專利名稱：通用型電腦電視游戲健身系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電腦電視游戲機(jī)健身系統(tǒng)，它利用微機(jī)智能接口設(shè)備將健身器材和電腦或電視游戲機(jī)聯(lián)系起來。
電腦(主要是指個(gè)人電腦和學(xué)習(xí)機(jī))正在我國迅速地普及，它除了能提供計(jì)算、文字處理等功能，還可以用來玩游戲。除了鍵盤，鼠標(biāo)器之外，有許多游戲利用標(biāo)準(zhǔn)的游戲桿作為輸入設(shè)備。而電視游戲機(jī)是深受大眾喜愛的娛樂設(shè)備，它大大豐富了人們的生活。游戲機(jī)的輸入設(shè)備可是自備的手柄或者游戲桿。健身器材有很多種類，比如健身車，是利用騎車的動(dòng)作鍛煉身體，一般來講，它是用蹋板驅(qū)動(dòng)輪子轉(zhuǎn)動(dòng)，而把手是固定的。
電腦電視游戲的趣味性吸引了人們，也使許多人，尤其是未成年人浪費(fèi)了許多時(shí)間。而健身又是一項(xiàng)艱苦的運(yùn)動(dòng)。
本發(fā)明的目的是為人們提供一種融健身與電腦電視游戲娛樂為一體的更加科學(xué)有效的健身方法和工具。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的在健身器材的把手上安裝特制的手柄，它具有前后擺動(dòng)和左右擺動(dòng)的兩個(gè)自由度，均裝有反力裝置，用以鍛煉腰腹部和上肢等；手柄上還有若干按鈕和接觸傳感器(后者可裝在擺動(dòng)的鉸鏈處)，在電氣形式上可與游戲桿一樣，用以控制游戲；在健身器材的主要運(yùn)動(dòng)部位，例如輪子上，安裝測(cè)速器，比如紅外線對(duì)管，輪子每轉(zhuǎn)一圈或擺動(dòng)一定角度，紅外線接收管產(chǎn)生特定數(shù)量的脈沖；手柄的信號(hào)和測(cè)速器的信號(hào)傳至智能接口設(shè)備。該接口有兩種工作模式1．第一種模式將來自測(cè)速器的脈沖和按鈕、接觸傳感器的脈沖或模擬量編組或進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換后按適當(dāng)格式直接傳給電腦或游戲機(jī)，可以通過串行口，并行口或電腦的總線插槽；運(yùn)動(dòng)量的測(cè)定，健身運(yùn)動(dòng)的指導(dǎo)和游戲的控制處理，由專門編制的電腦或游戲機(jī)游戲軟件來完成。此模式優(yōu)點(diǎn)是能使專門開發(fā)的健身游戲軟件具有較強(qiáng)的針對(duì)性。
2．另一種模式是測(cè)定健身器材主要運(yùn)動(dòng)部分的運(yùn)動(dòng)量(單位時(shí)間內(nèi)來自測(cè)速器的脈沖個(gè)數(shù))，當(dāng)運(yùn)動(dòng)量達(dá)到預(yù)先設(shè)定的值時(shí)，接口設(shè)備中的繼電器或模擬開關(guān)接通，手柄上的控制信號(hào)得以傳遞給電腦或游戲機(jī)；當(dāng)運(yùn)動(dòng)量達(dá)不到設(shè)定的值時(shí)，手柄就不能發(fā)揮作用；運(yùn)動(dòng)量和手柄的前后左右擺動(dòng)次數(shù)可傳給安裝于健身器材上的顯示器(可以是液晶顯示器)；這種模式的優(yōu)點(diǎn)是適用于沒有安裝專用于健身的游戲軟件的電腦或游戲機(jī)；電腦或游戲機(jī)統(tǒng)稱智能終端，它可有以下幾種配置1．電腦+專門編制的游戲軟件(+大屏幕電視)；2．電腦+現(xiàn)有的內(nèi)容與健身無關(guān)的游戲軟件；3．游戲機(jī)+專門編制的游戲軟件；4．游戲機(jī)+現(xiàn)有的內(nèi)容與健身無關(guān)的游戲軟件；其中，配置1、3適用于智能接口設(shè)備的模式1，而配置2、4適用于模式2；智能接口設(shè)備是系統(tǒng)的核心，可以采用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)。模式的切換通過撥動(dòng)開關(guān)完成。
單片機(jī)能夠完成下面幾個(gè)工作
1．檢測(cè)模式切換開關(guān)的位置，使程序工作在正確的模式下；2．驅(qū)動(dòng)和檢測(cè)測(cè)速器；3．檢測(cè)手柄按鈕和接觸傳感器的信號(hào)；4．將測(cè)速器和手柄信號(hào)編碼后經(jīng)串行口，并行口或總線插槽傳給智能終端；5．驅(qū)動(dòng)模擬開關(guān)或繼電器，以控制游戲控制信號(hào)的通斷(模式2)；6．驅(qū)動(dòng)安裝于健身器材上的顯示器。
