專利名稱：智能計(jì)時(shí)計(jì)圈儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于田徑比賽用計(jì)時(shí)儀器領(lǐng)域。
目前田徑運(yùn)動(dòng)會(huì)上用于計(jì)時(shí)的儀器最先進(jìn)的是大型全自動(dòng)電子計(jì)時(shí)儀，它只能計(jì)時(shí)，沒(méi)有計(jì)圈功能，而且價(jià)格比較昂貴，又需特制的跑道，只有國(guó)家級(jí)體育場(chǎng)才配備這種設(shè)備，一般省級(jí)體育場(chǎng)都配備不起?；鶎舆\(yùn)動(dòng)會(huì)所使用的手工計(jì)時(shí)秒表，好的需300元左右，運(yùn)動(dòng)會(huì)用表按30塊計(jì)算，就需4500元－9000元。用秒表人工計(jì)時(shí)裁判較多，距離起點(diǎn)較遠(yuǎn)，很難做到同時(shí)按表，因而造成開(kāi)表誤差；最重要的是在進(jìn)行長(zhǎng)跑比賽時(shí)，由于每組運(yùn)動(dòng)員較多，水平參差不齊，經(jīng)常存在脫圈現(xiàn)象，在計(jì)圈時(shí)裁判稍有疏忽，就會(huì)將圈數(shù)計(jì)錯(cuò)，給運(yùn)動(dòng)會(huì)帶來(lái)不必要的麻煩，而且終點(diǎn)記錄和統(tǒng)計(jì)工作繁雜。
本實(shí)用新型的目的是為基層運(yùn)動(dòng)會(huì)提供一種價(jià)格低廉，既能計(jì)時(shí)計(jì)圈、又能用于訓(xùn)練的儀器。
本實(shí)用新型是利用微型計(jì)算機(jī)技術(shù)計(jì)時(shí)計(jì)圈。整機(jī)是由主機(jī)和外圍設(shè)備兩部分組成，主機(jī)部分包括中央處理器、隨機(jī)存貯器、只讀存貯器和振蕩電路。外圍設(shè)備部分包括打印機(jī)、計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)器、七段顯示器、大顯示屏、鍵盤(pán)、手持式按鈕及單穩(wěn)電路和電鈴。
本實(shí)用新型的主機(jī)和外圍設(shè)備(除大顯示屏和電鈴?fù)?安裝在金屬箱體內(nèi)和上面板上。在上面板的右上角設(shè)置有七段顯示器，用來(lái)輸入各種初始數(shù)據(jù)，如圈數(shù)、參賽人數(shù)、運(yùn)動(dòng)員大小號(hào)對(duì)應(yīng)關(guān)系等，并對(duì)每個(gè)運(yùn)動(dòng)員的小號(hào)、剩余圈數(shù)及所用時(shí)間進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示和最終結(jié)果顯示。右下角為鍵盤(pán)，裝有m×n個(gè)按m行n列矩陣排列的數(shù)字按鍵，鍵值順序按數(shù)字大小排列。另外設(shè)有y個(gè)手持式按鈕。在金屬箱體的右側(cè)面板上，設(shè)有y個(gè)手持式按鈕插孔，每個(gè)插孔上方都標(biāo)有相應(yīng)的數(shù)字，手持式按鈕通過(guò)導(dǎo)線、插頭、插孔、耳機(jī)插孔分別與鍵盤(pán)上對(duì)應(yīng)的y個(gè)鍵連接，耳機(jī)插孔與手持式按鈕插孔一一對(duì)應(yīng)，安置在金屬箱體右側(cè)面板內(nèi)壁上。在比賽開(kāi)始前，主機(jī)操作裁判用鍵盤(pán)輸入各種初始數(shù)據(jù)，在比賽進(jìn)行時(shí)，由主機(jī)操作裁判和手持式按鈕操作裁判配合進(jìn)行計(jì)時(shí)計(jì)圈。在金屬箱體上面板的左下角設(shè)有打印機(jī)出紙口，中下部設(shè)置有總復(fù)位、打印啟動(dòng)、時(shí)鐘復(fù)位、鍵掃描、時(shí)鐘啟動(dòng)五個(gè)按鈕。在箱體的背面，設(shè)置有整機(jī)的交流電源開(kāi)關(guān)、交流電源插座、大顯示屏接口和保險(xiǎn)絲，整機(jī)所需電源由機(jī)內(nèi)設(shè)置的5V直流穩(wěn)壓電源提供。大顯示屏和電鈴可設(shè)置在終點(diǎn)附近。
