專利名稱：門球比賽無線遙控多功能計(jì)時(shí)裝置的制作方法
門球比賽無線遙控多功能計(jì)時(shí)裝置 技術(shù)領(lǐng)域 單片機(jī)及無線電遙控電子技術(shù)在門球比賽計(jì)時(shí)裝置中的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
目前國內(nèi)門球比賽多數(shù)由裁判員、教練員各手持門球表計(jì)時(shí)，此種 計(jì)時(shí)表有個(gè)人擊球8秒提醒、10秒鐘限時(shí)功能，但是只有持表者一人能看到液晶計(jì)時(shí)顯示， 分段報(bào)時(shí)(15、10、5)分鐘為音量不大的啲啲聲，沒有語音播報(bào)功能。最近出現(xiàn)了有語音報(bào) 時(shí)門球鐘，但不具備個(gè)人10秒限時(shí)播報(bào)，也沒有遙控功能。特別是10秒限時(shí)，多數(shù)人因看 不見顯示，聽不到聲音，不知裁判何時(shí)開始10秒計(jì)時(shí)，什么時(shí)間到，易造成裁判與教練(或 隊(duì)員)之間的矛盾。為此，門球比賽時(shí)很需要有一個(gè)統(tǒng)一的，全門球場大家都能看的見、聽 得到的分段計(jì)時(shí)播報(bào)和個(gè)人限時(shí)播報(bào)的顯示的計(jì)時(shí)裝置。由于裁判隨擊球員全場走動(dòng)，面 向方向不固定，裁判手中需要用微型無方向性的無線遙控器。本裝置用臺(tái)灣凌陽大學(xué)的 SPCE061A 16位單片機(jī)加部分外圍部件，用C語言編寫軟件功能程序，發(fā)明了門球比賽多功 能無線遙控計(jì)時(shí)裝置，實(shí)現(xiàn)了門球比賽計(jì)時(shí)分段語音播報(bào)、大尺寸顯示和無線遙控功能。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為“門球比賽多功能無線遙控計(jì)時(shí)裝置”。使用了功能較強(qiáng)的 16位單片機(jī)SPCE061A，內(nèi)含32K程序存儲(chǔ)器、2K數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、兩個(gè)16位可編程計(jì)時(shí)/計(jì)數(shù) 器、兩個(gè)16位可編程I/O 口，兩路10位D/A，帶有看門狗，保證CPU不死機(jī)。用計(jì)時(shí)器實(shí)現(xiàn) 1秒時(shí)間源，再通過軟件實(shí)現(xiàn)年、月、日、時(shí)、分、秒的功能。⑶4511接在I/O 口 LED之間用作 顯示數(shù)據(jù)的譯碼、鎖存、驅(qū)動(dòng)，后接大尺寸LED顯示時(shí)間。裝置作為日歷時(shí)鐘時(shí)，6位數(shù)碼管 由高至低顯示時(shí)、分、秒；作為門球比賽計(jì)時(shí)裝置時(shí)，數(shù)碼管后4位顯示自開始后的剩余時(shí) 間的分、秒。高2位顯個(gè)人擊球10秒限時(shí)。語音放大電路用凌陽SPY0030，輸入接MCU的 DA1，輸出接高靈敏的高音喇叭，目的是SPY0030800mw的輸出全球場都能聽得到。通過計(jì)算 機(jī)軟件編程，實(shí)現(xiàn)了日歷時(shí)鐘和門球比賽計(jì)時(shí)分時(shí)段語音播報(bào)及顯示。用面板上的按鍵可 以控制比賽開始、計(jì)時(shí)暫停、繼續(xù)和個(gè)人擊球10秒限時(shí)開始、8秒提醒、10秒限時(shí)到語音播 報(bào)，如10秒到之前已將球擊出，可按清除鍵清除10秒限時(shí)。