本發(fā)明將電腦或電視游戲與健身運(yùn)動(dòng)結(jié)合起來，利用游戲的趣味性引導(dǎo)人們健身，既增強(qiáng)了健身的趣味性，又能利用電腦對(duì)健身進(jìn)行科學(xué)指導(dǎo)；兩種模式的設(shè)計(jì)兼顧了既有的游戲軟件和有待開發(fā)的專用于本發(fā)明的游戲軟件，不僅適用于電腦，也適用于游戲機(jī)。
發(fā)明的關(guān)鍵部分--智能接口設(shè)備及其相關(guān)部分由以下的實(shí)例及附圖
給出。
圖中的U1為PIC16C5X/7X系列單片機(jī)；晶振頻率4M；U2為RS232C接口的電平驅(qū)動(dòng)器，可用MAX232或其他型號(hào)；U3為具有串行口的顯示器；U4為RS232C九針插座；CJ為多觸點(diǎn)繼電器；Cp為電腦或游戲機(jī)；Sp代表健身器材；U1于U2之間的虛線表示兩個(gè)開關(guān)聯(lián)動(dòng)；Sp處的虛線表示信息來自Sp；PIC的端口分派如圖所示，例如，A.0表示端口A的第一口；程序各個(gè)模塊說明；1．延遲函數(shù)_DELAY用于使程序延遲一段時(shí)間；2．定時(shí)器函數(shù)_TIMER用于精確地使程序延遲一段時(shí)間(主要用于波特率計(jì)算)；3．RS232C通訊函數(shù)_REPORT用于將工作寄存器W中的一個(gè)字節(jié)發(fā)送出去；4．液晶顯示器驅(qū)動(dòng)函數(shù)_DISPLAY用于將W中的字節(jié)發(fā)送給液晶顯示器；5．鍵測(cè)試函數(shù)_TEST_KEYS用于驅(qū)動(dòng)和檢測(cè)測(cè)速器，以及檢測(cè)來自手柄的按鈕和接觸傳感器的信息；6．主模塊_MAIN有兩個(gè)分支_MODE1和_MODE2；程序上電復(fù)位后，檢測(cè)PORTA.0的狀態(tài)，以決定跳入哪個(gè)分支；7．_MODE1調(diào)用_TEST_KEYS，然后屏蔽TEMP寄存器中的PORTB.7的信息，_TEST_KEYS已將TEMP同上次的結(jié)果異或，當(dāng)結(jié)果不為零時(shí)，說明某個(gè)鍵的狀態(tài)發(fā)生變化，這時(shí)調(diào)用_REPORT，將TEMP發(fā)送給RS232口；再檢測(cè)PORTB.6，如果是1，說明檢測(cè)到上升延，這時(shí)，脈沖計(jì)數(shù)器WHEEL_CT加1，當(dāng)WHEEL_CT產(chǎn)生半進(jìn)位時(shí)，說明共接收了16個(gè)脈沖，這時(shí)發(fā)送原語PRIM_00，通知智能終端發(fā)生了16個(gè)測(cè)速器脈沖；8．_MODE2也調(diào)用_TEST_KEYS，但只關(guān)心PORTB.6，也就是測(cè)速器的脈沖。如果有脈沖則WHEEL_CT加1，如果沒有，并且定時(shí)器RTCC溢出，則將_WHEEL_CT減1。當(dāng)_WHEEL_CT大于1時(shí)，端PORTA.1置為1，繼電器吸合；反之，繼電器會(huì)斷開；PIC的程序清單<pre listing-type="program-listing"><![CDATA[　　PIC54EQU 1FFH　　SUB EQU 0　　RTCC EQU 1　　PORTAEQU 5　　PORTBEQU 6；register for test cycle:NEWSTATE EQU 7OLDSTATE EQU 8TEMP EQU 9WHEEL_CT EQU 0AHR_DELAY EQU 0BHR_TIMER EQU 0BHCOMTEMP EQU 0CHSND_CNT EQU 0DH；registers for wheel speed aspect:；system constants:DLY_TIMS EQU 64HRTS EQU 1HTDEQU 2H；TD signal ofRS232C；DSM EQU 2H；syn.signal of displayer.DSEQU 3H；data line of displayer.CTRL EQU 1H；；primitives(all with bit7 set to ′1′)PRIM_00EQU 80H；PRIM_00:′16 pulse occour′；　　ORGPIC54GOTO _MAIN　　ORGSUB；1)Delay function_DELAY MOVWF R_DELAY_L_DELAY DECFSZ R_DELAY　　 GOTO _L_DELAY　　 RETLW 