主機(jī)的中央處理器和外圍設(shè)備中的計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)器最好選用配套的型號(hào)。隨機(jī)存貯器最好選用靜態(tài)的，只讀存貯器最好選用可擦除的。振蕩電路的時(shí)鐘輸出端分別與中央處理器和計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘管腳連接，計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)器對(duì)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘進(jìn)行分頻，產(chǎn)生10ms信號(hào)。在計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)器的四個(gè)通道上設(shè)有時(shí)鐘啟動(dòng)按鈕、時(shí)鐘復(fù)位按鈕和鍵掃描按鈕，它們分別與計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)器的0、2、3通道連接。整機(jī)的總復(fù)位按鈕與中央處理器的復(fù)位線管腳相連，打印啟動(dòng)按鈕與中央處理器的非屏蔽中斷線相連。
在中央處理器的地址總線上接有一個(gè)單穩(wěn)電路，單穩(wěn)電路與電鈴連接，由中央處理器所發(fā)的口地址信號(hào)作為單穩(wěn)電路的觸發(fā)信號(hào)，使其翻轉(zhuǎn)控制電鈴發(fā)聲，發(fā)聲長(zhǎng)短由單穩(wěn)電路的時(shí)間參數(shù)來(lái)確定。隨機(jī)存貯器、只讀存貯器、計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)器、打印機(jī)、七段顯示器，大顯示屏都分別掛在中央處理器的數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線上。
本實(shí)用新型配置有六個(gè)軟件塊1、初始化程序，對(duì)全機(jī)進(jìn)入計(jì)時(shí)計(jì)圈進(jìn)行初始化；2、計(jì)時(shí)程序，形成一個(gè)精度為百分之一秒的高精度時(shí)鐘，用來(lái)計(jì)時(shí)；
3、排序打印程序，按成績(jī)對(duì)運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行排序，并按名次進(jìn)行打印輸出；4、長(zhǎng)跑數(shù)據(jù)輸入和計(jì)時(shí)計(jì)圈的鍵掃描程序，輸入比賽日期、運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目、運(yùn)動(dòng)員性別、運(yùn)動(dòng)員需要跑的圈數(shù)、參加人數(shù)、錄取名額以及各運(yùn)動(dòng)員的大小號(hào)對(duì)應(yīng)關(guān)系；5、短跑數(shù)據(jù)輸入和計(jì)時(shí)的鍵盤(pán)掃描程序，執(zhí)行本程序可輸入?yún)①愡\(yùn)動(dòng)員數(shù)、組數(shù)、錄取名額以及各運(yùn)動(dòng)員的號(hào)碼和道次的對(duì)應(yīng)關(guān)系；6、訓(xùn)練程序，本程序可記錄訓(xùn)練日期、運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目、運(yùn)動(dòng)員性別、運(yùn)動(dòng)員號(hào)碼、跑完各圈所用的時(shí)間，打印輸出以便進(jìn)行資料積累。
