CN201239535Y

CN201239535Y - 霍尔型电子棋盘

Info

Publication number: CN201239535Y
Application number: CN 200820035838
Authority: CN
Inventors: 宋永祥
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-05-19
Filing date: 2008-05-19
Publication date: 2009-05-20
Anticipated expiration: 2018-05-19

Abstract

一种霍尔型电子棋盘，包括棋盘(1)，其特征是所述的棋盘(1)的下部安装有印刷电路板(4)，印刷电路板(4)上安装有磁极极性相反的霍尔元件组(5)，所有霍尔元件组(5)形成矩阵排列，所述矩阵中同一列上相同极性霍尔元件(6)的接地端并联相连，所述矩阵中同一列的两个不同极性的扫描控制端通过转换开关与公共扫描控制端相联接，所述矩阵同一行中所有霍尔元件的输出端与“与”门输入端相连，“与”门输出端即为扫描输出端，扫描输出端与计算机相连，全部霍尔元件(6)的电源端接电源正极。本实用新型具有结构简单，工作可靠，输入/输出为TTL信号等优点。可用于比赛和教学，且输出信号适宜于网络传送，为计算机在棋类活动中全面应用开创了条件。

Description

霍尔型电子棋盘

技术领域

本实用新型涉及一种基于霍尔元件开关特性的电子棋盘，用于检测棋盘上双方棋子的动态情况，以便计算机存储、处理。具体地说，是将弈棋过程数字化的一种电磁扫描装置。作为计算机的一种外围设备(数据输入装置)，其输出信号为BMP位图，可直接输入计算机。

背景技术

至今，在计算机上或在网络上下棋已是很寻常的了。但是，目前计算机在棋类活动中应用仅限于软件领域，缺少数据输入装置(硬件)。然而，用棋子在棋盘上下棋仍然是不可替代的、传统的方式，各种比赛仍沿用这一传统。即使象国际象棋“人机对弈”这种高级别比赛，“深蓝”计算机也只是进行数据处理和分析，数据输入还是依靠人工操作。

发明内容

本实用新型的目的是为计算机提供一种适用于棋类的数据输入装置(硬件)，设计一种可直接将弈棋过程数字化、结构简单可靠、成本低廉的基于霍尔元件开关特性的霍尔型电子棋盘。

本实用新型的技术方案是：

一种霍尔型电子棋盘，包括棋盘1，其特征是所述的棋盘1的下部安装有印刷电路板4，印刷电路板4上的与棋盘1表面的供对弈双方的带有N极磁极极性的棋子2和带有S极磁极极性的棋子3落子位置相对应位置处上下叠装有磁极极性相反的由两个霍尔元件6组成的霍尔元件组5，每块印刷电路板4上的霍尔元件组5的数量等于棋盘1上的双方棋子的落子方格或节点数的总和并形成矩阵排列，所述矩阵中同一列上相同极性霍尔元件6的接地端并联相连，所述矩阵中同一列的两个不同极性的扫描控制端通过转换开关与公共扫描控制端相联接，所述矩阵同一行中所有霍尔元件的输出端与“与”门输入端相连，“与”门输出端即为扫描输出端，扫描输出端与计算机相连，全部霍尔元件6的电源端接电源正极。

所述的由霍尔元件组(5)组成的矩阵可为9×10的象棋矩阵、8×8的国际象棋矩阵和19×19的围棋矩阵。

详述如下：

一种基于霍尔元件开关特性的电子棋盘，至少包括一对由开关型霍尔元件组成的、不同极性的矩阵(矩阵大小视棋类而定)，其特征是采用开关型霍尔元件作为检测元件，且器件正、反成对安装，构成两个不同极性的矩阵。电路的联接方式为：

a.同一列上相同极性霍尔元件的接地端并联成扫描控制端。

b.同一列两个不同极性的扫描控制端通过转换开关与公共扫描控制端(R0-R8)相联接，构成“页面选择”。

c.同一行中所有霍尔元件的输出端联接至“与”门输入端，与门的输出端即为扫描输出端(B0-B9)。

d.全部霍尔元件的电源端接电源正极。

e.页面选择指令SL(0/1)控制转换开关，以选择被扫描的页面。

f.扫描方式为逐行扫描，并行输出。

其中：

所述的页面选择指令SL(0/1)用来选择被扫描的页面。SL＝0，R0-R8与n0-n8相连接，输出的位图为N页。SL＝1，R0-R8与s0-s8相连接，输出的位图为S页。

