CN112439188A - 儿童记忆训练益智游戏装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种儿童记忆训练益智游戏装置，包括8位状态机模块，信号随机模块，按键判断模块和计分模块。所述8位状态机模块由按键NEXT触发进行6个状态跳转，所述6个状态为设置的6个关卡，分别对应彩色LED的个数，第一个状态对应第一关卡对应一个彩色LED亮起，第二个状态对应第二关卡对应两个彩色LED亮起，以此类推，共设置6个关卡。

Description

儿童记忆训练益智游戏装置

技术领域

本发明涉及益智游戏领域，具体涉及数字电路技术，尤其是一种儿童记忆训 练益智游戏装置。

背景技术

记忆力是识记、保持、再认识和重现客观事物所反映的内容和经验的能力。 纵观当前幼儿玩具市场，尚缺少开发儿童记忆能力的玩具。然而记忆力是提高人 们学习和工作效率的重要因素之一，对孩子将来的发展至关重要。

本发明的目的为提高幼儿记忆力与手脑协调能力。

孩子的记忆多以无意识记为主，凡是直观、形象、有趣味、能引起孩子强烈 情绪体验的事和物大都能使他们自然而然地记住。因此，本作品以彩色LED和数 码管，蜂鸣器等工具，通过视觉，听觉，触觉等多种角度，全方面锻炼孩子的左 右脑协调能力，以充分发展孩子的无意识记和机械识记能力，促进孩子有意识记 和意义识记能力的发展。与此同时，也可以在一定程度上帮助成年人缓解生活压 力，增加生活情趣。

发明内容

本发明的功能是这样的：记忆类闯关游戏，欲实现6种不同难度的关卡，第 一关随机点亮led点阵钟的一个红灯，一秒左右后熄灭，需要玩家在led熄灭后， 成功按下之前被点亮led所对应的按键，若判断正确，数码管计一分，若判断错 误，蓝灯亮起，游戏立刻结束。同一关可重复触发多次随机信号，也可按下NEXT 按键，挑战下一关，(关卡数对应led被随机点亮的个数)，可多次累计分数。

本发明由四个大模块组成，分别是8位状态机模块，信号随机模块，按键判 断模块和计分模块。所述8位状态机模块由按键NEXT触发进行6个状态跳转， 所述6个状态为本发明设置的6个关卡，分别对应彩色LED的个数，第一个状 态对应第一关卡对应一个彩色LED亮起，第二个状态对应第二关卡对应两个彩 色LED亮起，以此类推，本发明共设置6个关卡。

所述信号随机模块通过按键NEXT将跳转后的8位状态置数给移位寄存器， 移位寄存器时钟端接20KHz时钟进行循环，由START按键触发送寄存器点亮 LED点阵。确保对应关卡点亮对应个数的彩色LED，但每次彩色LED点亮的位 置不同。单稳态电路接寄存器三态端，一秒后将寄存器输出置为高阻。

所述按键判断模块利用了与门后或门进行判断，将输出结果作为所述计分模 块的时钟端，触发触发器累加，进行计分。

附图说明

图1为本发明的系统框图。

图2为本发明的状态转换图。

图3为本发明状态跳转原理图。

图4为本发明数据循环电路原理图。

图5为方波产生电路原理图。

图6为单稳态电路原理图。

图7为按键判断设计原理图。

图8为积分模块设计原理图。

图9为本发明实物电路。

具体实施方式

参阅附图1，本发明由四个大模块组成，分别是8位状态机模块，信号随机 模块，按键判断模块和计分模块。

参阅附图2，本发明的状态转换图如图所示，共有6个状态，每个状态由8 位表示，利用74HC2738D触发器设计六个状态的时序电路。

所述D触发器逻辑为：Qn+1＝D

根据附图2状态转换图得到的状态转换表如表1所示：

表1状态转换表

根据状态表化简得表达式：

D1＝VCC

D2＝Q5

D3＝Q1

D4＝Q4

D5＝Q8

D6＝Q3

D7＝Q2

D8＝Q6

参阅附图3，由状态图得到状态表，并化简得到表达式，利用74HC2738D 触发器按照化简后的表达式连接，构成状态跳转电路。

参阅附图4，按键按下低电平时，74HC165把前级产生的状态置数，并将 Q7输出接反馈到SER串入端口，维持原来状态不变；Q7输出接74HC164串入 并处移位寄存器，时钟端接20KHz方波，让数据在寄存器中快速循环，开始按 键按下后，锁存到74HC3748D触发器中，点亮LED。

参阅附图5，NE555振荡产生方波。

所述NE555频率计算公式：F＝1/T＝1.44/(R1+2R2)*C

理论值计算结果为：

取R1＝1K,R2＝300K,C＝100pF

计算可得F＝23.9K

参阅附图6，NE555产生不可重复触发单稳态(低电平)，74HC04输出接 74HC374的OC端，高电平时374输出高阻态，LED熄灭。

产生脉宽：Tw＝RClnVcc/(Vcc-2/3Vcc)＝RCln3＝1.1RC

理论计算：取R＝50K,C＝22Uf，Tw＝1.21s

参阅附图7，判断正确产生时钟输出到下一级，判断错误蓝灯亮起表示游戏 结束。设按键状态为K，74HC273输出状态为S，判断正确为R，判断错误为W， 无输出结果为N。真值表如表2所示。

表2按键判断真值表

K	S	R	W	N
					0	0	0	0	1
0	1	0	0	1
					1	0	1	0	0
1	1	0	1	0

根据真值表，化简得到：

参阅附图8，利用74HC160十进制计数器产生十进制二进制，送74HC48译 码接共阴极数码管，时钟触发为前级按键判断正确输出，将第一级74HC160进 位端接非门接后级160时钟(160是满九进一)，当第一级计满10的时候触发下 一级时钟。

本发明实物电路如附图9所示，玩家开机时，在第一关随机点亮led点阵钟 的一个红灯，一秒左右后熄灭，需要玩家在led熄灭后，成功按下之前被点亮led 所对应的按键，若判断正确，数码管计一分，若判断错误，蓝灯亮起，游戏立刻 结束。同一关可重复触发多次随机信号，也可按下NEXT按键，挑战下一关，(关 卡数对应led被随机点亮的个数)，可多次累计分数。

本发明在实际运作过程中，人机交互友好，运行结果准确流畅。

本发明的保护内容不局限于以上实施例。在不背离发明构思的精神和范围下， 本领域技术人员能够想到的变化和优点都被包括在本发明中，并且以所附的权利 要求书为保护范围。

Claims (4)

1.一种儿童记忆训练益智游戏装置，其特征在于，包括8位状态机模块，信号随机模块，按键判断模块和计分模块。

2.如权利要求1所述的儿童记忆训练益智游戏装置，其特征在于，所述8位状态机模块由按键NEXT触发进行6个状态跳转，所述6个状态为设置的6个关卡，分别对应彩色LED的个数，第一个状态对应第一关卡对应一个彩色LED亮起，第二个状态对应第二关卡对应两个彩色LED亮起，以此类推，共设置6个关卡。

3.如权利要求1所述的儿童记忆训练益智游戏装置，其特征在于，所述信号随机模块通过按键NEXT将跳转后的8位状态置数给移位寄存器，移位寄存器时钟端接20KHz时钟进行循环，由START按键触发送寄存器点亮LED点阵。

4.如权利要求1所述的儿童记忆训练益智游戏装置，其特征在于，所述按键判断模块利用了与门后或门进行判断，将输出结果作为所述计分模块的时钟端，触发触发器累加，进行计分。

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