上述程序被固化在只讀存貯器內(nèi)。
使用本實(shí)用新型時(shí)，主機(jī)操作裁判先按總復(fù)位按鈕，儀器即開(kāi)始執(zhí)行初始化程序，執(zhí)行完后，七段顯示器上顯示“P”字，表示運(yùn)轉(zhuǎn)正常，等待申請(qǐng)中斷。然后再按鍵掃描按鈕，使儀器執(zhí)行鍵掃描程序，然后可由鍵盤(pán)輸入四個(gè)標(biāo)志符0、1、2、3中的任何一個(gè)。0或1表示處理短跑比賽，2表示處理長(zhǎng)跑訓(xùn)練，3表示處理長(zhǎng)跑比賽。現(xiàn)以長(zhǎng)、短跑比賽為例處理長(zhǎng)跑比賽時(shí)，主機(jī)操作裁判按3號(hào)鍵使儀器執(zhí)行長(zhǎng)跑處理程序后，先由鍵盤(pán)輸入比賽的日期，運(yùn)動(dòng)員的姓別、比賽的項(xiàng)目，參賽運(yùn)動(dòng)員的人數(shù)、錄取運(yùn)動(dòng)員的名額以及運(yùn)動(dòng)員的大小號(hào)對(duì)應(yīng)值。發(fā)令員響槍時(shí)，主機(jī)操作裁判立即按時(shí)鐘啟動(dòng)按鈕，開(kāi)始對(duì)所有參賽運(yùn)動(dòng)員計(jì)時(shí)，某個(gè)運(yùn)動(dòng)員經(jīng)過(guò)終點(diǎn)時(shí)，主機(jī)操作裁判立即按與該運(yùn)動(dòng)員小號(hào)對(duì)應(yīng)的數(shù)字按鍵，儀器即會(huì)自動(dòng)記存其所用時(shí)間，并在大顯示屏及儀器上面板的七段顯示器上顯示其小號(hào)、剩余圈數(shù)及所用時(shí)間。如上循環(huán)，直至全部運(yùn)動(dòng)員跑完。當(dāng)?shù)谝粋€(gè)只剩一圈的運(yùn)動(dòng)員經(jīng)過(guò)終點(diǎn)時(shí)，電鈴自響，進(jìn)行鈴報(bào)。在處理長(zhǎng)跑比賽時(shí)，前三名運(yùn)動(dòng)員除用一個(gè)鍵盤(pán)上的按鍵外，另用兩個(gè)手持式按鈕監(jiān)測(cè)計(jì)時(shí)。按打印啟動(dòng)按鈕，打印機(jī)即根據(jù)錄取名額按名次打印該項(xiàng)錄取運(yùn)動(dòng)員的號(hào)碼和成績(jī)。
處理短跑比賽時(shí)，主機(jī)操作裁判按0或1號(hào)鍵使儀器執(zhí)行短跑比賽處理程序，將手持式按鈕插入插孔并分發(fā)給各計(jì)時(shí)裁判，兩個(gè)人監(jiān)測(cè)一個(gè)運(yùn)動(dòng)員，另由三個(gè)手持式按鈕分別監(jiān)測(cè)前三名運(yùn)動(dòng)員。主機(jī)操作裁判輸入?yún)⒓哟隧?xiàng)比賽的組數(shù)、跑道數(shù)、組別、每組的人數(shù)、道號(hào)和運(yùn)動(dòng)員大小號(hào)對(duì)應(yīng)關(guān)系、錄取名額；發(fā)令員響槍時(shí)，主機(jī)操作裁判立即按時(shí)鐘啟動(dòng)按鈕，開(kāi)始計(jì)時(shí)；某運(yùn)動(dòng)員到達(dá)終點(diǎn)時(shí)，監(jiān)測(cè)該道運(yùn)動(dòng)員的兩名計(jì)時(shí)裁判立即按自己的手持式按鈕。每組跑完后，按時(shí)鐘復(fù)位按鈕，再處理下一組，各組處理完后，按打印啟動(dòng)按鈕，打印機(jī)即可按名次打印出錄取運(yùn)動(dòng)員的號(hào)碼和成績(jī)。也可在每組跑完后，打印出本組運(yùn)動(dòng)員的名次、號(hào)碼和成績(jī)。