所述的公共扫描控制端(R0-R8)为低电平有效。若SL＝0，当R0＝0时，第一列中所有N极性的霍尔元件的接地端接地，处于工作状态，其它各列的霍尔元件均处于关闭状态。R1＝0，则第二列中所有N极性的霍尔元件工作，依次类推。同样，SL＝1则扫描S页，由R0-R8来控制进行“逐行扫描”。

所述的“并行输出”，即为将同一行中所有霍尔元件的输出端为与门输入端相联接，与门的输出端即为扫描输出端(B0-B9)。每页扫描9列，每列扫描输出信号为10Bits，故每页输出信号为9×10Bits。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型“霍尔型电子棋盘”则作为计算机的外部设备(数据输入装置)，将弈棋过程数字化，数据由计算机自动读取，可实时记录对局全过程，并实时显示、自动翻译成棋谱，存盘保存。对于比赛场合，可减轻裁判和记录工作。对局结束，可立即可在屏幕上复盘和演示。

目前，棋赛实况转播采用电视摄像。若比赛采用电子棋盘，对弈过程可由计算机自动翻译成棋谱，不仅可存盘保存，且便于信息传送。以棋谱作为指令(例如，“车一进三”)来传送，一步棋仅仅几个字节，与电视画面的信息量相比简直是沧海一粟，适宜于网络传送。只需在指令接收以后，由接收方计算机恢复成相应的画面即可。除了比赛，电子棋盘对于教学工作亦大有帮助。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是霍尔元件的开关特性(关)示意图。

图3是霍尔元件的开关特性(开)示意图。

图4是霍尔元件的双向特性示意图。

图5是本实用新型具体实施例的电子棋盘的电原理示意图。

图6是与图5相配的中国象棋矩阵排列示意图。

图7是本实用新型输出信号的BMP位图示意图。

图8是本实用新型与计算机联接示意框图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型具体实施方式作进一步的说明。

如图1-8所示。

霍尔型电子棋盘是利用霍尔元件的开关特性来检测棋子位置的。图2-4为开关型霍尔元件工作示意图。开关型霍尔元件的特性为：1.开关特性：当磁铁7远离器件(距离大于作用范围)时，霍尔元件输出为高电平，如图2；当磁铁7靠近器件(距离小于作用范围)时，霍尔元件输出为低电平，如图3。2.双向特性：霍尔器件的正、反两面分别对不同磁极起作用(即一面对N极起作用，另一面对S极起作用)。如图4，因此，为配合电子棋盘工作，必须在所有棋子的底部嵌入磁片，且双方棋子的极性相反(一方N极向下，另一方S极向下)。同时，在棋盘的每一落子位置上正、反安装一对霍尔器件，如图1。霍尔器件必须与落子位置相对应，即在棋子的正下方(对于象棋和围棋，霍尔器件安装在方格的节点上，而国际象棋则安装在方格中央)。象棋电子棋盘为一9×10矩阵(9列10行)，共90个节点，需要180只霍尔器件。相同极性的90只器件组成一页，称为N页或S页，各代表一方。假设，黑方棋子的磁片为N极向下，红方棋子的磁片为S极向下，则N页代表黑方棋子的分布状况，S页代表红方棋子的分布状况。围棋和国际象棋与此类同，仅节点数量不同而已，围象为8×8矩阵，共64个节点；国际象棋为19×19矩阵，共371个节点。

图5为电子棋盘原理示意图。由页面选择指令SL(0/1)选择被扫描的页面(S页或N页)，逐行扫描，并行输出，得到该页的BMP位图，见图7。位图中“0”代表节点上有棋子，“1”代表节点上没有棋子。象棋的BMP位图为9×10Bits(国际象棋为8×8Bits，围棋则为19×19Bits)。为便于叙述，以象棋为例，并且给矩阵节点编号，节点号＝列号×10+行号(图中自上而下、从左到右进行编号，00-89)。N0和S0分别为N页和S页的起始位图(即对弈开始前的初始状态)。每走一步棋，得到新的位图Ni或Si，把行棋前的位图(Ni-1，Si-1)与行棋后的位图(Ni，Si)相应地进行比较，即可得到这一步棋的“起始位置”和“落子位置”以及“吃子”情况。由0变1为“起始位置”或“吃子位置”(本方位图对应为“起始位置”，对方则为“吃子位置”)；由1变0则为“落子位置”。围棋无“起始位置”，仅有“落子位置”和“吃子位置”。

