CN206657214U - 一种乒乓球练习桌智能控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型主要涉及体育训练领域，更具体地，涉及一种乒乓球练习桌智能控制系统。乒乓球练习桌智能控制系统的按键控制、红外测距模块、时钟模块、压力检测模块的输出端连接着单片机的输入端；电源模块的输出端连接着单片机的输入端；单片机的输出端连接着电机驱动模块、声光报警模块、液晶显示模块的输入端；电机驱动模块的输出端连接着升降电机的输入端；计数器的输出端连接着单片机的输入端。本实用新型一种乒乓球练习桌智能控制系统，通过按键模块输入控制信号，控制乒乓球桌的升降，红外测距模块检测乒乓球桌的升降高度，实现球桌高度的闭环控制；在打球的过程中，压力检测模块检测球落到桌面的信号，计数器统计球落到桌面的个数。

Description

一种乒乓球练习桌智能控制系统

技术领域

本实用新型主要涉及体育训练领域，更具体地说，涉及一种乒乓球练习桌智能控制系统。

背景技术

乒乓球作为中国的国球，已经发展成为了全民运动。一些父母让在孩子3、 4岁时，开始练习乒乓球的，既能强身健体，也可以培养孩子的兴趣。由于练习乒乓球的人，身高参差不齐，乒乓球桌的高度要与打球人的身高相称，普通的乒乓球桌高度是固定的，孩子想要打球，需要特殊的乒乓球桌上。为了解决这个问题，设计了一种乒乓球练习桌智能控制系统，可以调节乒乓球桌的高度，统计球落到球桌上的次数。

实用新型内容

本实用新型主要解决的技术问题是提供一种乒乓球练习桌智能控制系统，通过按键模块输入控制信号，控制乒乓球桌的升降，红外测距模块检测乒乓球桌的升降高度，实现球桌高度的闭环控制；在打球的过程中，压力检测模块检测球落到桌面的信号，计数器统计球落到桌面的个数。

为解决上述技术问题，本实用新型一种乒乓球练习桌智能控制系统包括按键控制、红外测距模块、时钟模块、压力检测模块、电源模块、单片机、电机驱动模块、升降电机、声光报警模块、液晶显示模块、计数器，通过按键模块输入控制信号，控制乒乓球桌的升降，红外测距模块检测乒乓球桌的升降高度，实现球桌高度的闭环控制；在打球的过程中，压力检测模块检测球落到桌面的信号，计数器统计球落到桌面的个数。

其中，所述按键控制的输出端连接着单片机的输入端；所述红外测距模块的输出端连接着单片机的输入端；所述时钟模块的输出端连接着单片机的输入端；所述压力检测模块的输出端连接着单片机的输入端；所述电源模块的输出端连接着单片机的输入端；所述单片机的输出端连接着电机驱动模块的输入端；所述电机驱动模块的输出端连接着升降电机的输入端；所述单片机的输出端连接着声光报警模块的输入端；所述单片机的输出端连接着液晶显示模块的输入端；所述计数器的输出端连接着单片机的输入端。

作为本实用新型的进一步优化，本实用新型一种乒乓球练习桌智能控制系统所述单片机采用AT89C51单片机。

作为本实用新型的进一步优化，本实用新型一种乒乓球练习桌智能控制系统所述红外测距模块包括红外测距模块和模数转换模块，其中，红外测距模块采用GP2D12模块，模数转换模块采用ADC0809模数转换芯片。

作为本实用新型的进一步优化，本实用新型一种乒乓球练习桌智能控制系统所述时钟模块采用DS1302时钟芯片。

作为本实用新型的进一步优化，本实用新型一种乒乓球练习桌智能控制系统所述压力检测模块采用电阻应变片称重传感器，额定载荷为200kg。

作为本实用新型的进一步优化，本实用新型一种乒乓球练习桌智能控制系统所述驱动模块采用THB7218芯片。

作为本实用新型的进一步优化，本实用新型一种乒乓球练习桌智能控制系统所述液晶显示模块采用LCD1602液晶显示屏。

控制效果：本实用新型一种乒乓球练习桌智能控制系统，通过按键模块输入控制信号，控制乒乓球桌的升降，红外测距模块检测乒乓球桌的升降高度，实现球桌高度的闭环控制；在打球的过程中，压力检测模块检测球落到桌面的信号，计数器统计球落到桌面的个数。

