專利名稱：靈敏素質自動測試儀的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種體育運動測試儀，具體涉及一種靈敏素質測試中使用的測試儀。
背景技術：
根據(jù)國家教委和國家體委關于普通高等學校體育專業(yè)招考的有關規(guī)定，靈敏素質測試是一項必測項目。考生的靈敏素質，是通過考生在定點起跑后按順序到達規(guī)定測試點的時間來評判的。其中有十字變向障礙跑、三角形跑和五米三向折回跑等可選項。在相關測試儀器中，現(xiàn)有的大型電子計時系統(tǒng)結構復雜，造價昂貴，只在大型的正式的競賽中使用，而小型的計時器，功能單一，僅能用于計時，不能對考生進行全面、自動的測試，加上此項目不可控因素多，考生途中是否犯規(guī)，也只能通過裁判目測來判斷，全過程通常要安排多人監(jiān)考，不僅工作強度大，而且還有較大的分散性和計時誤差，影響測試結果，有礙人才的選拔。

發(fā)明內容
本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有計時器的上述缺陷，提供一種測試準確工作效率高、結構簡單且造價較低的靈敏素質自動測試儀。
本實用新型的目的是通過以下技術方案實現(xiàn)的一種靈敏素質自動測試儀，包括一臺帶單片機的主機及與之電連接的紅外線傳感器、發(fā)令鍵盤和顯示屏。主機內安裝有與單片機進行數(shù)據(jù)和控制交換的控制邏輯集成電路，該控制邏輯集成電路包括監(jiān)控模塊、計時模塊，其中監(jiān)控模塊將控制信號傳送到鍵盤，控制發(fā)令；主機內有輸入電路連接紅外線傳感器和鍵盤，并將紅外線傳感信號和鍵盤信號輸入到上述控制邏輯集成電路中，有輸出電路將測試數(shù)據(jù)輸出到顯示屏。
采用本實用新型對考生進行測試，只需裁判一人操作，即可取代原有的發(fā)令員、計時員、司線員的全部職能，不僅工作效率大大提高，測試快捷，而且計時客觀準確，杜絕了人為差錯，有較大的推廣價值。


圖1為本實用新型的結構方框圖；圖2為圖1一實施例的一種現(xiàn)場布置示意圖；圖3為圖2中反射式傳感器的發(fā)射接收電路；圖4為圖2中對射式傳感器的發(fā)射器電路；圖5為與圖4對應的接收器的檢波放大電路；圖6為與圖5對應的接收器的輸出控制電路；圖7為與圖5對應的另一種接收器的輸出控制電路。
圖中1、主機，2、鍵盤，3、紅外線傳感器，4、光電隔離電路，5、控制邏輯集成電路，6、單片機，7、光電隔離電路，8、顯示屏，9、反射式傳感器，10、發(fā)射器，11、接收器，12、接收器，13、發(fā)射器，14、發(fā)射電路。
具體實施方式
依照靈敏素質測試的招考規(guī)定，本實用新型從要求的測試點采集信號、分析處理，并協(xié)助裁判監(jiān)控測試過程(避免犯規(guī))，最后將成績輸出。其測試點的信號包括起跑點信號、中間測試點及終點的到位信號及其到位的順序信號。
以下結合附圖及實施例介紹本實用新型。
參見圖1。一臺外接電源的主機1內，帶有單片機6、及與單片機進行數(shù)據(jù)和控制交換的控制邏輯集成電路5及輸入輸出電路，其中輸入、輸出電路均為光電隔離電路，單片機采用AT89C52?？刂七壿嫾呻娐窞镋PM7064S型，其中包含監(jiān)控模塊、計時模塊。
紅外線傳感器3、發(fā)令鍵盤2和顯示屏8與主機1連接。主機1通過光電隔離電路4接收紅外線傳感信號和鍵盤信號后，對傳入信號及傳入順序的數(shù)據(jù)進行分析處理，控制計時模塊，再通過監(jiān)控模塊將控制信號送到鍵盤2，同時將測試數(shù)據(jù)，包括犯規(guī)情況、測試成績輸出到顯示屏8。發(fā)令鍵盤2上設置有發(fā)令鍵、取消鍵等按鍵，主機1或鍵盤2上還可設置若干狀態(tài)指示燈。輸出電路上也可連接一發(fā)聲電路，模擬起跑槍聲和裁判口令。
圖2為本實用新型的一個實施例在五米三向折回跑項目測試現(xiàn)場中的布置示意圖。考生的測試過程為起跑點→②→①→③→①→④→終點，在此過程中，只有考生按順序到達測試點、準確踏上到位標志線、最后全力沖刺，系統(tǒng)則正常開表停表，顯示屏8顯示考生的測試成績，否則作犯規(guī)處理。
本實用新型的紅外線傳感器3包括反射式傳感器和對射式傳感器兩種。在測試場地的起跑區(qū)一側，設置反射式傳感器9。各測試點①、②、③、④的到位線兩端的延長線上安裝有對射式傳感器，它由分體的發(fā)射器10和接收器11組成；感應終點沖刺的遠距離對射式傳感器由發(fā)射器13和接收器12組成。