0；2)TIMER function_TIMER MOVWF R_TIMER　　 CLRF RTCC_TIMER_LOOP MOVF R_TIMER,0　　 SUBWF RTCC,0　　　　　 SKPNC　　 RETLW 0　　 GOTO _TIMER_LOOP；3)Report function(RS232 communication function):_REPORT MOVWF COMTEMP　　 MOVLW 05H；　　 OPTION；prescaler rate: 1:64BSF PORTA,RTS；set RTS　　BCF PORTA,TD ；send 2 start bits；if bd-rate 1200,the cycle is 833us；　　MOVLW 1AH；2*833us=2*13*64　　CALL _TIMER　　MOVLW 08H；　　MOVWF SND_CNT_SD_CYCLE BTFSS COMTEMP,0　　GOTO _SEND_0　　BSF PORTA,TD；send 1　　GOTO _C_TIMER_SEND_0 BCF PORTA,TD；send 0_C_TIMERMOVLW 0DH；　　CALL _TIMER　　RRF COMTEMP　　DECF SND_CNT　　MOVF SND_CNT,1　　SKPZ　　GOTO _SD_CYCLE　　RETLW 0；4)Display function(LCD displayer driver function):_DISPLAYMOVWF COMTEMP　　MOVLW 08H；　　MOVWF SND_CNT_DS_CYCLE BTFSS COMTEMP,0　　GOTO _DSD_0　　BSF PORTA,DS；send 1　　GOTO _C_SND_DSD_0 BCF PORTA,DS；send 0_C_SND BSF PORTA,DSM ；syncronous signal(clock of displayer)　　MOVLW 64H　　CALL_DELAY　　BCF PORTA,DSM；syncronous signal off；　　RRF COMTEMP　　DECF SND_CNT　　MOVF SND_CNT,1　　SKPZ　　GOTO _DS_CYCLE　　RETLW 0；5)Test function:；To test the state of the wheel LED pair and the 6 buttons；_TEST_KEYS MOVLW 80H　　MOVWF PORTB；to give PortB.7 pin a′1′； 　　 MOVLW DLY_TIMS　　CALL _DELAY　　MOVF PORTB,0；Port PORTB into W；　　XORLW 0FFH；negitive W　　MOVWF NEWSTATE；to save new state from portB；　　XORWF OLDSTATE,0；to XOR W and OLDSTATE,result into W；　　MOVWF TEMP；to save the changed state into TEMP；　　MOVF NEWSTATE,0；new state into W；　　MOVWF OLDSTATE；new state into oldstate；　　ANDWF TEMP,1　　RETLW 0；6)Main cycle；_MAIN MOVLW 01H；　　 TRIS PORTA；to config portA/0 pin as input term.　　 MOVF PORTA,0；Port A into W；　　 BTFSC PORTA,0；　　 GOTO _MODE2；jump to mode2 cycles if PortA/0=1；<paragraph id="d43"></paragraph>MODE 1<paragraph id="d44"></paragraph>_MODE1 MOVLW 7FH　　TRIS PORTB ；to set the direction of port PORTB；　　MOVLW 09H　　TRIS PORTA；to set the PORTA；　　MOVLW 04H；TD to be high as stop bit；　　MOVWF PORTA；　　CLRF WHEEL_CT；clear the WHEEL_CT；_MODE1_LOOP CALL _TEST_KEYS　　MOVLW 3FH；　　ANDWF TEMP,0；mask the bit 7 of TEMP,result into W；　　SKPZ　　CALL _REPORT；if W！