專利名稱：一種聲像卡和聲像同步學(xué)習(xí)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及學(xué)習(xí)裝置，具體涉及一種聲像卡和聲像同步學(xué)習(xí)裝置。
目前能夠做到聲像同步的放映設(shè)備有電影放映機、錄像機、影聲同步幻燈機等，由于這些設(shè)備價格較高，且其聲像載體-電影膠片、錄像帶、幻燈片價格也較高，很難普及應(yīng)用于一般家庭的電化教育?，F(xiàn)有技術(shù)CN90104842.9給出了一種同時存儲有圖像和與其同步的聲音信號的聲像帶，采用普通盒式錄音磁帶，適于推廣應(yīng)用，但其聲像再現(xiàn)時要用到微機，使用受到限制。
本發(fā)明的目的在于設(shè)計一種聲像卡，與游戲機一起使用，可將立體聲放音機傳送來的聲像帶中錄制的圖像、聲音信息處理后送至電視機再現(xiàn)，組成一套適于推廣應(yīng)用的聲像學(xué)習(xí)裝置。
本發(fā)明的目的可以通過對現(xiàn)有家庭用卡式游戲機的游戲卡進(jìn)行改進(jìn)來實現(xiàn)。本發(fā)明給出的聲像卡接口與公知游戲卡的接口完全相同，其特征在于它是由聲音信號緩沖放大單元、數(shù)字信號解碼單元、地址譯碼單元、程序存儲器ROM1、數(shù)據(jù)存儲器RAM1和圖像存儲器RAM2組成的。來自立體聲放音機的聲音信號經(jīng)聲音信號緩沖放大單元緩沖放大處理后，送入游戲機CPU的聲音調(diào)制接口，來自立體聲放音機的圖像數(shù)字信號經(jīng)數(shù)字信號解碼單元整形放大處理后送入游戲機CPU的一根數(shù)據(jù)總線。地址譯碼單元有兩個輸入端和三個輸出端，兩個輸入端分別與游戲機CPU的兩根地址總線相聯(lián)，三個輸出端分別與程序存儲器ROM1的片選端、數(shù)據(jù)存儲器RAM1的片選端以及數(shù)字信號解碼單元的輸出控制端相聯(lián)。存儲有引導(dǎo)程序的程序存儲器ROM1和用于暫存從數(shù)字信號解碼單元讀入圖像數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)存儲器RAM1一起與游戲機CPU的13根地址總線、8根數(shù)據(jù)總線相聯(lián)，程序存儲器ROM1的輸出使能和數(shù)據(jù)存儲器RAM1的輸出使能一起與游戲機CPU的片選信號相聯(lián)，數(shù)據(jù)存儲器RAM1的寫控制信號與游戲機CPU的寫信號相聯(lián)。用于存儲要顯示圖像信息的圖像存儲器RAM2與游戲機PPU的13根地址總線、8根數(shù)據(jù)總線相聯(lián)，其片選信號、輸出使能、寫控制信號分別與游戲機PPU的片選信號、輸出使能、寫控制信號相聯(lián)。
本發(fā)明聲像卡的工作原理如下來自立體聲放音機的聲音信號(模擬量)經(jīng)聲像卡的聲音信號緩沖放大單元緩沖放大后輸送到游戲機，游戲機把此信號同視頻信號合成為電視信號，由射頻接口輸出，也可單獨由聲頻接口AUDIO輸出。
來自立體聲放音機的圖像信號(數(shù)字量)經(jīng)聲像卡的數(shù)字信號解碼單元放大整形成TTL邏輯電平，輸送到游戲機的CPU進(jìn)行串并轉(zhuǎn)換。游戲機CPU的兩根地址線和地址譯碼單元經(jīng)過一定的邏輯運算后產(chǎn)生片選信號，每次選中數(shù)字信號解碼單元、程序存儲器ROM1、數(shù)據(jù)存儲器RAM1三者之一，以讀入數(shù)據(jù)、讀取程序指令或?qū)⒆x入的數(shù)據(jù)暫存。當(dāng)讀取完一個圖形數(shù)據(jù)塊后，游戲機的CPU將一幅完整的圖形數(shù)據(jù)傳至圖像存儲器。游戲機把這些圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成視頻信號，由視頻接口VIDIO單獨輸出，同時將此視頻信號同聲音信號合成為電視信號由射頻接口輸出。