參見圖3。反射式傳感器9中，發(fā)射電路14和接收電路通過穩(wěn)壓集成電路7805、插座J1與主機相連，接收12V電源，并輸出電平信號。
其中發(fā)射電路14由BA5104集成電路IC1、晶振455K、電容C1、C2、電阻R1、R2、R3、三極管VT1、穩(wěn)壓二極管D1、紅外發(fā)光二極管組成。晶振455K、電容C1、C2接在IC1的OSC1、OSC2腳上，當K1至K8中任何一腳接地，455晶振工作，產(chǎn)生振蕩，IC1的D0腳有振蕩輸出，VT1工作，紅外發(fā)光二極管VD1、VD2向外發(fā)射紅外光波。設置兩個串聯(lián)的紅外發(fā)光二極管VD1、VD2，擴大紅外線的發(fā)射區(qū)域。
該反射式傳感器的接收電路包括專用紅外線接收塊HQA268、BA5204集成電路IC2及非門電路IC3，若HQA268收到紅外線光波，由VT2放大從IC2的IN腳輸入，經(jīng)處理后，IC2的HP1～HP6、CP1、CP2腳中與發(fā)射對應的一腳輸出高電平，經(jīng)非門電路IC3放大，通過插座J1接主機1的光電隔離電路4。
該反射式傳感器9能感應起跑區(qū)域寬度45cm、遠度70cm、高度3cm范圍內的紅外線。當考生站到起跑位置上，紅外光被后腳擋住后反射回去，此時紅外接收探頭HQA268收到紅外線光波，接收電路將高電平信號從插座J1輸入到主機1，則確認運動員(考生)起跑已到位，到位狀態(tài)指示燈亮，即可發(fā)令。裁判按下發(fā)令鍵，主機發(fā)出模擬槍聲，考生后腳離地，主機從插座J1收到的電平發(fā)生變化，立即啟動計時模塊開表計時。
圖2中每一組分體的發(fā)射器10和接收器11組成一個對射式傳感器。
參見圖4。發(fā)射器10由集成電路BA5104和455K晶振、紅外發(fā)光二極管等組成，通過穩(wěn)壓集成電路7805、插座J2與主機1相連，接收12V電源。該部分與上述設置在起跑區(qū)的反射式傳感器的紅外線發(fā)射電路14相同。
對射式傳感器的接收器11中，包括檢波放大電路和輸出控制電路。
其中檢波放大電路參見圖5。該電路中，紅外接收探頭HQA268連接三極管VT61、VT62、電阻R62、R63，將收到紅外線信號放大，通過二極管VD61、VD62、電容C62進行檢波，VT63、VT64、R64、R65、R66再放大，從VT64的C極輸出，通過插座J60輸出電平信號。另外，VT64的C極還通過串聯(lián)的電阻R67、R68、穩(wěn)壓管D62，連接VT65、發(fā)光二極光管VD63，組成感應指示電路，以顯示紅外線對射的感應狀態(tài)。
在同一個對射式傳感器的接收器11中，可以設置3～5組檢波放大電路，輸出電平信號的插座則為J60～J64。
參見圖6，輸出控制電路的主插座J3與主機1連接，取12V電源，經(jīng)由C63、C64及穩(wěn)壓集成電路7805輸出5V電壓，供電。并聯(lián)的插座J65～J69與上述五組檢波放大電路的插座J60～J64連接，供電并接收電平信號。門電路U61～U64與插座J65～J69連接，接收電平信號并進行邏輯處理，再由U65、U66放大，從插座J3輸出至主機。插座J65、J66分別接U61的兩輸入腳，J67、J68分別接U62的兩輸入腳，U61、U62的輸出腳分別接U63的兩輸入腳，U63、J69的輸出腳分別接U64的兩輸入腳。U64的輸出腳一路接74S04非門電路U67、電阻R60、發(fā)光二極光管VD64組成的到位指示電路，另一路經(jīng)74S04非門電路U65、U66放大，電平信號通過主插座J31輸出。
其中U61～U64采用與門電路74S08，利用與門的邏輯關系，當任何一腳輸入為0時，則輸出為0。五組檢波放大電路中的紅外接收探頭HQA268從上至下排列，全部感應紅外光對準時，U64輸出為高電平1。當考生跑到位準確踏線時，五個紅外接收探頭感應的紅外光線中任意一條或多條被切斷，U64的輸出即變?yōu)榈碗娖?。
如圖2中的測試點①、②、③、④的到位線上分別設置了上述的對射式傳感器，用于對途中各測試點到位的監(jiān)控，其控制高度為32cm，寬度250cm～450cm，檢測精度誤差小于1毫米。這四個對射式傳感器通過各自的主插座J31～J34分別連接主機，輸入考生在測試過程中的到位情況由主機來判斷到位順序分析測試狀況。
為了保證終點沖刺時系統(tǒng)能準確停表，避免考生未到終點、手去擋光造成停表，終點沖刺位置則設置一對遠距離的對射式傳感器，由發(fā)射器13和接收器12組成。
發(fā)射器13的電路與發(fā)射器10的電路相同，如圖4。