附图说明

下面结合附图和具体实施方法对本实用新型做进一步详细的说明。

图1为本实用新型一种乒乓球练习桌智能控制系统的硬件结构图。

图2为本实用新型一种乒乓球练习桌智能控制系统的单片机的电路图。

图3为本实用新型一种乒乓球练习桌智能控制系统的红外测距模块的电路图。

图4为本实用新型一种乒乓球练习桌智能控制系统的时钟模块的电路图。

图5为本实用新型一种乒乓球练习桌智能控制系统的按键控制的电路图。

图6为本实用新型一种乒乓球练习桌智能控制系统的电源模块的电路图。

图7为本实用新型一种乒乓球练习桌智能控制系统的声光报警模块的电路图。

图8为本实用新型一种乒乓球练习桌智能控制系统的计数器的电路图。

图9为本实用新型一种乒乓球练习桌智能控制系统的液晶显示模块的电路图。

图10为本实用新型一种乒乓球练习桌智能控制系统的电机驱动模块、升降电机的电路图。

具体实施方式

具体实施方式一：

结合图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10说明本实施方式，本实施方式所述一种乒乓球练习桌智能控制系统包括按键控制、红外测距模块、时钟模块、压力检测模块、电源模块、单片机、电机驱动模块、升降电机、声光报警模块、液晶显示模块、计数器，通过按键模块输入控制信号，控制乒乓球桌的升降，红外测距模块检测乒乓球桌的升降高度，实现球桌高度的闭环控制；在打球的过程中，压力检测模块检测球落到桌面的信号，计数器统计球落到桌面的个数。

其中，所述按键控制的输出端连接着单片机的输入端，按键控制采用独立按键，按键控制包括5个按键，按键S2、S3、S4控制时间信号，控制定时时间并统计乒乓球桌面上球落下的次数，按键S5、S6控制电机正反转，实现乒乓球桌面的升降，按键控制的S2、S3、S4、S5、S6引脚与单片机的P5.3、P5.4、P5.5、 P5.6、P5.7引脚相连接。

所述红外测距模块的输出端连接着单片机的输入端，红外测距模块包括红外测距模块和模数转换模块，红外测距模块安装在乒乓球桌底部，在乒乓球桌移动的过程中，红外测距检测乒乓球桌距离地面的距离，将检测到的距离传送到单片机，单片机输出到显示模块进行显示，实现乒乓球桌高度的闭环控制，红外测距模块采用GP2D12模块，模数转换模块采用ADC0809模数转换芯片。红外测距模块由一个红外发射管和一个PSD及外围电路组成，红外发射管(安装在乒乓球桌底部)发射的光束，遇到障碍物(地面)反射回来，落在PSD上，构成一个等腰三角形，借助于PSD可以测得三角形的底，而两个底角是固定的，由发射管确定，此时便可通过底边推算出高，得出的距离模拟信号通过VO引脚传送到模数转换模块的IN0引脚；模数转换模块采用ADC0809模数转换芯片，模数转换模块将接收到的距离模拟信号转换成数字信号，将数字信号传送到单片机，单片机对数字信号进行处理，模数转换模块将模拟距离长度信号转换成二进制的数字信号，通过8个数据输出端D0、D1、D2、D3、D4、D5、D6、 D7按位传输信号到单片机中，START为转换启动信号。当START上跳沿时，所有内部寄存器清零；下跳沿时，开始进行A/D转换；在转换期间，START应保持低电平。EOC为转换结束信号，当EOC为高电平时，表明转换结束；否则，表明正在进行A/D转换。OE为输出允许信号，用于控制三条输出锁存器向单片机输出转换得到的数据。OE＝1，输出转换得到的数据；OE＝0，输出数据线呈高阻状态。CLK为时钟输入信号线。模数转换模块的数据线D0、D1、 D2、D3、D4、D5、D6、D7分别与单片机的P1.7、P1.6、P1.5、P1.4、P1.3、 P1.2、P1.1、P1.0引脚相连接，EOC、OE、START、CLK、ALE为模数转换模块的控制引脚，分别与单片机的P3.0、P3.1、P3.2、P3.3、P3.4引脚相连接。

所述时钟模块的输出端连接着单片机的输入端，时钟模块采用DS1302时钟芯片，时钟芯片为乒乓球桌智能控制系统提供标准时间信号，DS1302时钟芯片的通讯接口有3个口线组成，即RST、SCLK、I/O，其中RST从低电平变成高电平启动一次数据传输过程，SCLK是时钟线，I/O是数据线，DS1302时钟芯片的3个口线，RST口与单片机的P3.7引脚相连接，SCLK口与单片机的P3.5引脚相连接，I/O口与单片机的P3.6引脚相连接。

