CN2121048U

CN2121048U - 保龄球微机自动控制装置

Info

Publication number: CN2121048U
Application number: CN 92222521
Authority: CN
Inventors: 阮秋琦; 丁晓明; 裘正定; 王大石
Original assignee: Beijing Jiaotong University
Current assignee: Beijing Jiaotong University
Priority date: 1992-05-30
Filing date: 1992-05-30
Publication date: 1992-11-04

Abstract

一种保龄球自动控制装置由主控机、适配器、受控机、接口板、显示屏和由信息采集与弱电控制、灯光控制、强电控制构成的控制箱组成，其间电连接。信息采集板可自动接收击球次数，击倒瓶数及号码等信息，并实时传送给微机处理，微机将自动记录和计算比赛成绩、控制收瓶的协调动作，屏幕上显示出击瓶情况和最佳投球路线的提示，报告所得分数。具有电路简单、易实现、灵敏度高、可靠、成本低、趣味性强等特点。

Description

本实用新型涉及一种计算机信息处理及自动控制装置，适用于保龄球的自动控制及计分。

目前，只有美国两家公司（BRONSWEIC公司、AMF公司）生产保龄球设备，而该保龄球设备没有自动计分及电视屏幕显示，复杂的计分必须由人工完成，价格昂贵。因此，使这一运动的普及受到很大限制。

本实用新型的目的是提供一种具有电视屏幕显示、成本低、能联网集总控制的保龄球微机自动控制及计分设备。

保龄球的微机自动控制及计分是通过硬件和软件模块结合实现的。该装置是由主控计算机（主机）、联网集总控制适配器电路板、受控计算机（分机）、计算机接口板、显示屏和由信息采集与弱电控制电路板、灯光控制板、强电控制板构成的控制箱组成，各部分之间由传输线和插头座连接。信息采集板可自动接收击球次数，设备运行状态，击倒瓶数及号码等信息，并时实传送给微机处理，微机将自动记录和计算比赛成绩，同时自动控制收瓶的协调动作，在显示屏幕上将自动形象地显示出击瓶情况和最佳投球路线的提示，客观的报告所得分数。

本实用新型的优点是：电路简单、容易实现、灵敏度高、工作可靠、自动记分、成本低、趣味性。实验证明：本实用新型的功能已完全达到正式国际比赛的要求。

图1保龄球自动控制装置联网方框图

图2联网集总控制适配器电路原理图

图3保龄球单机自动控制装置方框图

图4计算机接口板电路原理框图

图5计算机接口板电路原理图（一）

图6计算机接口板电路原理图（二）

图7信息采集与弱电控制电路板框图

图8信息采集与弱电控制电路原理图

图9强电控制电路板

图10保龄球国际比赛程序流程图

结合附图对本实用新型作进一步说明：

本实用新型由主控计算机（主机，图1）、联网集总控制适配器电路（图2）、受控计算机（分机）、计算机接口板电路（图4、5、6）、显示屏和由信息采集与弱电控制电路板（图7、8）、灯光控制板（图8上）、强电控制板（图9）构成的控制箱组成，各部分之间由传输线和插头座J连接。

本实用新型在运行中实行每道单机控制的方法。为实现集总控制，设计了一种多机联网方案，由一台主机控制多台分机的运行，其实现方法是对PC机自带的RS－232口附加一块由模拟电子通道开关芯片（LF13331）构成的适配器，使之达到分别控制的目的。网络采用星型主从式结构（图2），主机的RS－232口的发送端2脚（SD）直连从机RS－232口的数据接收端3脚（RD），而主机RS－232口的3脚（RD）连开关芯片（LF13331）的3脚，分机RS－232口的2脚连接开关芯片的2脚，分机RS－232口的4脚（RS）连接开关芯片的1脚，有效的解决了RS－232串行口没有第三态所带来的问题。图2中：Z为主控机，（1）、（2）...（8）为受控机。

计算机接口是计算机与外设打交道的界面。

本实用新型的计算机（分机）接口电路板（图4、5、6），该接口板包括三态收发器U1（74LS245）、三态缓冲器U8、U9（74LS365）、光电隔离器U13－U19（TLP521－4）、D触发器U10（74LS77）、U11、U12（74LS174）和3－8译码器U3（74LS138）、2－4译码器U5：A、U5：B（74LS139）及门电路U4（74LS20）、U2（741S32）、U6（74LS08）、U7（74LS04）等，其间由传输线连接而成。该接口板的任务是完成对外界信息的采集、数据传输处理及对外设的智能化控制任务。本装置占用了总线I／O口地址2FOH－2F3H。计算机与外界打交道是通过总线与三态收发器U1（74LS245）来实现的。数据总线的D0－D5经过三态收发器U1，三态缓冲器U8、U9连到光电隔离器U13－U15（TLP521－4），经插头座J3、控制箱插头座J5进入控制箱，经锁存器U21－U23（CD4043）与外界传感器（光敏三极管G1－G13）相连。来自传感器的信息经控制箱插头座J5、接口板插头座J3、光电隔离器U13－U15，三态缓冲器U8、U9及三态收发器U1进入数据总线，从而完成信息采集任务。

