專利名稱：兒童電腦學習機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種學習機，特別是一種兒童電腦學習機。
現(xiàn)有的兒童學習機功能較單一，一般只能作為玩具，對兒童的智力開發(fā)有一定的局限;且只適合某一年齡的兒童使用，適用范圍不廣。
本發(fā)明的目的在于避免上述現(xiàn)有技術的不足之處而提供一種集視覺、聽覺、觸覺和思維為一體，且具有年齡跨度大，換卡不換機，一機多用的兒童電腦學習機。
本發(fā)明的目的可以通過以下措施來達到本發(fā)明包括機殼、電源電路、喇叭，其特征在于還有外圍接口電路、中央處理器、D/A轉換電路、音頻處理電路、卡帶電路，中央處理器分別與外圍接口電路及卡帶電路相接，中央處理器的輸出還通過D/A轉換電路與音頻處理電路相接，音頻處理電路的輸出送到喇叭。
本發(fā)明的目的還可以通過以下措施來達到中央處理器中集成電路U6的1～8腳分別和A/D轉換電路中集成電路U4的5～12腳相接，U4的4與音頻處理電路中集成電路U3的2腳相接，U3的1腳通過R10、R9、C4、C7、R3、VR1與集成電路U1的3腳相接。中央處理器中集成電路U6的10～13腳分別與集成電路U5的1、4、9、12腳相接，U6的32～39腳分別和集成電路U8的3、4、7、8、13、14、17、18腳及外圍接口電路中集成電路U10的27～34腳相接，U6的14、16、17腳分別和U10的6、5、36腳相接。集成電路U6的15腳通過R7與電源電路中三極管Q2的基極相接，Q2的集電極通過R1接Q1的基極，Q2的集電極通過R1接Q1的基極，并與啟動開關9相接。
本發(fā)明中的電源電路為整機提供+5V/-5V電源，中央處理器通過指令控制外圍接口電路、卡帶電路和D/A轉換電路;當機器插入相應的卡帶和卡片，中央處理器通過外圍接口讀出該卡片號碼，并把地址轉向占該號碼卡片內容相關的存在于卡帶中的地址范圍，以節(jié)省尋址時間，另外，中央處理器通過外圍接口，讀出操作(按鍵盤)內容所在地址，并取出該地址的內容，送往D/A轉換電路，轉換出的模擬信號經(jīng)整形放大后喇叭發(fā)生相應的讀音。


圖1為本發(fā)明的原理方框圖;
圖2為本發(fā)明的外形結構示意圖;
圖3為本發(fā)明的電原理圖;
圖4為卡帶電路的電原理圖。
本發(fā)明下面將結合附圖(實施例)作進一步詳述參照圖1、圖2，本發(fā)明由外圍接口電路1、中央處理器2、D/A轉換電路3、音頻處理電路4、卡帶電路5、電源電路6、機殼7、喇叭8等組成。機殼7的面板上裝有啟動開關9、重復開關10、停止開關11及兩個喇叭8。
參照圖3，本發(fā)明的電路原理具體敘述如下(一)電源電路電源電路包括4個組成部分(a)電源開關觸發(fā)及保持，(b)+5V穩(wěn)壓輸出，(c)直流逆變及整流，(d)-5V穩(wěn)壓輸出。
(a)電源開關觸發(fā)及保持當插入卡帶后，電源(外接整流電源或機內電池)電壓即加至Q1。Q1、Q2即組成開關觸發(fā)及保持電路，當與鍵盤相接的插座CON2的第2腳接地(即按啟動開關9)，Q1的基極電位下降，Q1導流、電壓加至U2的輸入端，而U2即輸出+5V電壓，同時，+5V通過R6加至Q2基極令Q2導通，則令Q1的基極維持低電平，故Q1維持導通，U2維持+5V輸出。
當一張卡片的操作完成后，CPU的P3.5腳自動發(fā)出低電平，令Q2基極電位下降，Q2截止，則Q1基極電位上升，Q1截止，則U2的+5V輸出截止，即自動關機。另當按接于插座CON2第16腳的停止開關11時，則也會停機。當按接于插座CON2第4與第17腳之間的重復開關10時，則電路會重復工作。
(b)+5V穩(wěn)壓輸出通過Q1加入的電壓接至正三端穩(wěn)壓器U2的輸入端，其輸出+5V供各芯片工作，同時有若干電容濾波。
(c)直流逆變及整流通過Q1加入的電壓接至雙穩(wěn)壓振蕩器U9，U9與若干阻容元件組成振蕩電路并在第3腳輸出交流信號，通過D2～D5作負壓整流輸出-10V直流電壓給U7，同時該電壓通過D1反饋給U9，以維持振蕩。
(d)-5V穩(wěn)壓輸出經(jīng)逆變整流后的-10V直流電壓加至負三端穩(wěn)壓器U7的輸入端，其輸出-5V作負壓供電。
(二)中央處理器CPU電路該電路包括U5、U6、U8三片IC及若干外圍器件，U6是單片微機80C31，該芯片18、19腳處接8N晶振，通過內置時鐘發(fā)生器，產(chǎn)生工作指令周期時鐘，9腳外接R16、C20作開機清零，該芯片有8根數(shù)據(jù)線D0～D7、16根地址線A0～A15，其中A0～A7與D0～D7共用8條引腳，通過30腳的ALE信號及地址鎖存器U8把A0～A7與D0～D7分開，供各芯片使用，另外，因80C31最大尋址能力為64K，而軟件容量較大，需作擴址，擴址通過P3口的P3.0～P3.2三根線及U5擴址至512K，為提高處理速度，該機采用讀RAM指令，通過29腳的PSEN控制，U6的14腳CS、16腳WR、17腳R0分別作為外圍接口電路的片選、讀寫線。另外，從卡帶(ROM片)讀取的語音數(shù)據(jù)送至1～8腳的P1口，輸出給D/A轉換電路。