本發(fā)明的聲像卡和公知的家庭用卡式游戲機配合使用，可將立體聲放音機傳送來的聲像帶中錄制的圖像、聲音信息處理后送至電視機再現(xiàn)，組成一套聲像同步學(xué)習(xí)裝置。在本學(xué)習(xí)裝置中，聲像帶置于立體聲放音機的磁帶盒中，立體聲放音機的輸出信號中包括了聲像帶兩個聲道中分別錄制的圖像信號(數(shù)字量)和與其同步的聲音信號(模擬量)，這些信號經(jīng)聲像卡的立體聲接口輸入后分別進(jìn)行相應(yīng)的處理，由游戲機的VIDIO、AUDIO接口或射頻接口RF送至電視機(或監(jiān)視器)顯示，即可得到聲像并茂的各種節(jié)目。
本發(fā)明的聲像卡結(jié)構(gòu)簡單、成本低、通用性強、使用方便，在現(xiàn)有的幾種家用電器基礎(chǔ)上，配上一個聲像卡即可使電化教育進(jìn)入一般家庭中，實施容易，可重放聲像帶中的各種節(jié)目，用于幼兒教育、外語學(xué)習(xí)、學(xué)生輔導(dǎo)、成人教育等各種學(xué)習(xí)目的。
本發(fā)明有如下附圖

圖1 聲像同步學(xué)習(xí)裝置示意2 聲像卡原理框3 聲像卡電原理示意4 聲音信號緩沖放大單元示意5 數(shù)字信號解碼單元示意6 地址譯碼單元示意7 引導(dǎo)程序框圖以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
圖1是聲像同步學(xué)習(xí)裝置示意圖，包括聲像帶7、立體聲放音機4、游戲機5和電視機6，聲像卡插在游戲機插排27中。
圖2是聲像卡原理框圖，包括聲音信號緩沖放大單元1、數(shù)字信號解碼單元2、地址譯碼單元3、程序存儲器ROM1、數(shù)據(jù)存儲器RAM1和圖像存儲器RAM2。線路設(shè)計時使聲像卡的接口與公知游戲卡的接口線路安排及規(guī)格尺寸完全一致，可與任一種型號的家庭游戲機配套使用，具有通用性。
圖3是聲像卡電原理示意圖，程序存儲器ROM1可采用2764芯片，數(shù)據(jù)存儲器RAM1和圖像存儲器RAM2可采用6264芯片，它們的存儲量均為8K×8。ROM1和RAM1占用了游戲機CPU的13根地址總線A0～A12和8根數(shù)據(jù)總線D0～D7，RAM2占用了游戲機PPU的13根地址總線A0～A12和8根數(shù)據(jù)總線。27是游戲機插排。
來自立體聲放音機4的聲音信號為模擬量，經(jīng)聲音信號緩沖放大單元1的緩沖放大后輸送到游戲機5的聲音調(diào)制板AUDIO輸入端SD。圖3和圖4給出了兩種聲音信號緩沖放大單元1的實施方案。一種方案由輸入電阻R1、音頻放大器9和輸出電容C1組成，聲音信號經(jīng)電阻R1輸入音頻放大器9的正輸入端，然后經(jīng)輸出電容C1送至游戲機SD端，音頻放大器9由+5V電源供電，其負(fù)輸入端與電源負(fù)端一起接地。電阻R1可選用10K，電容C1可選用220μ，音頻放大器9可采用LM386集成塊(參見圖3)。另一種方案參見圖4，由三極管BG1、射極負(fù)載電阻R8、R9和輸出電容C3組成，聲音信號由三極管BG1基極輸入，從射極負(fù)載R9輸出，經(jīng)電容C3耦合到游戲機SD端，BG1集電極由+5V電源供電，電阻R8、R9串聯(lián)在BG1射極和地之間。三極管BG1可選用9014，R8、R9可選用2K，C3可選用100μ。