手持無線發(fā)射器(KS-2T)發(fā)出 的控制信號(hào)傳到接收電路(KS-2R)，譯碼后送并接到相應(yīng)按鍵接口。裁判員手持遙控器在球 場內(nèi)任意地點(diǎn)實(shí)現(xiàn)上述同樣的操作。手持微型無線遙控器及遙控接收譯碼模塊收、發(fā)使用315兆赫茲頻率。收、發(fā)必須 是同頻、同地址?？捎?56個(gè)編址供選。當(dāng)在一處有多個(gè)場地同時(shí)比賽時(shí)，不同場地用不同 地址加以區(qū)分，不會(huì)造成相互干擾。接收譯碼輸出與遙控器上的按鍵是一一對(duì)應(yīng)的將這些 輸出接到與之相對(duì)應(yīng)的按鍵上，這樣就達(dá)到在遙控器上按鍵與在裝置面板上按鍵起到同樣 的作用。裝置電源內(nèi)設(shè)9V4. 5AH蓄電池，外加 220V/12V充電器，達(dá)到交直流兩用的目的。 將蓄電池輸出的9V用LM7805穩(wěn)壓5V，供單片機(jī)外圍電路用，SPY0029使5V穩(wěn)壓到3. 3V供 MCU用。交流電用有12V直流輸出的充電器對(duì)設(shè)備內(nèi)蓄電池充電，交直流兩用。時(shí)間顯示與 門球比賽時(shí)間顯示數(shù)碼管共用。6位數(shù)碼管由左至右為時(shí)、分、秒各兩位。比賽時(shí)右4位顯 示分、秒，左兩位顯示個(gè)人擊球計(jì)時(shí)秒數(shù)。單片機(jī)程序用C語言編制，祥見附圖5主程序原 理框圖。門球比賽多功能無線遙控計(jì)時(shí)裝置的特點(diǎn)是具備日厲時(shí)鐘功能有年、月、日語音播報(bào)和時(shí)、分、秒的語音播報(bào)及數(shù)字顯示功能。1)門球比賽預(yù)置30分鐘，報(bào)出“比賽開始”后進(jìn)行倒計(jì)時(shí)顯示，分時(shí)段播報(bào)“還有 15分鐘”，“還有10分鐘”，“還有5分鐘”，時(shí)間減為0分、0秒時(shí)報(bào)出“比賽時(shí)間到”，比賽結(jié)
束ο2)具有個(gè)人擊球10秒限時(shí)功能，為了適應(yīng)老年人門球的特點(diǎn)放寬2秒，增加了 10 秒和12秒任意選擇的功能。裁判按下個(gè)人擊球10(12)秒限時(shí)鍵后，高音喇叭放出一“啲 “聲，告知擊球者10(12)秒計(jì)時(shí)已開始，過8(10)秒時(shí)語音報(bào)出“8(19)秒”提醒，到10(12) 秒時(shí)語音報(bào)出“10(12)秒”。若裁判員已啟動(dòng)10秒限時(shí)而球員在限時(shí)到前已完成擊球，為 不讓限時(shí)報(bào)出，及報(bào)出，及時(shí)按下清除鍵清除擊球限時(shí)，便不再有語音播報(bào)，同時(shí)清除數(shù)碼 顯示。語音播報(bào)的聲音全場都能聽得到，這也是本裝置的特點(diǎn)之一。3)裝置可以用面板上的按鍵操作日歷時(shí)鐘設(shè)置、播報(bào)、顯示，門球比賽開始計(jì)時(shí)、 計(jì)時(shí)暫停/繼續(xù)、個(gè)人擊球計(jì)時(shí)開始、計(jì)時(shí)復(fù)位。裁判員可以在比賽場地的任意地點(diǎn)無方向 要求，用手持微型無線遙控器進(jìn)行比賽開始、計(jì)時(shí)暫停/繼續(xù)、個(gè)人擊球10秒限時(shí)開始、清 除操作。這也是本裝置的最大特點(diǎn)。