计算机发出的控制信息也通过总线、三态收发器U1送出，经D触发器U10（74LS77）、U11、U12（74LS174）及光耦隔离器U17、U18、U19（TLP521－4）经接口板插头座J2、控制箱插头座J4输出到控制箱，进而控制执行机构的运转。

原理图5、6中的三－八译码器U3（74LS138）、二－四译码器U5（74LS139）及门电路U4（74LS20）、U2（741S32）、U6（74LS08）、U7（74LS04）等共同完成I／O口的地址选通及读写命令的执行控制工作。

信息采集与弱电控制电路板（图7）是控制箱中的主要部件。它由锁存器U21－U23、光耦可控硅OP1－OP13、联锁控制电路、门电路组成。各部分之间均以传输线和插头座J连接。

信息采集与显示控制电路（图8中）。传感器（光敏三极管G1——G12共12路，G1－G10为十个瓶的传感器，G11－G13为过球传感器）的信号送入锁存器U21－U23（CD4043），而后锁存器将存储的信息分两路送出。一路通过控制箱插头座J5、接口插头座J3送往计算机接口板；另一路经光耦可控硅OP1、OP2、…OP13送到灯光显示板（L1－L13），直接控制显示结果。其中一路的电路原理图图8，光敏三板管G1的发射极与电阻R1的一端和锁存器U21的R0端连接，电阻R1的另一端接地，U21的S0端通过二极管U20：A接复位，U21的Q0端经控制箱插头座J5与计算机接口板的插头座J3连接，U21的Q0端还接光耦可控硅OP1的2端，光耦可控硅OP1的1端经电阻R25与光敏三极管G1的集电极（接＋12V）连接；光耦OP1的3、4端接指示灯L1。

信息采集与弱电控制电路板的联锁控制电路（图8中），它即是由双D触发器U2：A、U2：B（CD4013）和与非门U1：A、U1：B（CD4011）构成的联锁触发器。来自计算机的控制信号，经接口插头座J2、控制箱插头座J4，送至双D触发器U2：A、U2：B的6、8脚，其输出端1、13脚和与非门的一输入端1、6脚连接，U1：A的2脚接U1：B的4脚，U1：B的5脚接U1：A的3脚，与非门U1：A、U1：B的输出端3、4脚经插头座J6和J7与固态继电器SSR的控制端相连，从而实现联锁控制电机的动作。

由门电路U19（CD4073）、U16－U18（CD4082）组成的控制电路（图8中），在电机运转时产生一低电平，关闭锁存器U21－U23（CD4043），传感器的信号停止向外输送，直到电机运转完毕，才使CD4043的EN端呈高电平状态，以至锁存器恢复接收传感器的信号。由于有十个待控电机，因此，在控制板上有10路相同的电路。

强电控制电路板（图9），它的主要功能是接收来自弱电控制板的控制信息，再变成强电信号，从而驱动电机运转。来自弱电控制板的信号经插头座J6、J7，送入固态继电器SSR的控制端，从而控制电机的运转。

保龄球的软件模块可智能化的指挥整个设备运转。它将完成信息采集、处理、显示、记忆、查询、记帐等全部功能。全部程序采用GWBASIC高级语言编制。

Claims

1、一种保龄球微机自动控制装置，它包括由主控计算机、受控计算机、计算机接口板、显示屏和由信息采集与弱电控制电路板、灯光控制板、强电控制板构成的控制箱等，它们各部分之间由传输线和插头座连接，其特征是：

a、对PC机自带的RS-232口附加一块由模拟电子通道开关芯片(LF13331)构成的适配器，主机的RS-232口的发送端2脚(SD)直连从机RS-232口的数据接收端3脚(RD)，而主机RS-232口的3脚(RD)连开关芯片(LF13331)的3脚，分机RS-232口的2脚连接开关芯片的2脚，分机RS-232口的4脚(RS)连接开关芯片的1脚；

b、信息采集与弱电控制电路板的信息采集与显示控制电路，其中一路的电路为：光敏三板管G1的发射极与电阻R1的一端和锁存器U21的R0端连接，电阻R1的另一端接地，U21的S0端通过二极管U20∶A接复位，U21的Q0端经控制箱插头座J5与计算机接口板的插头座J3连接，U21的Q0端接光耦可控硅OP1的2端，光耦可控硅OP1的1端经电阻R25与光敏三极管G1的集电极(接＋12V)连接；光耦可控硅OP1的3、4端接指示灯L1；

c、信息采集与弱电控制电路板的联锁控制电路：由双D触器U2∶A、U2∶B(CD4013)和与非门U1∶A、U1∶B(CD4011)构成的联锁触发器，来自计算机的控制信号，经接口插头座J2、控制箱插头座J4，送至双D触发器U2∶A、U2∶B的6、8脚，其输出端1、13脚和与非门的一输入端1、6脚连接，U1∶A的2脚与U1∶B的4脚连，U1∶B的4脚与U1∶A的2脚连，与非门U1∶A、U1∶B的输出端3、4脚经插头座J6和J7与固态继电器SSR的控制端相连。