來自立體聲放音機4的圖像信號是數(shù)字量，經(jīng)數(shù)字信號解碼單元2整形放大后，在地址譯碼單元3的控制下，經(jīng)游戲機的一根數(shù)據(jù)總線D7送入游戲機CPU進(jìn)行串并轉(zhuǎn)換后，暫存于數(shù)據(jù)存儲器RAM1中。圖3、圖5給出了數(shù)字信號譯碼單元2的兩種實施方案。一種方案由兩個非門10、11與總線緩沖器12串聯(lián)組成(參見圖3)，數(shù)字信號由非門10輸入，由總線緩沖器12輸出至游戲機的一根數(shù)據(jù)總線D7，總線緩沖器12的控制端與地址譯碼單元3的一個輸出端Y2相聯(lián)。另一種方案由電壓比較器21、輸入電容C2、輸入電阻R5、負(fù)載電阻R7，分壓電阻R2、R3、R4、R6和總線緩沖器12組成。數(shù)字信號經(jīng)電容C2、電阻R5、耦合到電壓比較器21的負(fù)輸入端，+5V電源經(jīng)直流分壓電阻R2、R3、R4、R6分別與電壓比較器的正輸入端、電阻R5電容C2的公共端相聯(lián)，使電壓比較器21的正、負(fù)輸入端直流電位相同，這樣，輸入的數(shù)字信號通過電壓比較器21與一直流分壓比較放大，在輸出端可得到經(jīng)過放大整形的圖像數(shù)字信號。R7為負(fù)載電阻，由+5V電源供電，信號由總線緩沖器12輸出，總線緩沖器的控制端與地址譯碼單元3的一個輸出端Y2相聯(lián)，在其控制下決定是否讀取數(shù)字信號。典型實施方案的參數(shù)可參照下表非門10、11 74LS14總線緩沖器12 74LS125電壓比較器21 LM339電容C2 0.05μ電阻R2、R3 1K電阻R4 100K電阻R5、R6、R7 10K地址譯碼單元3在引導(dǎo)程序(參見圖7)的支配下起控制作用，決定聲像卡的工作狀況。由游戲機引出的兩根地址線和地址譯碼單元3經(jīng)過一定的邏輯運算后產(chǎn)生片選信號。四個輸出端中使用了Y0、Y1、Y2三個輸出端，其設(shè)計原則是譯碼單元3一直有輸出，且只有一位輸出為低電平，其真值表如下B A Y0 Y1 Y2 Y30 0 0 1 1 10 1 1 0 1 11 0 1 1 0 11 1 1 1 1 0當(dāng)Y2為0時，選中總線緩沖器12，可讀取輸入的圖像數(shù)據(jù);當(dāng)Y1為0時，選中數(shù)據(jù)存儲器RAM1，可向RAM1存儲臨時數(shù)據(jù);當(dāng)Y0為0時，選中ROM1，以讀取程序命令。
圖3、圖6給出了兩種構(gòu)成不同的地址譯碼單元3，它們真值表相同，邏輯功能也相同。圖3的實施方案中采用了一個二-四譯碼器26，例如可選用74139型，其輸入端A、B分別與游戲機CPU的兩根地址總線A13、A14相聯(lián)，輸出端Y0、Y1、Y2分別與ROM1的片選端CS、RAM1的片選端CS、總線緩沖器12的控制端相聯(lián)，總線緩沖器12的控制端就是數(shù)字信號解碼單元2的輸出控制端。在本方案中使能端G接地，這樣即可保證譯碼單元3一直有譯碼輸出，且只有一位為低電平。
圖6的實施方案中采用了四個非門13、14、15、16和四個二輸入與非門YF1、YF2、YF3、YF4，例如可以分別選用7404和74LS32集成塊。非門13、15的輸入端為地址譯碼單元3的輸入端A、B，與非門YF1、YF2、YF3、YF4的輸出端為譯碼單元3的輸出端Y0、Y1、Y2、Y3，非門13、14串聯(lián)，非門15、16串聯(lián)，非門13的輸出端與YF1的輸入端17、YF3的輸入端22相聯(lián)，非門15的輸出端與YF1的輸入端18、YF2的輸入端19相聯(lián)，非門14的輸出端與YF2的輸入端20、YF4的輸入端23相聯(lián)，非門16的輸出端與YF3的輸入端21、YF4的輸入端24相聯(lián)。
