專利名稱：保齡球微機自動控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種計算機信息處理及自動控制裝置，適用于保齡球的自動控制及計分。
目前，只有美國兩家公司(BRONSWEIC公司、AMF公司)生產(chǎn)保齡球設(shè)備，而該保齡球設(shè)備沒有自動計分及電視屏幕顯示，復(fù)雜的計分必須由人工完成，價格昂貴。因此，使這一運動的普及受到很大限制。
本實用新型的目的是提供一種具有電視屏幕顯示、成本低、能聯(lián)網(wǎng)集總控制的保齡球微機自動控制及計分設(shè)備。
保齡球的微機自動控制及計分是通過硬件和軟件模塊結(jié)合實現(xiàn)的。該裝置是由主控計算機(主機)、聯(lián)網(wǎng)集總控制適配器電路板、受控計算機(分機)、計算機接口板、顯示屏和由信息采集與弱電控制電路板、燈光控制板、強電控制板構(gòu)成的控制箱組成，各部分之間由傳輸線和插頭座連接。信息采集板可自動接收擊球次數(shù)，設(shè)備運行狀態(tài)，擊倒瓶數(shù)及號碼等信息，并時實傳送給微機處理，微機將自動記錄和計算比賽成績，同時自動控制收瓶的協(xié)調(diào)動作，在顯示屏幕上將自動形象地顯示出擊瓶情況和最佳投球路線的提示，客觀的報告所得分數(shù)。
本實用新型的優(yōu)點是電路簡單、容易實現(xiàn)、靈敏度高、工作可靠、自動記分、成本低、趣味性。實驗證明本實用新型的功能已完全達到正式國際比賽的要求。


圖1保齡球自動控制裝置聯(lián)網(wǎng)方框圖圖2聯(lián)網(wǎng)集總控制適配器電路原理圖圖3保齡球單機自動控制裝置方框圖圖4計算機接口板電路原理框圖圖5計算機接口板電路原理圖(一)圖6計算機接口板電路原理圖(二)圖7信息采集與弱電控制電路板框圖圖8信息采集與弱電控制電路原理圖圖9強電控制電路板
圖10保齡球國際比賽程序流程圖結(jié)合附圖對本實用新型作進一步說明本實用新型由主控計算機(主機，
圖1)、聯(lián)網(wǎng)集總控制適配器電路(圖2)、受控計算機(分機)、計算機接口板電路(圖4、5、6)、顯示屏和由信息采集與弱電控制電路板(圖7、8)、燈光控制板(圖8上)、強電控制板(圖9)構(gòu)成的控制箱組成，各部分之間由傳輸線和插頭座J連接。
本實用新型在運行中實行每道單機控制的方法。為實現(xiàn)集總控制，設(shè)計了一種多機聯(lián)網(wǎng)方案，由一臺主機控制多臺分機的運行，其實現(xiàn)方法是對PC機自帶的RS－232口附加一塊由模擬電子通道開關(guān)芯片(LF13331)構(gòu)成的適配器，使之達到分別控制的目的。網(wǎng)絡(luò)采用星型主從式結(jié)構(gòu)(圖2)，主機的RS－232口的發(fā)送端2腳(SD)直連從機RS－232口的數(shù)據(jù)接收端3腳(RD)，而主機RS－232口的3腳(RD)連開關(guān)芯片(LF13331)的3腳，分機RS－232口的2腳連接開關(guān)芯片的2腳，分機RS－232口的4腳(RS)連接開關(guān)芯片的1腳，有效的解決了RS－232串行口沒有第三態(tài)所帶來的問題。圖2中Z為主控機，(1)、(2)...(8)為受控機。
計算機接口是計算機與外設(shè)打交道的界面。