=0,report it to the computer；　　BTFSS TEMP,6；ifbit 6 of TEMP is 1,increase WHEEL_CT　　GOTO _NSEND_CNT　　MOVLW 1　　ADDWF WHEEL_CT　　SKPNDC；if!reach 16,don′t send the counter　　GOTO _SEND_CNT　　GOTO _SEND_CNT_SEND_CNT MOVLW PRIM_00；PRIM_00:′16 pulse occour′；　　ALL _REPORT；_NSEND_CNT GOTO _MODE1_LOOP<paragraph id="d45"></paragraph>MODE 2:<paragraph id="d46"></paragraph>_MODE2 MOVLW 06H；　　OPTION　　CLRF RTCC；clear RTCC；　　MOVLW 0FFH　　MOVWF WHEEL_CT；to give the counter a start value_MODE2_LOOP CALL _TEST_KEYS　　BCF PORTA,CTRL；ON/OFF control signal；　　MOVLW 01H　　BTFSS TEMP,6 ；if bit 1 of TEMP is 1,RTCC=1　　GOTO _NO_PULSE　　MOVWF RTCC；to make sure RTCC not to be overflowed　　MOVLW 0FFH　　SUBWF WHEEL_CT　　SKPZ　　INCF WHEEL_CT；if wheel_ct reach 0FFH,do not inc it._NO_PULSE MOVLW 0DFH；　　SUBWF RTCC,0　　SKPC　　GOTO _NO_DEC_WHEEL　　CLRF RTCC　　MOVF WHEEL_CT, 1　　SKPZ　　DECF WHEEL_CT； ifwheel_ct reach 0,do not dec it.　　MOVLW 2H； ON/OFF control signal；_NO_DEC_WHEEL MOVF WHEEL_CT,1　　SKPNZ　　GOTO _CLEAR　　BSF PORTA,CTRL；ON/OFF control signal；　　GOTO _MODE2_LOOP_CLEAR_CLRF PORTA　　MOVF WHEEL_CT,0　　CALL _DISPLAY　　GOTO _MODE2_LOOP　　END]]></pre>
權(quán)利要求
1．利用健身器材鍛煉時(shí)，器材的轉(zhuǎn)動(dòng)、擺動(dòng)部位的運(yùn)動(dòng)可以經(jīng)測(cè)速器、接觸傳感器等傳到智能接口設(shè)備，手柄上的按鈕信息也傳到智能接口設(shè)備，而智能接口設(shè)備再將這些信息按兩種模式傳給電腦或游戲機(jī)，其特征在于a)將健身器材和電腦或游戲機(jī)兩種不同的設(shè)備連接起來；b)模式1需要專門開發(fā)針對(duì)健身器材的游戲軟件；c)模式2可以利用現(xiàn)有的內(nèi)容與健身無關(guān)的游戲軟件；d)智能接口設(shè)備可直接將運(yùn)動(dòng)量顯示出來；
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述，其特征是健身器材及其手柄上的測(cè)速器、按鈕和接觸傳感器按照脈沖或模擬量的形式傳給智能接口設(shè)備。
3．根據(jù)權(quán)利要求1所述，其特征是a)智能接口設(shè)備具有采集和處理數(shù)據(jù)的能力；b)智能接口設(shè)備具有向電腦或游戲機(jī)傳遞數(shù)據(jù)的能力。
全文摘要
本發(fā)明提供了連接健身器材和電腦電視游戲機(jī)的方法和所用的智能接口設(shè)備,該設(shè)備具有兩種工作模式,一種是將健身器的運(yùn)動(dòng)信息按照一定格式發(fā)送給電腦或游戲機(jī),另一種是根據(jù)采集到的運(yùn)動(dòng)量數(shù)據(jù)決定手柄信息是否能對(duì)電腦或游戲機(jī)發(fā)生作用。利用智能接口設(shè)備提供的兩個(gè)工作模式,不論電腦或游戲機(jī)是否裝有專門開發(fā)的游戲軟件,都可將健身運(yùn)動(dòng)和電腦電視游戲結(jié)合起來,利用游戲的趣味性引導(dǎo)人們健身。
文檔編號(hào)G06F3/00GK1209595SQ97106568
公開日1999年3月3日 申請(qǐng)日期1997年8月21日 優(yōu)先權(quán)日1997年8月21日
發(fā)明者王宣 申請(qǐng)人:王宣