本實(shí)用新型與已有儀器和人工計(jì)時(shí)計(jì)圈相比，具有造價(jià)低廉、操作方便，減少誤差、節(jié)省人力等優(yōu)點(diǎn)，為基層運(yùn)動(dòng)會(huì)提供了一種理想的計(jì)時(shí)計(jì)圈儀器，不僅可用于賽跑，還可用于游泳、滑冰、賽車(chē)等需計(jì)時(shí)計(jì)圈的比賽。


圖1為本實(shí)用新型的硬件框圖。圖中(1)為中央處理器、(2)為主機(jī)部分、(3)為隨機(jī)存貯器、(4)為外圍設(shè)備、(5)為打印機(jī)、(6)為七段顯示器、(7)為鍵盤(pán)、(8)為手持式按鈕、(9)為單穩(wěn)電路、(10)為電鈴、(11)為總復(fù)位按鈕、(12)為打印啟動(dòng)按鈕、(13)為大顯示屏、(14)為計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)器、(15)為鍵掃描按鈕、(16)為時(shí)鐘復(fù)位按鈕、(17)為時(shí)鐘啟動(dòng)按鈕、(18)為只讀存貯器、(19)為振蕩電路、(a)為振蕩電路(19)的時(shí)鐘輸出端、(b)、(c)分別為中央處理器(1)和計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)器(14)的時(shí)鐘管腳；(DB)、(AB)、(CB)分別為中央處理器(1)的數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線。
圖2為本實(shí)用新型的整機(jī)面板結(jié)構(gòu)圖。圖中(20)為打印紙、(21)為手持式按鈕插孔、(22)為打印機(jī)出紙口、(27)為金屬箱體。
圖3為本實(shí)用新型的后視圖。圖中(23)為整機(jī)的交流電源開(kāi)關(guān)、(24)為大顯示屏的外接口、(25)為交流電源插座、(26)為保險(xiǎn)絲。
圖4為本實(shí)用新型的主控電路原理圖。
圖5為本實(shí)用新型的七段顯示器(6)、大顯示屏(13)的電路原理圖。
設(shè)計(jì)人曾做過(guò)一個(gè)實(shí)施例。中央處理器選用Z－80CPU芯片，計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)器選用Z－80CTC芯片。隨機(jī)存貯器由八片2114芯片組成，共含4K個(gè)存貯單元。只讀存貯器由兩片2716芯片組成，也含4K個(gè)存貯單元。振蕩電路由一含7位有效數(shù)字的兩兆石英晶振片所穩(wěn)頻，打印機(jī)采用TP－801P型微型打印機(jī)，上面板上的七段顯示器為16個(gè)字的七段顯示器。鍵盤(pán)采用5×6個(gè)按5行6列矩陣排列，鍵值順序?yàn)?－29，另設(shè)有20個(gè)手持式按鈕和插孔，分別與鍵盤(pán)上的第10－29號(hào)鍵相對(duì)應(yīng)。
上述實(shí)施例的外接電源為交流220V，工作電源為直流5V，消耗功率不大于10W，時(shí)間精度符合國(guó)家一級(jí)秒表的標(biāo)準(zhǔn)；一次處理人數(shù)長(zhǎng)跑比賽最多23人，短跑比賽8人，長(zhǎng)跑訓(xùn)練10人，環(huán)境溫度為－20℃－50℃。