圖7為本發(fā)明引導(dǎo)程序框圖。開機后，系統(tǒng)在ROM1中存儲的程序控制下運行。首先使地址總線A13、A14都為0，此時地址譯碼單元3輸出端Y1、Y2為1，Y0為0，選中ROM1，程序?qū)OM1中存儲的片頭圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲到RAM2，由游戲機顯示。聲音信號、圖像信號可分別由AUDIO、VIDIO接口輸出，也可調(diào)制成電視信號，由RF接口送至電視機顯示。然后程序查詢游戲機的START鍵是否按下，如按下，程序使A13為0，A14為1，地址譯碼單元3輸出端Y0、Y1為1，Y2為0，選中總線緩沖器12，程序控制從總線緩沖器12讀入經(jīng)整形放大恢復(fù)處理的數(shù)據(jù)。如讀入字節(jié)為起始符AAH，則使A13為1，A14為0，地址譯碼單元3輸出端Y0、Y2為1，Y1為0，選中RAM1，將數(shù)據(jù)寫入RAM1中。待讀完一幅圖時有結(jié)束符55H，程序控制將圖像數(shù)據(jù)送入RAM2，供游戲機顯示。至此，一幅完整的圖像顯示完畢。
權(quán)利要求
1.一種聲像卡，其特征在于包括聲音信號緩沖放大單元1、數(shù)字信號解碼單元2，地址譯碼單元3、程序存儲器ROM1、數(shù)據(jù)存儲器RAM1和圖像存儲器RAM2，來自立體聲放音機4的聲音信號經(jīng)聲音信號緩沖放大單元1的放大處理后送入游戲機CPU的聲音調(diào)制接口SD，來自立體聲放音機4的圖像數(shù)字信號經(jīng)數(shù)字信號解碼單元2整形放大處理后送入游戲機的一根數(shù)據(jù)總線D7，具有兩個輸入端A、B和三個輸出端Y0、Y1、Y2的地址譯碼單元3，其輸入端A、B分別與游戲機CPU的兩根地址總線A13、A14相聯(lián)，三個輸出端Y0、Y1、Y2分別與程序存儲器ROM1的片選端CS、數(shù)據(jù)存儲器RAM1的片選端CS以及數(shù)字信號解碼單元2的輸出控制端相聯(lián)，輸出端Y0、Y1、Y2每次只有一端為低電位，以讀取程序指令、讀取數(shù)據(jù)或?qū)懭霐?shù)據(jù)，存儲有引導(dǎo)程序的程序存儲器ROM1和用于暫存從數(shù)字信號解碼單元2讀入的圖像數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)存儲器RAM1一起與游戲機CPU的13根地址總線A0～A12、8根數(shù)據(jù)總線D0～D7相聯(lián)，程序存儲器ROM1、數(shù)據(jù)存儲器RAM1的輸出使能OE與游戲機CPU的片選信號ROMS聯(lián)，數(shù)據(jù)存儲器RAM1的寫控制信號WR與游戲機CPU的寫控制信號WR相聯(lián)，用于存儲要顯示圖像信息的圖像存儲器RAM2與游戲機CPU的13根地址總線D0～D12、8根數(shù)據(jù)總線D0～D7相聯(lián)，圖像存儲器RAM2的片選信號端CS、輸出使能OE、寫控制信號端WR分別與游戲機PPU的片選信號PCE輸出使能POE、寫控制信號PWR相聯(lián)。
2.一種聲像同步學(xué)習(xí)裝置，包括聲像帶7、立體聲放音機4、游戲機5、電視機6，其特征在于游戲機5中插有聲像卡8，立體聲放音機將聲像帶7中的聲音信號和圖像信號傳送到聲像卡，經(jīng)聲像卡8和游戲機5處理后，傳送到電視機6，可以得到聲音和圖像同步的節(jié)目。