所述压力检测模块的输出端连接着单片机的输入端，压力检测模块采用电阻应变片称重传感器，额定载荷为200kg，压力检测模块通过放置在桌面中不同点的电阻应变片称重传感器检测桌面上不同点受到的压力信号，当乒乓球落在桌面上时，压力检测模块检测到压力信号传送到单片机，传感器电路所采用的是全桥电路，有四个电阻应变片，电阻应变式压力传感器主要由弹性体、电阻应变片电缆线等组成，内部线路采用惠更斯电桥，当弹性体承受载荷产生形变时，电阻应变片(转换元件)受到拉伸或压缩应变片变形后，它的阻值将发生变化(增大或减小)，从而使电桥失去平衡，产生相应的差动信号，供后续电路测量和处理。传感器电路产生的差动信号比较微弱，需要通过放大器将微弱的信号进行放大后传送到单片机进行处理，压力检测模块的OUTA引脚与单片机的P0.7引脚相连接。

所述电源模块的输出端连接着单片机的输入端，电源模块用于为乒乓球练习桌智能控制系统进行供电，通过电源模块将标准220V电源进行降压、滤波、稳压等处理，从VCC口输出15V电源为单片机进行供电。

所述单片机的输出端连接着电机驱动模块的输入端，驱动模块采用 THB7218芯片，驱动模块采用双全桥MOSFET驱动，驱动的步进电机为两相四线制步进电机，由于单片机的端口输出的高电平电压较小，不能够控制升降电机进行运转，也不能控制电机运转方向，单片机输出信号到驱动芯片控制电机的运转、运动方向，其中，EN为脱机信号控制端，CW/CCW为正/反转信号输入端，VREF为电流设定端，M1、M2、M3为细分设置端，CLK为脉冲信号输入端，VCC为电源端，单片机的P4.0、P4.1、P4.2、P4.3、P4.4、P4.5、P4.6、 VCC引脚与驱动模块的CW/CCW、EN、VREF、M1、M2、M3、CLK、VCC 引脚相连接，控制电机的正反转及运转时间。

所述电机驱动模块的输出端连接着升降电机的输入端，升降电机采用两相四线制步进电机，驱动模块通过OUT1A、OUT2A、OUT1B、OUT2B口输出信号控制升降电机进行运转。

所述单片机的输出端连接着声光报警模块的输入端，声光报警模块采用扬声器和LED，当电机控制乒乓球桌上升到最高点或下降到最低点时，声光报警模块发出声音进行报警提醒，DS1点亮，扬声器响起，达到声光报警功能。单片机P4.7脚输出高电平到声光报警模块的DATA2端口时，DS1点亮，并且三极管导通，扬声器也发出声响。

所述单片机的输出端连接着液晶显示模块的输入端，液晶显示模块显示时钟模块提供的时间信号及计数器统计的个数，液晶显示模块采用LCD1602液晶显示屏，液晶显示模块的数据端DB0、DB1、DB2、DB3、DB4、DB5、DB6、 DB7与单片机的P2.0、P2.1、P2.2、P2.3、P2.4、P2.5、P2.6、P2.7引脚相连接，用来显示数据；液晶显示模块的RS端(RS为寄存器选择，高电平1时选择数据寄存器、低电平0时选择指令寄存器)与单片机的P0.2引脚相连接，用来控制数据命令；液晶显示模块的RW端(RW为读写信号线，高电平1时进行读操作，低电平0时进行写操作)与单片机的P0.3引脚相连接，用来控制读写操作；液晶显示模块的使能端E(E端为使能端)与单片机的P0.4引脚相连接；单片机的P5.0、 P5.1、P5.2引脚用于控制显示模块中的数码管的选通状态。

所述计数器的输出端连接着单片机的输入端，计数器采用74160芯片，计数器统计压力检测模块检测到的压力信号的个数，计数器的QA、QB、QC、QD 端与控制模块的P0.0、P0.1、P0.2、P0.3引脚相连接。

具体实施方式二：

结合图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10说明本实施方式，所述单片机采用AT89C51单片机。所述AT89C51单片机从它内部的硬件到软件都有一套完整的按位操作系统，片内RAM区间还特别开辟了一个双重功能的地址区间，十六个字节，单元地址20H～2FH，它既可作字节处理，也可作位处理。51单片机的I/O脚的设置和使用非常简单，当该脚作输入脚使用时，只须将该脚设置为高电平(复位时，各I/O口均置高电)。当该脚作输出脚使用时，则为高电平或低电平均可。

具体实施方式三：

结合图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10说明本实施方式，所述红外测距模块包括红外测距模块和模数转换模块，其中，红外测距模块采用GP2D12模块，模数转换模块采用ADC0809模数转换芯片。GDP2D12模块是由一个红外发射管和一个PSD以及相应的计算电路构成，Sharp公司的PSD很有特色，它可以检测到光点落在它上面的微小位移，分辨率达微米，GP2D12正是利用这个特性实现了几何方式测距。ADC0809是美国国家半导体公司生产的CMOS工艺 8通道，8位逐次逼近式A/D模数转换器。其内部有一个8通道多路开关，它可以根据地址码锁存译码后的信号，只选通8路模拟输入信号中的一个进行A/D 转换。