權(quán)利要求1.一種田徑比賽用的計(jì)時(shí)儀器，它是由主機(jī)(2)和外圍設(shè)備(4)兩部分所組成，其特征在于它的主機(jī)(2)部分包括中央處理器(1)、隨機(jī)存貯器(3)、只讀存貯器(18)和振蕩電路(19)；外圍設(shè)備(4)部分包括打印機(jī)(5)、鍵盤(pán)(7)、手持式按鈕(8)、七段顯示器(6)、大顯示屏(13)、計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)器(14)、單穩(wěn)電路(9)和電鈴(10)，大顯示屏(13)和電鈴(10)可安置在終點(diǎn)，其他元、器件均可安裝在金屬箱體(27)內(nèi)及面板上，七段顯示器(6)設(shè)置在金屬箱體(27)上面板的右上角，右下角為鍵盤(pán)(7)，鍵盤(pán)(7)上裝有m×n個(gè)按m行n列矩陣排列的數(shù)字按鍵，鍵值順序按數(shù)字大小排列，在金屬箱體(27)的右側(cè)面板上，設(shè)有y個(gè)手持式按鈕插孔(21)，手持式按鈕通過(guò)導(dǎo)線、插頭、插孔(21)、耳機(jī)插孔分別與鍵盤(pán)(7)上對(duì)應(yīng)的y個(gè)鍵連接，耳機(jī)插孔與手持式按鈕插孔(21)一一對(duì)應(yīng)，安置在金屬箱體(27)右側(cè)面板內(nèi)壁上，在金屬箱體(27)上面板的左下角，設(shè)有打印機(jī)出紙口(22)，中下部設(shè)置有總復(fù)位按鈕(11)、打印啟動(dòng)按鈕(12)、鍵掃描按鈕(15)、時(shí)鐘復(fù)位按鈕(16)、時(shí)鐘啟動(dòng)按鈕(17)，振蕩電路(19)的時(shí)鐘輸出端(a)分別與中央處理器(1)和計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)器(14)的時(shí)鐘管腳(b)、(c)連接，時(shí)鐘啟動(dòng)按鈕(17)、時(shí)鐘復(fù)位按鈕(16)和鍵掃描按鈕(15)分別與計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)器的0、2、3通道連接，總復(fù)位按鈕(11)與中央處理器(1)的復(fù)位線管腳相連，打印啟動(dòng)按鈕(12)與中央處理器(1)的非屏蔽中斷線相連，在中央處理器(1)的地址總線上接有一個(gè)單穩(wěn)電路(9)，單穩(wěn)電路(9)與電鈴(10)連接，隨機(jī)存貯器(3)、計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)器(14)、打印機(jī)(5)、七段顯示器(6)、大顯示屏(13)都分別掛在中央處理器的數(shù)據(jù)總線(DB)、地址總線(AB)和控制總線(CB)上，程序固化在只讀存貯器(18)內(nèi)。
2.按照權(quán)利要求1所述的計(jì)時(shí)儀器，其特征在于只讀存貯器(18)最好選用可擦除的，隨機(jī)存貯器(3)最好選用靜態(tài)的。
專利摘要計(jì)時(shí)計(jì)圈儀，屬于田徑比賽用計(jì)時(shí)儀器領(lǐng)域。它是將計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用體育比賽。其主機(jī)部分由中央處理器(1)、隨機(jī)存貯器(3)只讀存貯器(18)及振蕩電路(19)組成；外圍設(shè)備包含鍵盤(pán)(7)、手持式按鈕(8)、七段顯示器(6)、大顯示屏(13)、打印機(jī)(5)、計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)器(14)、單穩(wěn)電路(9)和電鈴(10)，鍵盤(pán)上裝m×n個(gè)按m行n列矩陣排列的數(shù)字鍵，手持式按鈕通過(guò)導(dǎo)線、插頭、耳機(jī)插孔分別與鍵盤(pán)的y個(gè)鍵相連接。它可用于賽跑、賽車(chē)、游泳、滑冰的計(jì)時(shí)和計(jì)圈，也可用于訓(xùn)練。
文檔編號(hào)G07C1/24GK2044751SQ8821486
公開(kāi)日1989年9月20日 申請(qǐng)日期1988年10月11日 優(yōu)先權(quán)日1988年10月11日
發(fā)明者魏忠仁, 王秀芳, 李若曼, 袁益民, 溫福泰 申請(qǐng)人:陜西師范大學(xué)