需要说明的是，电子棋盘输出的是BMP位图，只代表棋子的分布状况，不能反映棋子的属性(“车”或“马”等)。对于象棋和国际象棋，每个棋子的不同属性则由软件功能来赋予的。举例说明如下：

图7中部的N1和S1则为黑方行棋“炮二平五”以后的位图，将N1和N0比较，得到节点12“由0变1”，为“起始位置”。节点42“由1变0”，为“落子位置”。初始状态下节点12上的棋子属性是黑“炮”，行棋后节点42上棋子的属性继承为黑“炮”，节点12(“起始节点”)上棋子的属性则为空节点，这由软件功能来“跟踪、传递”而实现的，也即棋子的属性是由程序赋予的。例如，初始状态下，节点00上棋子的属性为黑“车”，节点10上为黑“马”，节点89上为红“车”，依次类推。随着棋子的走动，棋子的属性从“起始节点”转移到“落子节点”(“起始节点”上棋子的属性则为空节点)，即“跟踪、传递”。图7下部的N2和S2则为红方走“马2进3”以后的位图，节点79“由0变1”，为“起始位置”。节点67“由1变0”，为“落子位置”。行棋前节点79上棋子的属性为红“马”，则行棋后节点67上棋子的属性为红“马”。

电路的联接方式为：

a.同一列上相同极性霍尔元件的接地端并联成扫描控制端。

d.全部霍尔元件的电源端接电源正极。

e.页面选择指令SL(0/1)控制转换开关，以选择被扫描的页面。

f.扫描方式为逐行扫描，并行输出。

一、本实用新型为一种基于霍尔元件开关特性的电子棋盘，采用开关型霍尔元件来检测棋盘上双方棋子的动态情况，故需要在棋子底部嵌装磁片，双方棋子的极性相反(一方磁片S极向下，一方磁片N极向下)，见图一。

二、本实用新型包括一对由开关型霍尔元件组成的、不同极性的矩阵，矩阵大小视棋类而定。其特征是采用开关型霍尔元件作为检测元件，且器件正、反成对安装，构成两个不同极性的矩阵，见图5。电子器件安装在印刷电路板上，印刷电路板则置于棋盘下方，见图1。霍尔元件的位置应该与棋子位置相对应，象棋和围棋，对应于棋盘方格的节点，国际象棋则对应于棋盘方格的中央。

三、电子棋盘的输入/输出信号均为TTL电平，见图8。以象棋为例，输入信号：10Bits，页面选择指令SL和扫描控制指令R0-R8。输出信号：10Bits，B0-B9。每页9×10Bits，如图7所示。

四、同一行中所有霍尔元件的输出端联接至“与”门输入端，与门的输出端即为扫描输出端(B0-B9)。“与”门可采用分立元件(二极管加上拉电阻)组成，如图5、6所示，也可采用数字逻辑电路或PLD可编程数字逻辑电路。

五、本实用新型“霍尔型电子棋盘”与电子计算机的联接见图8，计算机端口可酌情选用平行口或串行口。计算机指令通过辅助电路转换成相应的页面选择信号SL和扫描信号(R0-R8)。同时，将电子棋盘输出的10Bits数据(B0-B9)转换成相应的格式(平行或串行)，供计算机读取。

Claims

1、一种霍尔型电子棋盘，包括棋盘(1)，其特征是所述的棋盘(1)的下部安装有印刷电路板(4)，印刷电路板(4)上的与棋盘(1)表面的供对弈双方的带有N极磁极极性的棋子(2)和带有S极磁极极性的棋子(3)落子位置相对应位置处上下叠装有磁极极性相反的由两个霍尔元件(6)组成的霍尔元件组(5)，每块印刷电路板(4)上的霍尔元件组(5)的数量等于棋盘(1)上的双方棋子的落子方格或节点数的总和并形成矩阵排列，所述矩阵中同一列上相同极性霍尔元件(6)的接地端并联相连，所述矩阵中同一列的两个不同极性的扫描控制端通过转换开关与公共扫描控制端相联接，所述矩阵同一行中所有霍尔元件的输出端与“与”门输入端相连，“与”门输出端即为扫描输出端，扫描输出端与计算机相连，全部霍尔元件(6)的电源端接电源正极。

2、根据权利要求1所述的霍尔型电子棋盘，其特征是所述的由霍尔元件组(5)组成的矩阵为9×10的象棋矩阵、8×8的国际象棋矩阵或19×19的围棋矩阵。