(三)外圍接口電路該電路包括U10(82C55)、鍵盤(通過插座CON2)、卡片選址開關(通過插座CON3)。當不同的卡片插入時，卡片選址開關所置電平不同，令U10的PC口置入不同的初始值，這樣當CPU讀取PC口的數(shù)據(jù)后，即可確定有關該卡片內容的卡帶(ROM)中相應的64K地址段，這樣就可大大提高尋址速度，縮短響應時間。
鍵盤控制采用掃描鍵盤，由U10的PA口的PA0～PA6共7根線及PB口的PB0～PB7共8根線通過插座CON2組成一個7K8的掃描鍵盤，鍵盤采用最新的薄膜鍵盤，具有可靠性高，壽命長等優(yōu)點，CPU循環(huán)控制U10的PA口輸出一定的高電平，同時讀PB口數(shù)據(jù)，當發(fā)現(xiàn)某一線電平變高即采取響應，然后讀取卡帶中相應地址的數(shù)據(jù)，進行處理。
(四)D/A轉換及音頻處理電路該電路由D/A轉換集成電路U4、濾波集成電路U3、功放集成電路U1組成。U6中P1口的數(shù)據(jù)送至U4的數(shù)據(jù)輸入端，+5V及地通過R13、R15、C11提供基準參考電平，通過積分在第4腳輸出一模擬信號，完成D/A轉換。
U3及外圍元件組成兩節(jié)濾波器，其中U3/a是一個高通濾波，而U3/b則組成一個低通濾波，兩節(jié)加起組成一個帶通濾波，以濾去高頻及低頻雜音。
經(jīng)U3濾波后的音頻信號通過音量電位器VR1加至功放集成電路U1，即U1是一個典型的OTL功放電路，完成音頻功率放大，最后推動喇叭。
參照圖4，卡帶電路焊在副板上，通過插座CON1與主板相連，這里只有一片IC1，其中固化了本學習機的軟件，通過(三)所述的各線與CPU相連，在CPU控制下實現(xiàn)數(shù)據(jù)的讀取。
本發(fā)明的設計采用了當今比較流行的單片微處理器，大大簡化了電路，同時，通過采取卡片選址開關，讀RAM指令，擴址等一系列措施，克服了單片機普遍存在的處理速度慢、尋址能力低等缺點，為單片機的應用提出了光明的前景。
本發(fā)明相比現(xiàn)有技術具有如下優(yōu)點1.集視覺、聽覺、觸覺和思維為一體，起到了手、眼、耳、腦并用的作用，是兒童智力開發(fā)和學習的理想產(chǎn)品。
2.設計新穎，操作簡便，寓教于樂，電腦雙向溝通，不需專人輔導。
3.采用卡片教學，循序漸進，內容難易程度不同，適應年齡從幾個月到13歲左右的兒童，可換卡不換機，經(jīng)濟實惠，一機多用。
4.圖畫精美，語言活潑，啟發(fā)教學，考試提醒，趣味無窮，將是少年兒童的好伴侶。
權利要求
1.一種兒童電腦學習機，包括機殼7、電源電路6、喇叭8，其特征在于還有外圍接口電路1、中央處理器2、D/A轉換電路3、音頻處理電路4、卡帶電路5，中央處理器2分別與外圍接口電路1及卡帶電路5相接，中央處理器2的輸出還通過D/A轉換電路3與音頻處理電路4相接，音頻處理電路4的輸出送到喇叭8。
2.根據(jù)權利要求1所述的學習機，其特征在于中央處理器2中集成電路U6的1～8腳分別和A/D轉換電路3中集成電路U4的5～12腳相接，U4的4與音頻處理電路4中集成電路U3的2腳相接，U3的1腳通過R10、R9、C4、C7、R3、VR1與集成電路U1的3腳相接。
3.根據(jù)權利要求1所述的學習機，其特征在于中央處理器2中集成電路U6的10～13腳分別與集成電路U5的1、4、9、12腳相接，U6的32～39腳分別和集成電路U8的3、4、7、8、13、14、17、18腳及外圍接口電路1中集成電路U10的27～34腳相接，U6的14、16、17腳分別和U10的6、5、36腳相接。
4.根據(jù)權利要求1所述的學習機，其特征在于集成電路U6的15腳通過R7與電源電路6中三極管Q2的基極相接，Q2的集電極通過R1接Q1的基極，Q2的集電極通過R1接Q1的基極，并與啟動開關9相接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種兒童電腦學習機，它由外圍接口電路、中央處理器、D/A轉換電路、音頻處理電路、卡帶電路、電源電路、機殼、喇叭等組成。本機通過中央處理器的控制，可以使卡片號碼和任何按鍵經(jīng)過外圍接口電路能及時反應到中央處理器，中央處理器從外接卡帶電路中讀取數(shù)據(jù)并把處理后的結果通過D/A轉換電路及音頻處理電路的處理，從而發(fā)出清晰的句子。本發(fā)明集視、聽、觸覺和思維為一體，適用年齡跨度大。是兒童智力開發(fā)和學習的理想產(chǎn)品。
文檔編號G09B5/00GK1069590SQ9211096
公開日1993年3月3日 申請日期1992年9月28日 優(yōu)先權日1992年9月28日
發(fā)明者伍勁松, 楊志銳 申請人:廣州經(jīng)濟技術開發(fā)區(qū)八達公司電子工程部