具体实施方式四：

结合图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10说明本实施方式，所述时钟模块采用DS1302时钟芯片。DS1302是美国DALLAS公司推出的一种高性能、低功耗、带RAM的实时时钟电路，它可以对年、月、日、周、时、分、秒进行计时，具有闰年补偿功能，工作电压为2.5V～5.5V。采用三线接口与CPU进行同步通信，并可采用突发方式一次传送多个字节的时钟信号或RAM数据。DS1302内部有一个31×8的用于临时性存放数据的RAM寄存器。

具体实施方式五：

结合图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10说明本实施方式，所述压力检测模块采用电阻应变片称重传感器，额定载荷为200kg。电阻应变式压力传感器主要由弹性体、电阻应变片电缆线组成，内部线路采用惠更斯电桥，当弹性体承受载荷产生变形时，电阻应变片(转换元件)受到拉伸或压缩应变片变形后，它的阻值将发生变化(增大或减小)，从而使电桥失去平衡，产生相应的差动信号，供后续电路测量和处理。

具体实施方式六：

结合图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10说明本实施方式，所述驱动模块采用THB7218芯片。THB7128是一款专业的两相步进电机驱动芯片。它内部集成了细分、电流调节、CMOS功率放大等电路，配合简单的外围电路即可实现高性能、多细分、大电流的驱动电路。适合驱动42、57型两相、四相混合式步进电机。在低成本、低振动、小噪声、高速度的设计中应用效果较佳。

本实用新型一种乒乓球练习桌智能控制系统的工作原理为：本实用新型一种乒乓球练习桌智能控制系统，按键控制S5、S6输入控制信号，控制乒乓球桌面的升降，单片机输出控制信号到电机驱动模块驱动升降电机运转，升降电机通过正反转控制乒乓球桌的升降。乒乓球桌底部的红外测距模块检测桌面到地面的距离，当乒乓球桌面运转到最高点或最低点，声光报警模块进行声光报警。乒乓球桌面下设置有压力检测模块，压力检测模块检测桌面受到的压力信号，当有乒乓球落在桌面上时，压力检测模块检测到压力信号，将检测到的压力信号传送到单片机，计数器进行计数统计，统计的数据传送到单片机，液晶显示模块显示时间模块提供的时间信号及计数器统计的数值。

虽然本实用新型已以较佳的实施例公开如上，但其并非用以限定本实用新型，任何熟悉此技术的人，在不脱离本实用新型的精神和范围内，都可以做各种改动和修饰，因此本实用新型的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。

Claims (7)

1.一种乒乓球练习桌智能控制系统，其特征在于，所述乒乓球练习桌智能控制系统包括按键控制、红外测距模块、时钟模块、压力检测模块、电源模块、单片机、电机驱动模块、升降电机、声光报警模块、液晶显示模块、计数器，所述按键控制的输出端连接着单片机的输入端；所述红外测距模块的输出端连接着单片机的输入端；所述时钟模块的输出端连接着单片机的输入端；所述压力检测模块的输出端连接着单片机的输入端；所述电源模块的输出端连接着单片机的输入端；所述单片机的输出端连接着电机驱动模块的输入端；所述电机驱动模块的输出端连接着升降电机的输入端；所述单片机的输出端连接着声光报警模块的输入端；所述单片机的输出端连接着液晶显示模块的输入端；所述计数器的输出端连接着单片机的输入端。

2.根据权利要求1所述的一种乒乓球练习桌智能控制系统，其特征在于：所述单片机采用AT89C51单片机。

3.根据权利要求1所述的一种乒乓球练习桌智能控制系统，其特征在于：所述红外测距模块包括红外测距模块和模数转换模块，其中，红外测距模块采用GP2D12模块，模数转换模块采用ADC0809模数转换芯片。

4.根据权利要求1所述的一种乒乓球练习桌智能控制系统，其特征在于：所述时钟模块采用DS1302时钟芯片。

5.根据权利要求1所述的一种乒乓球练习桌智能控制系统，其特征在于：所述压力检测模块采用电阻应变片称重传感器，额定载荷为200kg。

6.根据权利要求1所述的一种乒乓球练习桌智能控制系统，其特征在于：所述驱动模块采用THB7218芯片。

7.根据权利要求1所述的一种乒乓球练习桌智能控制系统，其特征在于：所述液晶显示模块采用LCD1602液晶显示屏。