縱跳摸高器的製作方法

2023-10-07 22:52:09 2

專利名稱：縱跳摸高器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種體育運動或訓練中的測量裝置。具體涉及一種縱跳摸高器。
技術背景 目前，已知的實用新型專利《摸高器》(申請號01238108. x)，是在感應觸摸條電 極和單片機之間接有多片高阻抗的CMOS電路晶片和優先編碼器。其工作原理是當運動員 摸高時，運動員的手指接觸到所摸高度的感應觸摸條，在感應觸摸條電極上產生感應電壓 信號，觸發CMOS電路導通，於是在CMOS電路的輸出端輸出高電平信號，這個信號先送優先 編碼器編碼，再送單片機進行處理。處理之後，驅動顯示電路和語音電路，使之以數字顯示 和語音播報兩種方式指示出運動員的摸高高度。由於在該技術方案中，在感應觸摸條電極 與單片機之間，接入了多片高輸入阻抗的CMOS電路晶片和優先編碼器，使得摸高器容易受 到電磁場的幹擾，還會增加摸高器的故障率和材料成本。另有發明專利《電子摸高自動測 量分析裝置及其工作方法》(申請號200610098134. 7)，在其中公開了三種傳感部件，並要 求權利保護。這三種傳感部件分別是機械觸摸式開關、電容感應式開關和光路阻斷式開關。 其中，機械觸摸式開關是由動觸點和靜觸點組成，動靜觸點間經彈性絕緣連接。該裝置中由 於需要使用很多個機械觸摸式開關，或者電容感應式開關，或者光路阻斷式開關，在生產制 造產品過程中，是比較費力、費時、費錢的
實用新型內容
本實用新型的目的是提供一種縱跳摸高器，它採用將矩陣式觸摸板上的觸摸電 極，直接接到單片機的輸入/輸出口，由單片機的程序掃描檢測觸摸電極的電平的技術方 案。又使用了用微型印表機，將檢測的縱跳高度與設置在程序中的縱跳評分表之中的數據 進行比對，把通過比對所得到的分數值列印出來的技術方案。 為了解決背景技術所存在的問題，本實用新型是採用以下技術方案它是由矩陣 式觸摸板、顯示/控制板、微型印表機、喇叭安裝在一個長條型的箱體裡組成。矩陣式觸摸 板的觸摸電極設置在箱體表面，供運動員觸摸。 矩陣式觸摸板是以用於製造印刷電路板的雙面覆銅板為材料，按照印刷電路板制 造工藝方法，以矩陣式觸摸開關方式而製造的。其特徵在於觸摸板正面是製成多條橫向的 線條狀的導電銅箔，其表面鍍錫，作為觸摸電極。觸摸電極通過導電過孔和反面製成的導電 銅箔線條以矩陣式觸摸開關方式連接後，沒通過任何有源器件，直接聯接到單片機的輸入/ 輸出口。將每條中心距離間隔1釐米的觸摸電極作為"列線"觸摸電極，每兩條"列線"觸 摸電極之間還制有"行線"觸摸電極，"行線"觸摸電極與相鄰的"列線"觸摸電極中心距離 為0. 5釐米。觸摸電極，寬度為3毫米，長度為80毫米，在每組"列線"觸摸電極的上邊和下 邊，各製造有1條寬度為1. 3毫米，長度為80毫米的"行線"觸摸電極，它與相鄰的"列線" 觸摸電極中心距離為3. 7毫米。"行線"和"列線"觸摸電極通過導電過孔和反面製成的導 電銅箔線條以矩陣式觸摸開關方式連接後，連接到"行線"連接器和"列線"連接器。摸高器的顯示/控制板上單片機聯接上拉電阻和、按鍵、顯示驅動晶片、語音晶片印表機插座。[0006] 矩陣式觸摸扳原理單片機的輸入/輸出A 口中PA. 0-PA. 7依次接8條行線H0-H7，單片機的輸入/輸出B 口中PB. O-PB. 7依次接8條列線L0_L7。 8條行線和8條列線相交，就有64個交叉點。單片機的輸入/輸出A 口中PA. O-PA. 7由所接的8支上拉電阻掛為高電平，B 口中PB.0-PB.7也由所接的8支上拉電阻掛為高電平。由於單片機程序快速地循環交替掃描輸出低電平、並交替檢測單片機的輸入/輸出A 口和B 口 ，當交叉點發生聯接，會使單片機檢測到該交叉點所連接的行線和列線為低電平。然後，單片機程序針對具體所檢測到的行線和列線向單片機存儲器寫入相應的數值，代表所摸的數值。行線HO與列線LO發生聯接，單片機程序就向高度存儲器寫入64，表示摸到了製作在64釐米高度處的觸摸電極。行線HO與列線LI發生聯接，單片機程序就向高度存儲器寫入63，表示63釐米。行線H7與列線L7發生聯接，單片機程序就向高度存儲器寫入l，表示1釐米。[0007] 本實用新型首先根據摸高器的實際安裝高度，通過按鍵設置基礎高度值。之後，由單片機程序快速地循環交替掃描檢測單片機的輸入/輸出A 口和B 口。當令A 口為輸入時，A口由所接的8支上拉電阻掛為高電平，同時令B 口為輸出，並輸出低電平，然後掃描檢測A口的電平。之後，改令B 口為輸入，B 口也由所接的8支上拉電阻掛為高電平，A 口改為輸出，也輸出低電平，然後掃描檢測B 口的電平，以此循環。當運動員的手指觸摸到觸摸板上的觸摸電極時，由於"行線"觸摸電極與"列線"觸摸電極的絕緣間距只為2毫米，所以手指最少會同時觸摸到相臨的兩條觸摸電極，這樣，人手指的導電電阻就會將所觸摸的"行線"觸摸電極和"列線"觸摸電極相聯接，於是會交替地在A 口為輸入時和B 口為輸入時將其拉為低電平，被單片機掃描檢測到所摸的電極為低電平後，單片機程序會針對所摸的電極向存儲器寫入相應的數值，之後，單片機程序將這個數值加上設置好的基礎高度值，就得到運動員所摸的高度值。單片機再將高度值輸出給LED數碼管驅動晶片，通過LED數碼管，就可以顯示出所觸摸的摸高高度；輸出給語音晶片，通過喇叭可以播報出摸高高度；輸出給印表機插座，可以列印出摸高高度。如果人的手指觸摸了多條"行線"和"列線"觸摸電極，由於單片機的檢測處理程序是從高觸摸電極向低觸摸電極掃描選取，所以會來優先檢測並選取所摸到的最高的"行線"和"列線"。就這樣以程序軟體取代了優先編碼器硬體，來處理解決同時觸摸了多條觸摸電極的問題。 本實用新型的有益效果是電路結構精簡，材料成本低，生產工藝簡單，使用較少的元器件就可生產製造出抗幹擾能力強、可靠性高、具有自動評判出縱跳成績的分數值這一智能化功能並使用方便的摸高器。