接收器12的電路采用三組圖5所示檢波放大電路和圖7所示的輸出控制電路組成，以滿足至少有兩個紅外接收探頭HQA268感應的紅外光線被切斷時，該接收器才輸出使主機控制停表的電平信號。
參見圖7，有三個連接檢波放大電路的插座J71～J73，其輸出的電平信號經(jīng)過門電路邏輯處理后，從主插座J7輸出。所述門電路由6個非門電路U71～U76、3個與非門電路U77～U79、兩個與門電路U80、U81電路組成。其中J71的信號由U71、U72倒相，J72的信號由U73、U74倒相，J73的信號由U75、U76倒相，U71～U76的輸出腳按U72-U73、U74-U75、U71-U76組合，再作為與非門電路U77～U79的輸入腳，分別經(jīng)U77、U78、U79的輸出腳輸出，U77～U79的輸出腳再作為與門電路U80、U81的輸入腳。
當考生的身體沖過終點時，三組檢波放大電路中至少有兩個紅外接收探頭HQA268中所感應的紅外光線被切斷，插座J71～J73輸出的電平信號為000或001，由上述6個非門U71～U76倒相后為111111或111100，在U77～U79的輸出011或000，與門電路U80、U81的最終輸出為低電平0，主插座J7向主機輸出的電平由高變低，此時單片機立即發(fā)出停表指令，控制停表。否則，只有一個紅外接收探頭HQA268中所感應的紅外光線被切斷，與門電路U80、U81的最終輸出仍為高電平1，主插座J7向主機輸出的電平不發(fā)生變化。
本實用新型中的主機還可通過RS232接口與一臺電腦連接，將考生的信息傳輸?shù)皆撋衔粰C上，通過設計系統(tǒng)管理軟件將考生的成績進行統(tǒng)計、排序、打印等處理，得到更為實用的測試數(shù)據(jù)。
本實用新型已經(jīng)試制成功，使用效果顯著。
權利要求1.靈敏素質自動測試儀，其特征在于有一臺帶單片機(6)的主機(1)及與之電連接的紅外線傳感器(3)、發(fā)令鍵盤(2)和顯示屏(8)，主機內有控制邏輯集成電路(5)和輸入輸出電路；所述輸入電路接收紅外線傳感信號和鍵盤信號，所述控制邏輯集成電路(5)與單片機進行數(shù)據(jù)和控制交換，它包括監(jiān)控模塊、計時模塊；主機(1)內的輸出電路連接顯示屏(8)。
2.根據(jù)權利要求1所述的靈敏素質自動測試儀，其特征為所述單片機(6)為AT89C52，控制邏輯集成電路(5)為EPM7064S，所述輸入電路和輸出電路為光電隔離電路(4)；所述輸出電路還連接有發(fā)聲控制電路。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的靈敏素質自動測試儀，其特征為所述紅外線傳感器(3)包括反射式傳感器(9)和對射式傳感器，其中反射式傳感器(9)設置在測試場地的起跑區(qū)一側，對射式傳感器為分體的發(fā)射器(10)和接收器(11)，每一組對射式傳感器設置在各測試點及終點的到位線兩端。
4.根據(jù)權利要求3所述的靈敏素質自動測試儀，其特征為紅外線傳感器(3)的發(fā)射電路部分由BA5104集成電路、晶振455K、電容、電阻、三極管、穩(wěn)壓二極管、紅外發(fā)光二極管組成；紅外線傳感器(3)的接收電路部分包括含專用紅外線接收探頭HQA268的檢波放大電路和包含門電路的輸出控制電路。
5.根據(jù)權利要求4所述的靈敏素質自動測試儀，其特征為所述紅外線傳感器(3)的接收電路中，設有由穩(wěn)壓管、三極管、發(fā)光二極光管組成的感應指示電路。
6.根據(jù)權利要求3所述的靈敏素質自動測試儀，其特征為所述對射式傳感器的接收器(11)設置有檢波放大電路和控制輸出電路，其中檢波放大電路設有3～5組，通過插座連接到控制輸出電路。
專利摘要本實用新型公開了一種靈敏素質自動測試儀，它包括一臺帶單片機的主機及與之電連接的紅外線傳感器、發(fā)令鍵盤和顯示屏。主機內安裝有與單片機進行數(shù)據(jù)和控制交換的控制邏輯集成電路，該控制邏輯集成電路包括監(jiān)控模塊、計時模塊，主機內有輸入電路接收紅外線傳感信號和鍵盤信號，有輸出電路將測試數(shù)據(jù)輸出到顯示屏。采用本實用新型對考生進行測試，只需裁判一人操作，即可取代原有的發(fā)令員、計時員、司線員的全部職能，不僅工作效率大大提高，測試快捷，而且計時客觀準確，杜絕了人為差錯，有較大的推廣價值。
文檔編號G06F17/00GK2768670SQ200520050390
公開日2006年4月5日 申請日期2005年3月4日 優(yōu)先權日2005年3月4日
發(fā)明者蔡言詩 申請人:湖南師范大學