3.如權(quán)利要求1的聲像卡，其特征在于所說的聲音信號緩沖放大單元1由輸入電阻R1、音頻放大器9和輸出電容C1組成，聲音信號經(jīng)電阻R1輸入音頻放大器9的正輸入端，然后經(jīng)輸出電容C1送至游戲機的音頻調(diào)制端SD，音頻放大器9的電源正端與電源相聯(lián)，其電源負(fù)端與負(fù)輸入端一起接地。
4.如權(quán)利要求1的聲像卡，其特征在于所說的聲音信號緩沖放大單元1由三極管BG1、射極負(fù)載電阻R8、R9和輸出電容C3組成，聲音信號由三極管BG1基極輸入，從電阻R9輸出，經(jīng)電容C3耦合到游戲機音頻調(diào)制端SD，音頻放大器9的正輸入端，然后經(jīng)輸出電容C1送至游戲機的音頻調(diào)制端SD，音頻放大器9的電源正端與電源相聯(lián)，其電源負(fù)端與負(fù)輸入端一起接地。
5.如權(quán)利要求1的聲像卡，其特征在于所說的聲音信號緩沖放大單元1由三極管BG1、射極負(fù)載電阻R8、R9和輸出電容C3組成，聲音信號由三極管BG1基極輸入，從電阻R9輸出，經(jīng)電容C3耦合到游戲機音頻調(diào)制端SD，三極管BG1集電極與電源正極相聯(lián)，電阻R8、R9串聯(lián)在BG1射極與地之間。
6.如權(quán)利要求1或3或4的聲像卡，其進(jìn)一步的特征在于所說的數(shù)字信號解碼單元2由兩個非門10、11與總線緩沖器12串聯(lián)組成，數(shù)字信號由非門10輸入，由總線緩沖器12輸出至游戲機的一根數(shù)據(jù)總線D7，總線緩沖器12的控制端與地址譯碼單元3的一個輸出端Y2相聯(lián)。
7.如權(quán)利要求1或3或4的聲像卡，其進(jìn)一步的特征在于所說的數(shù)字信號解碼單元2由電壓比較器21、輸入電容C2、輸入電阻R5、負(fù)載電阻R7、分壓電阻R2、R3、R4、R6和總線緩沖器12組成，數(shù)字信號經(jīng)電容C2、電阻R5耦合到電壓比較器21的負(fù)輸入端，電源正端經(jīng)直流分壓電阻R2、R3、R4、R6分別與電壓比較器21的正輸入端、電阻R5、電容C2的公共端相聯(lián)，使電壓比較器21的正、負(fù)輸入端直流電位相同，負(fù)載電阻R7與電源正端相聯(lián)，輸出信號經(jīng)總線緩沖器12送至游戲機的一根數(shù)據(jù)總線D7，總線緩沖器12的控制端與地址譯碼單元3的一個輸出端Y2相聯(lián)。
8.如權(quán)利要求1或3或4的聲像卡，其特征還在于所說的地址譯碼單元3由一個二-四譯碼器26構(gòu)成，兩個輸入端A、B分別與游戲機CPU的兩根地址總線A13、A14相聯(lián)，輸出端Y0、Y1、Y2分別與ROM1的片選端CS、RAM1的片選端CS、總線緩沖器12的控制端相聯(lián)，使能端G與地相聯(lián)。
9.如權(quán)利要求5的聲像卡，其特征還在于所說的地址譯碼單元3由一個二-四譯碼器26構(gòu)成，兩個輸入端A、B分別與游戲機CPU的兩根地址總線A13、A14相聯(lián)，輸出端Y0、Y1、Y2分別與ROM1的片選端CS、RAM1的片選端CS、總線緩沖器12的控制端相聯(lián)，使能端G與地相聯(lián)。
10.如權(quán)利要求6的聲像卡，其特征還在于所說的地址譯碼單元3由一個二-四譯碼器26構(gòu)成，兩個輸入端A、B分別與游戲機CPU的兩根地址總線A13、A14相聯(lián)，輸出端Y0、Y1、Y2分別與ROM1的片選端CS、RAM1的片選端CS、總線緩沖器12的控制端相聯(lián)，使能端G與地相聯(lián)。
