jīng)過芯片U5的數(shù)字插分得到兩個數(shù)字信號，該兩個數(shù)字信號經(jīng)數(shù)字插分濾波器、聲音混合器混合，再進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換輸出到某一聲道即完成MP3解碼(圖7)。
所述液晶顯示(LCD)驅(qū)動電路3包括顯示芯片U8、由芯片U9及三極管Q3、Q4、電容C6～C7、電阻R10～R11組成的燈絲驅(qū)動電路，由芯片U10、U11、三極管Q1、Q2、電阻R1～R9、電容C1～C4、穩(wěn)壓管D1和電感L1組成的自動光線檢測與調(diào)節(jié)電路；芯片U8的1～9腳與微處理芯片U1的對應(yīng)端口連接，U9的兩個輸出端直接接燈絲，U10、U11組成的電路的V0端接U8的V0端，其Diso端接U1的相應(yīng)端口。其中DB0～DB4為四條數(shù)據(jù)線，CL1為數(shù)據(jù)鎖存信號，CL2為數(shù)據(jù)移位信號，F(xiàn)RM為LCD顯示同步脈沖輸出，M為LCD波形交換信號(圖6)。
當(dāng)CL1信號處于下降沿時，CL2數(shù)據(jù)移位即處于上升沿，幾個指令周期后，變?yōu)橄陆笛?，于此同時，F(xiàn)RM變?yōu)楦唠娖剑_始讀取D0～D3的串行數(shù)據(jù)，一次抓取數(shù)據(jù)為80位，F(xiàn)RM變?yōu)榈碗娖?，完成一次寫顯示。U11圖示電路產(chǎn)生3KV高壓點(diǎn)亮燈絲，U12、U13圖示電路自動檢測光線強(qiáng)弱并予以調(diào)節(jié)，當(dāng)外界光線較弱時，U13光敏器件感知光信號，轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電信號使電阻變小，從而輸出電壓增高，亮度加強(qiáng)；當(dāng)外界光線較強(qiáng)時，U13光敏器件感知光信號，轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電信號使電阻變大，從而輸出電壓較低，亮度減弱，從而實(shí)現(xiàn)亮度的自動調(diào)節(jié)以適應(yīng)閱讀的需要。
觸摸屏9是一塊加在液晶顯示屏上的增值產(chǎn)品，是附加的一種集輸入、輸出為一體的觸摸感應(yīng)器。它使鍵盤的操作變得極其簡單，只須用手輕輕一觸便可得到所需得信息或?qū)崿F(xiàn)所需的操作。當(dāng)用戶的手指觸及到顯示屏?xí)r，所觸及的位置即被檢測到了，并將該點(diǎn)坐標(biāo)通過通口傳輸?shù)紺PU。因此，用戶通過觸摸屏與計(jì)算機(jī)交互時，可將全部精力集中到屏幕上，使得輸入與輸出結(jié)合得更加緊密，從而大大提高人機(jī)對話的速度和效率。
所述內(nèi)部隨機(jī)讀寫存貯器7為隨機(jī)讀寫芯片U2，該芯片的地址線A0～A17、數(shù)據(jù)線D0～D16分別接微處理芯片U1的A0～A17、D0～D16，U2的CE端接U1的A24，U2的Write、Read分別與U1的對應(yīng)端連接。(圖4)。
所述鍵盤(6)含有與微處理芯片U1連接的快捷電路及其快捷按鍵，如圖8所示。
圖9是管理控制程序P的工作流程圖，由于圖9的圖面太大，把圖9分成圖9a、圖9b和圖9c三部分，圖9a與圖9b在A點(diǎn)相接，圖9b與圖9c在B點(diǎn)連接。開機(jī)后，系統(tǒng)進(jìn)行初始化工作，把機(jī)器設(shè)置為Operating狀態(tài)，將SRAM置于清空狀態(tài)，將LCD點(diǎn)亮置于初始顯示狀態(tài)。將MP3置于未啟動狀態(tài)，將Flash driver的LED點(diǎn)亮，將內(nèi)部中斷IRDA、RS323置于屏蔽狀態(tài)，Power low置于開放狀態(tài)，外部中斷置于屏蔽狀態(tài)，I/O口數(shù)據(jù)置于預(yù)定狀態(tài)，禁止讀I/O口狀態(tài)，并禁止讀中斷口狀態(tài)及系統(tǒng)標(biāo)志狀態(tài)。