本實用新型的計算機(分機)接口電路板(圖4、5、6)，該接口板包括三態(tài)收發(fā)器U1(74LS245)、三態(tài)緩沖器U8、U9(74LS365)、光電隔離器U13－U19(TLP521－4)、D觸發(fā)器U10(74LS77)、U11、U12(74LS174)和3－8譯碼器U3(74LS138)、2－4譯碼器U5A、U5B(74LS139)及門電路U4(74LS20)、U2(741S32)、U6(74LS08)、U7(74LS04)等，其間由傳輸線連接而成。該接口板的任務(wù)是完成對外界信息的采集、數(shù)據(jù)傳輸處理及對外設(shè)的智能化控制任務(wù)。本裝置占用了總線I／O口地址2FOH－2F3H。計算機與外界打交道是通過總線與三態(tài)收發(fā)器U1(74LS245)來實現(xiàn)的。數(shù)據(jù)總線的D0－D5經(jīng)過三態(tài)收發(fā)器U1，三態(tài)緩沖器U8、U9連到光電隔離器U13－U15(TLP521－4)，經(jīng)插頭座J3、控制箱插頭座J5進入控制箱，經(jīng)鎖存器U21－U23(CD4043)與外界傳感器(光敏三極管G1－G13)相連。來自傳感器的信息經(jīng)控制箱插頭座J5、接口板插頭座J3、光電隔離器U13－U15，三態(tài)緩沖器U8、U9及三態(tài)收發(fā)器U1進入數(shù)據(jù)總線，從而完成信息采集任務(wù)。
計算機發(fā)出的控制信息也通過總線、三態(tài)收發(fā)器U1送出，經(jīng)D觸發(fā)器U10(74LS77)、U11、U12(74LS174)及光耦隔離器U17、U18、U19(TLP521－4)經(jīng)接口板插頭座J2、控制箱插頭座J4輸出到控制箱，進而控制執(zhí)行機構(gòu)的運轉(zhuǎn)。
原理圖5、6中的三－八譯碼器U3(74LS138)、二－四譯碼器U5(74LS139)及門電路U4(74LS20)、U2(741S32)、U6(74LS08)、U7(74LS04)等共同完成I／O口的地址選通及讀寫命令的執(zhí)行控制工作。
信息采集與弱電控制電路板(圖7)是控制箱中的主要部件。它由鎖存器U21－U23、光耦可控硅OP1－OP13、聯(lián)鎖控制電路、門電路組成。各部分之間均以傳輸線和插頭座J連接。
信息采集與顯示控制電路(圖8中)。傳感器(光敏三極管G1——G12共12路，G1－G10為十個瓶的傳感器，G11－G13為過球傳感器)的信號送入鎖存器U21－U23(CD4043)，而后鎖存器將存儲的信息分兩路送出。一路通過控制箱插頭座J5、接口插頭座J3送往計算機接口板；另一路經(jīng)光耦 可控硅OP1、OP2、…OP13送到燈光顯示板(L1－L13)，直接控制顯示結(jié)果。其中一路的電路原理圖圖8，光敏三板管G1的發(fā)射極與電阻R1的一端和鎖存器U21的R0端連接，電阻R1的另一端接地，U21的S0端通過二極管U20A接復(fù)位，U21的Q0端經(jīng)控制箱插頭座J5與計算機接口板的插頭座J3連接，U21的Q0端還接光耦可控硅OP1的2端，光耦可控硅OP1的1端經(jīng)電阻R25與光敏三極管G1的集電極(接＋12V)連接；光耦OP1的3、4端接指示燈L1。
信息采集與弱電控制電路板的聯(lián)鎖控制電路(圖8中)，它即是由雙D觸發(fā)器U2A、U2B(CD4013)和與非門U1A、U1B(CD4011)構(gòu)成的聯(lián)鎖觸發(fā)器。來自計算機的控制信號，經(jīng)接口插頭座J2、控制箱插頭座J4，送至雙D觸發(fā)器U2A、U2B的6、8腳，其輸出端1、13腳和與非門的一輸入端1、6腳連接，U1A的2腳接U1B的4腳，U1B的5腳接U1A的3腳，與非門U1A、U1B的輸出端3、4腳經(jīng)插頭座J6和J7與固態(tài)繼電器SSR的控制端相連，從而實現(xiàn)聯(lián)鎖控制電機的動作。