11.如權(quán)利要求1或3或4的聲像卡，其特征還在于所說的地址譯碼單元3由四個非門13、14、15、16和四個二輸入與非門YF1、YF2、YF3、YF4組成，非門13、15的輸入端A、B分別與游戲機CPU的兩根地址總線A13、A14相聯(lián)，與非門YF1、YF2、YF3、的輸出端Y0、Y1、Y2分別與ROM1的片選端CS、RAM1的片選端CS、總線緩沖器12的控制端相聯(lián)，非門13、14串聯(lián)，非門15、16串聯(lián)，非門13的輸出端與YF1的輸入端17、YF3的輸入端22相聯(lián)，非門15的輸出端與YF1的輸入端18、YF2的輸入端19相聯(lián)，非門14的輸出端與YF2的輸入端20、YF4的輸入端23相聯(lián)，非門16的輸出端與YF3的輸入端21、YF4的輸入端24相聯(lián)。
12.如權(quán)利要求5的聲像卡，其特征還在于所說的地址譯碼單元3由四個非門13、14、15、16和四個二輸入與非門YF1、YF2、YF3、YF4組成，非門13、15的輸入端A、B分別與游戲機CPU的兩根地址總線A13、A14相聯(lián)，與非門YF1、YF2、YF3、的輸出端Y0、Y1、Y2分別與ROM1的片選端CS、RAM1的片選端CS、總線緩沖器12的控制端相聯(lián)，非門13、14串聯(lián)，非門15、16串聯(lián)，非門13的輸出端與YF1的輸入端17、YF3的輸入端22相聯(lián)，非門15的輸出端與YF1的輸入端18、YF2的輸入端19相聯(lián)，非門14的輸出端與YF2的輸入端20、YF4的輸入端23相聯(lián)，非門16的輸出端與YF3的輸入端21、YF4的輸入端24相聯(lián)。
13.如權(quán)利要求6的聲像卡，其特征還在于所說的地址譯碼單元3由四個非門13、14、15、16和四個二輸入與非門YF1、YF2、YF3、YF4組成，非門13、15的輸入端A、B分別與游戲機CPU的兩根地址總線A13、A14相聯(lián)，與非門YF1、YF2、YF3、的輸出端Y0、Y1、Y2分別與ROM1的片選端CS、RAM1的片選端CS、總線緩沖器12的控制端相聯(lián)，非門13、14串聯(lián)，非門15、16串聯(lián)，非門13的輸出端與YF1的輸入端17、YF3的輸入端22相聯(lián)，非門15的輸出端與YF1的輸入端18、YF2的輸入端19相聯(lián)，非門14的輸出端與YF2的輸入端20、YF4的輸入端23相聯(lián)，非門16的輸出端與YF3的輸入端21、YF4的輸入端24相聯(lián)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種聲像卡和一種聲像同步學(xué)習(xí)裝置，聲像卡由聲音信號緩沖放大單元、數(shù)字信號解碼單元、地址譯碼單元、程序存儲器、數(shù)據(jù)存儲器和圖像存儲器組成。聲像卡與游戲機配套使用，可與立體聲放音機、電視機一起組成聲像同步學(xué)習(xí)裝置，將聲像帶中錄制的聲像信息再現(xiàn)。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低、通用性強、使用方便等優(yōu)點，可用于幼兒教育、外語學(xué)習(xí)、學(xué)生輔導(dǎo)、成人教育等各種學(xué)習(xí)目的。
文檔編號G09B5/06GK1050103SQ9010774
公開日1991年3月20日 申請日期1990年9月18日 優(yōu)先權(quán)日1990年9月18日
發(fā)明者田立新, 白曦東, 杜棟梁, 張征宇 申請人:北京市海淀區(qū)四達(dá)技術(shù)開發(fā)中心