附圖1是門球比賽多功能無線遙控計(jì)時(shí)裝置原理框圖，該圖從總體上 說明了裝置主機(jī)硬件上各部分之間的關(guān)系；附圖2是門球比賽多功能無線遙控計(jì)時(shí)裝置遙 控器的原理框圖(KS-2T無線遙控器原理框圖)，附圖3門球比賽多功能無線遙控計(jì)時(shí)裝置 原理圖(一)，說明了 MCU與外圍電路語音電路SPY0030及I/O 口之間的接線關(guān)系，直流電 源接線圖，PROBE是軟件開發(fā)仿真接口 ；附圖4門球比賽多功能無線遙控計(jì)時(shí)裝置原理框圖 (二)，說明了 LED顯示及按鍵接口的原理接線圖；附圖5是主程序原理框圖，說明了主程序 的基本流程及其基本功能。附圖3、附圖4圖上標(biāo)注有元器件的型號(hào)、規(guī)格、數(shù)量，各器件之 間的關(guān)系和具體接線，兩圖I/O 口之間使用扁平電纜連接。進(jìn)一步說明如下MPU SPCE061A位臺(tái)灣凌陽大學(xué)16位單片機(jī)。內(nèi)含32K程序存儲(chǔ)器、2K數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 器、兩個(gè)16位可編程計(jì)時(shí)/計(jì)數(shù)器、兩個(gè)16位可編程I/O 口，兩路10位D/A，一個(gè)帶有看門 狗。用計(jì)時(shí)器及其中功能實(shí)現(xiàn)1秒時(shí)間源，再通過軟件實(shí)現(xiàn)年、月、日、時(shí)、分、秒的功能。如 圖所示，MCU的I/O 口 B 口低8位用于要顯示數(shù)碼的數(shù)據(jù)輸出。其中的位0-3送到1、3、5位 LED，位4-7送2、4、6位LED。在I/O 口與LED之間用4511電路作為譯碼、鎖存、驅(qū)動(dòng)，輸出 接LED段碼引腳。I/O 口 B 口位8-10位控制6位LED選通。LED用1. 8時(shí)共陰極數(shù)碼管。 語音放大電路用凌陽SPY0030，輸入接MCU的DA1，輸出接高靈敏的高音喇叭。手持微型無 線遙控器及遙控接收譯碼模塊收、發(fā)均用315兆赫茲頻率，收、發(fā)必須是同頻、同地址。可有 256個(gè)編址供選用，當(dāng)在一處有多個(gè)場地同時(shí)比賽時(shí)，不同場地用不同地址加以區(qū)分(當(dāng)然 也可以使用不同的頻率)，不會(huì)造成相互干擾。接收譯碼輸出與遙控器上的按鍵是一一對(duì) 應(yīng)的將這些輸出接到與之相對(duì)應(yīng)的按鍵上，這樣就達(dá)到在遙控器上按鍵與在裝置面板上按 鍵起到同樣的作用。用作日歷時(shí)鐘時(shí)，數(shù)碼管低2位顯示秒，中2位顯示分，高2位顯示時(shí)， 比賽時(shí)高2位顯示個(gè)人10 (12)秒限時(shí)，低4位顯示分、秒。A 口低8位作為鍵盤輸入口和遙 控信號(hào)輸入口。遙控信號(hào)輸出與機(jī)上按鍵輸出信號(hào)兩兩對(duì)應(yīng)并接在A 口的相應(yīng)引腳上，達(dá) 到遙控按鍵與機(jī)上按鍵起到同樣的作用。語音放大電輸出可達(dá)800mw，使用號(hào)角式高音喇叭 都能聽到的效果，R9電位器控制輸出音量。所需語音文件是在普通微機(jī)上，用錄音軟件錄入，再進(jìn)行語音壓縮完成的。單片機(jī)程序用C語言編制，程序流程如附圖5所示。計(jì)時(shí)器0. 5秒中斷一次，時(shí)間秒、分、時(shí)、日、月、 年由軟件實(shí)現(xiàn)。Kl為日歷時(shí)鐘與門球計(jì)時(shí)功能選擇開關(guān)，Kl打在日歷時(shí)鐘一邊，AJl點(diǎn)按后播報(bào) 并顯示的是當(dāng)前時(shí)間時(shí)、秒。