初始化完成后，顯示開機(jī)主界面及初始化參數(shù)，系統(tǒng)對相應(yīng)的按鍵和觸摸屏進(jìn)行監(jiān)視，等待觸發(fā)信號。如果按下復(fù)位鍵，則處理相應(yīng)的復(fù)位子程序后，回到系統(tǒng)初始化狀態(tài)，重新對系統(tǒng)初始化；如果按閱讀鍵，則顯示閱讀界面，并監(jiān)視相應(yīng)按鍵及觸摸信號；如果按MP3鍵，則顯示MP3主界面，檢測Flash卡及MP3文件并狀態(tài)，并監(jiān)視相應(yīng)的按鍵及MP3主界面上的觸摸信號，相應(yīng)的按鍵及觸摸信號發(fā)生時則處理相應(yīng)的子程序，完成MP3的播放功能；如果按紅外數(shù)據(jù)傳輸鍵，則進(jìn)入相應(yīng)的紅外傳輸界面，用戶可選擇需要紅外傳輸?shù)奈募{(diào)紅外通訊子程序進(jìn)行傳送。當(dāng)開機(jī)主界面的觸摸信號按下時，則進(jìn)入相應(yīng)的主界面，如閱讀MP3、名片、電子郵件、紅外傳輸、復(fù)位。界面處理后進(jìn)入相應(yīng)的狀態(tài)完成各自功能。
本實(shí)用新型數(shù)字圖書閱讀裝置具有如下優(yōu)點(diǎn)1、支持IrDA1、2標(biāo)準(zhǔn)，可高速紅外通訊，能傳遞大容量信息；2、可擴(kuò)充64M Compact Flash卡；3、具有與新網(wǎng)通網(wǎng)亭相配合的解密模塊，能有效地進(jìn)行版權(quán)保護(hù)；4、提供高質(zhì)量的MP3播放功能；5、提供仿書本大屏幕背光顯示，提供用戶輕松、熟悉的閱讀環(huán)境，能適于各種環(huán)境；6、具備觸摸屏功能；7、快捷按鍵，能方便用戶。
本實(shí)用新型裝置實(shí)施例所用主要元、器件型號、參數(shù)如下電路符號名稱規(guī)格型號U1芯片EP7212U2芯片TC55V16256FTU3芯片TMS29F008TU4芯片TC58FVT641U5芯片CS4341
U6 芯片 MAX3100U7 芯片 HRM1200U8 芯片 UlLCDU9 芯片 FDT0019AU10芯片 AC1652U11芯片 光敏TU-1U1A～U1F 非門 SN54AC04Q1、Q2 三極管9012Q3、Q4 三極管D965L1 電感 150μHL2 電感 75μHX31晶振 18432MD1 穩(wěn)壓管5819W1 可調(diào)電阻 2KR1～R18 電阻C01、C09、C1～C16 電容
權(quán)利要求一種數(shù)字圖書閱讀裝置，包括保護(hù)外殼，液晶顯示屏及內(nèi)置于保護(hù)外殼的電路板，該電路板包括微處理芯片(U1)(1)、電源管理和電壓調(diào)節(jié)電路(2)、與微處理芯片(1)連接的液晶顯示(LCD)驅(qū)動電路(3)、內(nèi)部隨機(jī)讀寫儲存器(7)、PC擴(kuò)展接口(5)和鍵盤(6)；其特征在于所述電路板還包括與微處理芯片(1)連接的內(nèi)部閃速存貯器(FLASH)(4)和數(shù)據(jù)源接收及處理電路(8)，該數(shù)據(jù)源接收及處理電路(8)包括USB接口(81)、紅外數(shù)據(jù)(irDA)接口(82)、RS232接口(83)和閃速存貯卡(Compact Flash)接口(U4)(84)；上述接口(81)至(84)的信號輸出端分別接信息源判斷模塊(85)的信號輸入端口，信息源判斷模塊(85)的信號輸出分兩路，一路經(jīng)解密模塊(86)、解碼模塊(87)接入微處理芯片(1)的信號輸入端口，另一路直接接入微處理芯片(1)的另一個信號輸入端口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字圖書閱讀裝置，其特征在于該數(shù)字圖書閱讀裝置還包括與微處理芯片(1)連接的觸摸屏(9)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字圖書閱讀裝置，其特征在于該數(shù)字圖書閱讀裝置還包括與微處理芯片(1)連接的語音裝置(10)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字圖書閱讀裝置，其特征在于該數(shù)字圖書閱讀裝置還包括與微處理芯片(1)雙向連接的調(diào)制解調(diào)模塊(11)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字圖書閱讀裝置，其特征在于所述信息源判斷模塊(85)、解密模塊(86)和解碼模塊(87)的功能被固化在一個閃存芯片U3中，Compact