由門電路U19(CD4073)、U16－U18(CD4082)組成的控制電路(圖8中)，在電機運轉(zhuǎn)時產(chǎn)生一低電平，關(guān)閉鎖存器U21－U23(CD4043)，傳感器的信號停止向外輸送，直到電機運轉(zhuǎn)完畢，才使CD4043的EN端呈高電平狀態(tài)，以至鎖存器恢復(fù)接收傳感器的信號。由于有十個待控電機，因此，在控制板上有10路相同的電路。
強電控制電路板(圖9)，它的主要功能是接收來自弱電控制板的控制信息，再變成強電信號，從而驅(qū)動電機運轉(zhuǎn)。來自弱電控制板的信號經(jīng)插頭座J6、J7，送入固態(tài)繼電器SSR的控制端，從而控制電機的運轉(zhuǎn)。
保齡球的軟件模塊可智能化的指揮整個設(shè)備運轉(zhuǎn)。它將完成信息采集、處理、顯示、記憶、查詢、記帳等全部功能。全部程序采用GWBASIC高級語言編制。
權(quán)利要求1.一種保齡球微機自動控制裝置，它包括由主控計算機、受控計算機、計算機接口板、顯示屏和由信息采集與弱電控制電路板、燈光控制板、強電控制板構(gòu)成的控制箱等，它們各部分之間由傳輸線和插頭座連接，其特征是a、對PC機自帶的RS-232口附加一塊由模擬電子通道開關(guān)芯片(LF13331)構(gòu)成的適配器，主機的RS-232口的發(fā)送端2腳(SD)直連從機RS-232口的數(shù)據(jù)接收端3腳(RD)，而主機RS-232口的3腳(RD)連開關(guān)芯片(LF13331)的3腳，分機RS-232口的2腳連接開關(guān)芯片的2腳，分機RS-232口的4腳(RS)連接開關(guān)芯片的1腳；b、信息采集與弱電控制電路板的信息采集與顯示控制電路，其中一路的電路為光敏三板管G1的發(fā)射極與電阻R1的一端和鎖存器U21的R0端連接，電阻R1的另一端接地，U21的S0端通過二極管U20∶A接復(fù)位，U21的Q0端經(jīng)控制箱插頭座J5與計算機接口板的插頭座J3連接，U21的Q0端接光耦可控硅OP1的2端，光耦可控硅OP1的1端經(jīng)電阻R25與光敏三極管G1的集電極(接＋12V)連接；光耦可控硅OP1的3、4端接指示燈L1；c、信息采集與弱電控制電路板的聯(lián)鎖控制電路由雙D觸器U2∶A、U2∶B(CD4013)和與非門U1∶A、U1∶B(CD4011)構(gòu)成的聯(lián)鎖觸發(fā)器，來自計算機的控制信號，經(jīng)接口插頭座J2、控制箱插頭座J4，送至雙D觸發(fā)器U2∶A、U2∶B的6、8腳，其輸出端1、13腳和與非門的一輸入端1、6腳連接，U1∶A的2腳與U1∶B的4腳連，U1∶B的4腳與U1∶A的2腳連，與非門U1∶A、U1∶B的輸出端3、4腳經(jīng)插頭座J6和J7與固態(tài)繼電器SSR的控制端相連。
專利摘要一種保齡球自動控制裝置由主控機、適配器、受控機、接口板、顯示屏和由信息采集與弱電控制、燈光控制、強電控制構(gòu)成的控制箱組成，其間電連接。信息采集板可自動接收擊球次數(shù)，擊倒瓶數(shù)及號碼等信息，并實時傳送給微機處理，微機將自動記錄和計算比賽成績、控制收瓶的協(xié)調(diào)動作，屏幕上顯示出擊瓶情況和最佳投球路線的提示，報告所得分數(shù)。具有電路簡單、易實現(xiàn)、靈敏度高、可靠、成本低、趣味性強等特點。
文檔編號A63B71/06GK2121048SQ9222252
公開日1992年11月4日 申請日期1992年5月30日 優(yōu)先權(quán)日1992年5月30日
發(fā)明者阮秋琦, 丁曉明, 裘正定, 王大石 申請人:北方交通大學(xué)