常按AJl進(jìn)入日期與時(shí)間的設(shè)置，先日期后時(shí)間。此時(shí)AJ2為 加1鍵，AJ3為減1鍵。Kl打在門球計(jì)時(shí)一邊，AJ2門球比賽準(zhǔn)備，初置30分，按下AJ3，播 報(bào)“比賽開始”，顯示由30分開始倒計(jì)時(shí)，開始倒計(jì)時(shí)，再按AJ3暫停計(jì)時(shí)，再按一次又繼續(xù)。 AJ4按下10秒計(jì)時(shí)開始，AJ5按下10秒計(jì)時(shí)清除。K2為10秒或12秒選擇開關(guān)。門球比 賽開始后，進(jìn)行到15分時(shí)播報(bào)“還有15分鐘”，進(jìn)行到20分時(shí)播報(bào)“還有10分鐘”，進(jìn)行到 25分時(shí)播報(bào)“還有5分鐘”，到30分鐘(即減為0時(shí))，播報(bào)“比賽時(shí)間到”。手持微型無線 遙控器為KS-2T型遙控器，接收模塊為KS-2R。遙控器上有A、B、C、D四個(gè)按鍵，A、B、C對(duì)應(yīng) 面按鍵AJ3、AJ4、AJ5。所以，可以用遙控器在賽場內(nèi)任意地點(diǎn)遙控操作比賽開始、比賽計(jì)時(shí) 暫停/繼續(xù)、10秒計(jì)時(shí)開始、10秒計(jì)時(shí)清除。K3是5V電源開關(guān)。MIC在本裝置上未用。
具體實(shí)施例方式附圖1、附圖2是裝置原理框圖，附圖3、附圖4是裝置的原理接線 圖，圖中給出了個(gè)功能器件的型號(hào)、數(shù)量、與其它器件之間的聯(lián)系。MCU SPCE0061A有兩個(gè)16 位可編程并行接口，A 口和B 口。⑶4511介于B 口與⑶4511之間，用于輸出數(shù)據(jù)的譯碼、鎖 存、驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管。B 口中低8位輸出要顯示的數(shù)據(jù)，其中的位0-3送到⑶4511U1、U3、U5，位 4-7送U2、U4、TO。B 口高8位中的位8-10控制Ul-TO選通。CD4511輸出接LED的相應(yīng)管 腳。I/O 口與⑶4511之間用扁電纜連接。6位數(shù)碼管用1.8時(shí)共陰極管。時(shí)間顯示與門球 比賽時(shí)間顯示數(shù)碼管共用。6位數(shù)碼管由左至右為時(shí)、分、秒各兩位。比賽時(shí)右4位顯示比 賽計(jì)時(shí)分、秒，左兩位顯示個(gè)人擊球10(12)秒計(jì)時(shí)秒數(shù)。語音放大器(SPY0030)輸入接MCU的DAl，輸出可達(dá)800mw，接號(hào)角式高音喇叭，使 全場都能聽到的效果，R9電位器控制輸出音量。A 口低8位作為鍵盤及開關(guān)輸入口。遙控信號(hào)輸出與機(jī)上按鍵輸出信號(hào)兩兩對(duì)應(yīng) 并接在A 口的相應(yīng)引腳上，達(dá)到遙控按鍵與機(jī)上按鍵起到同樣的作用。遙控模塊KS-2T和 KS-2R之間為315MHZ無線通信。接收與發(fā)送必須是同頻、同地址。收、發(fā)兩模塊都有8位二 進(jìn)制編址腳，可有256種不同的編址。一般單場地使用不用動(dòng)它就能保證收、發(fā)同地址。在 同一地有多個(gè)場地同時(shí)進(jìn)行比賽時(shí)，在不改變頻率的情況下可通過改變址防止不同場地間 的干擾。具體做法使某些地址接腳接高電平或低電平，就能產(chǎn)生地址的不同。遙控接收譯 碼后接A 口接腳上，使遙控器按鍵與裝置面板控制按鍵控制功能相一至。