Flash卡接口(84)由集成電路芯片U3實(shí)現(xiàn)；芯片U3和U4的37和47腳并接在一起接微處理芯片U1的VDD接線端，芯片U3和U4的28腳并聯(lián)后接芯片U1的READ接線端，芯片U3和U4的11腳并聯(lián)后接U1的Write接線端，12腳并在一起接U1的Read接線端。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字圖書閱讀裝置，其特征在于所述紅外數(shù)據(jù)(irDA)接口(82)含有芯片U6和U7以及外圍的電容C02、C04、C9、C10，晶振X31和電阻R4、R5；芯片U6的4、12、13腳分別連接U7的3、4、5腳，芯片U6的1～4腳分別與芯片U1的PB2～PB5接線端連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的數(shù)字圖書閱讀裝置，其特征在于所述語音裝置(10)包括MP3解碼芯片U5及外圍的電容C01、C09、C1～C8、電阻R1～R4；芯片U5的1～8腳分別接微處理芯片U1的RESET、SSTTXDA、SSICLK、SSITXFR、SSIRXFR、PD5、PD4和PD3接線端，芯片U5的12、15和16腳為語音輸出。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字圖書閱讀裝置，其特征在于所述液晶顯示(LCD)驅(qū)動電路(3)包括顯示芯片U8、由芯片U9及三極管Q3、Q4、電容C6～C7、電阻R10～R11組成的燈絲驅(qū)動電路，由芯片U10、U11、三極管Q1、Q2、電阻R1～R9、電容C1～C4、穩(wěn)壓管D1和電感L1組成的自動光線檢測與調(diào)節(jié)電路；芯片U8的1～9腳與微處理芯片U1的對應(yīng)端口連接，U9的兩個輸出端直接接燈絲，U10、U11組成的電路的V0端接U8的V0端，其Diso端接U1的相應(yīng)端口。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字圖書閱讀裝置，其特征在于所述內(nèi)部隨機(jī)讀寫存貯器(7)為隨機(jī)讀寫芯片U2，該芯片的地址線A0～A17、數(shù)據(jù)線D0～D16分別接微處理芯片U1的A0～A17、D0～D16，U2的CE端接U1的A24，U2的Write、Read分別與U1的對應(yīng)端連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字圖書閱讀裝置，其特征在于所述鍵盤(6)含有與微處理芯片U1連接的快捷電路及其快捷按鍵。
專利摘要一種數(shù)字圖書閱讀裝置,包括保護(hù)外殼及內(nèi)置的電路板,該電路板包括微處理芯片1、電源管理和電壓調(diào)節(jié)電路2、LCD驅(qū)動電路3、內(nèi)部閃速存貯器(FLASH)4、PC擴(kuò)展接口5、鍵盤6、內(nèi)部隨機(jī)讀寫儲存器7和包括USB接口81、紅外數(shù)據(jù)(irDA)接口82、RS232接口83和Compact Flash卡接口84的數(shù)據(jù)源接收及處理電路8;本實(shí)用新型裝置支持IrDA1、2標(biāo)準(zhǔn),可高速紅外通訊,可擴(kuò)充64M Compact Flash卡,提供仿書本大屏幕背光顯示和高質(zhì)量的MP3播放功能,且具有與新網(wǎng)通網(wǎng)亭相配合的解密模塊,能有效地進(jìn)行版權(quán)保護(hù)。
文檔編號G06K7/00GK2487032SQ00240149
公開日2002年4月17日 申請日期2000年11月13日 優(yōu)先權(quán)日2000年11月13日
發(fā)明者丁子錦, 毛永毅, 程軍 申請人:深圳市桑夏皖能高科技有限公司