Kl是日歷時(shí)鐘還 是門球比賽計(jì)時(shí)裝置的選擇開關(guān)，K2是個(gè)人擊球限時(shí)10秒或12秒的選擇開關(guān)，K3是直流 電源開關(guān)。主機(jī)采用交直流供電。主機(jī)箱中設(shè)一 9V 4.5AH蓄電池，外設(shè)220V變12V直流充 電器。用LM7805穩(wěn)壓塊將9V穩(wěn)壓到5V供外圍器件LED、CD4511等用。再用SPY0029穩(wěn)壓 塊將5V穩(wěn)壓到3. 3V MCU用。遙控發(fā)送模塊12V 8號(hào)干電池供電。有了硬件設(shè)施，還要有單片機(jī)軟件。附圖5是單片機(jī)主程序流程圖。語音壓縮文件 事先做好的，用錄音軟件cool edit 2.0錄制，用compress tool壓縮。編制C語言程序的 應(yīng)用軟件，編譯后連同語音軟件一起裝入MCU程序存儲(chǔ)器中，就可實(shí)現(xiàn)本裝置的全部功能。 為了程序運(yùn)行中不死機(jī)，要啟動(dòng)MCU中的看門狗，還要在程續(xù)的適當(dāng)?shù)胤郊尤胛构烦绦颉?br> 權(quán)利要求
門球比賽多功能無線遙控計(jì)時(shí)裝置。使用了功能較強(qiáng)的16位單片機(jī)(SPCE061A)通過計(jì)算機(jī)軟件編程，實(shí)現(xiàn)了日歷時(shí)鐘和門球比賽計(jì)時(shí)分時(shí)段(比賽開始、15分、10分、5分、比賽間到)和個(gè)人擊球10(12)秒限時(shí)語音播報(bào)。特別解決了以往門球比賽中沒有全場都能聽得到的10秒計(jì)時(shí)語音播報(bào)和無線遙控功能的門球比賽用計(jì)時(shí)裝置。
2.具有無線遙控功能根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種門球比賽多功能無線遙控計(jì)時(shí)裝 置，應(yīng)用KS-2T和KS-2R無線遙控模塊，實(shí)現(xiàn)了門球裁判員到比賽全場任意地點(diǎn)，向任意方 向發(fā)送遙控命令，裝置都能收到并進(jìn)行比賽開始、計(jì)時(shí)暫停/繼續(xù)和個(gè)人擊球限時(shí)開始和 提示，語音播報(bào)及限時(shí)取消。
3.個(gè)人擊球限時(shí)10秒和12秒兩種，能分擋選擇。
全文摘要
本發(fā)明為“門球比賽無線遙控多功能計(jì)時(shí)裝置”。使用16位單片機(jī)，語音功放，高音喇叭、大尺寸LED和手持無線收發(fā)射器等外圍接口。通過計(jì)算機(jī)軟件編程，實(shí)現(xiàn)了日歷時(shí)鐘和門球比賽自動(dòng)計(jì)時(shí)。按規(guī)則要求自動(dòng)播報(bào)“比賽開始”，“還有15分鐘”，“還有10分鐘”，“還有5分鐘”，“比賽時(shí)間到”。本裝置還具有個(gè)人擊球10秘限時(shí)語音播報(bào)及顯示功能。為了適應(yīng)老年人門球比賽的特點(diǎn)，增加一個(gè)10秒、12秒可選功能。裁判利用手持搖控器存場內(nèi)任意地點(diǎn)無方向限制的控制比賽計(jì)時(shí)開始、時(shí)間暫停/繼續(xù)，個(gè)人擊球10秒限時(shí)計(jì)時(shí)操作。高聲喇叭放出的音全場都能聽到LED顯示全場都能看到。
文檔編號(hào)G07C1/28GK101937582SQ20091006530
公開日2011年1月5日 申請日期2009年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月29日
發(fā)明者呂修啟, 王磊 申請人:王磊;呂修啟