圖1是本實用新型第一個實施例的外觀示意圖； 圖2是本實用新型第一個實施例的矩陣式觸摸扳的正面印刷線路板局部圖；[0011] 圖3是本實用新型第一個實施例的矩陣式觸摸扳的印刷線路板正面圖(3-1)和反面圖(3-2); 圖4是本實用新型矩陣式觸摸扳原理圖； 圖5是本實用新型矩陣式觸摸扳上觸摸電極聯接示意圖； 圖6是本實用新型顯示/控制板(2)的框圖；[0015] 圖7是本實用新型循環交替掃描輸出、檢測單片機的輸入/輸出A 口和B 口的程序流程圖； 圖8是本實用新型第一個實施例實際使用後所列印出的數據。
具體實施方式
參看圖1 ，本具體實施方式
採用以下技術方案它是由矩陣式觸摸板1 、顯示/控制板2、微型印表機3、喇叭4安裝在一個長條型的箱體裡組成；矩陣式觸摸扳l，安裝在箱體表面，露出的觸摸電極供運動員觸摸；顯示/控制板2，其中3個數碼管19-21露出箱體表面，用於數字顯示；微型印表機3，用於列印記錄；喇叭4，用於語音播報。電源插座5，需要接入5伏直流電源；按鍵14，用於設置基礎高度和標準。 參看圖2中，矩陣式觸摸扳1上的觸摸電極是通過"行線"連接器6、"列線"7接到顯示/控制板2上的"行線"連接器9、"列線"連接器10再聯接單片機11的輸入/輸出A口和A 口的。尤其說明的是要在每組"列線"觸摸電極的上下邊，各製造出一條較窄的觸摸電極，這兩條觸摸電極通過導電過孔和反面製成的導電銅箔線條與本組的"行線"觸摸電極連接。這樣保障了當人手摸在兩組觸摸電極之間時，單片機11可以正確地檢測到所摸觸摸電極的高度。24所指示的就是在其中一組"列線"觸摸電極的上下邊，各製造出一條較窄的"行線"觸摸電極。 參看圖3，矩陣式觸摸扳正面上的橫向觸摸電極(見圖3-1)，是通過製成的導電過孔和反面製成豎嚮導電銅箔線條(見圖3-2)按照以矩陣式觸摸開關方式相連接的。[0020] 參看圖5，示意了矩陣式觸摸扳上觸摸電極的聯接關係。具體的聯接方法是首先將每條觸摸電極自上而下編號，每8條"列線"觸摸電極為一組，第1組的8條"列線"觸摸電極分別順序地稱為第1組的L0、L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7，……第8組的8條"列線"分別順序地稱為第8組的L0、 Ll、 L2、 L3、 L4、 L5、 L6、 L7。每組中"列線"觸摸電極之間的"行線"觸摸電極，根據所在的組進行編號，第1組中的"行線"觸摸電極稱為Hl，……第8組中的"行線"觸摸電極稱為H8。然後，將8組列線中各自的L0、 Ll、 L2、 L3、 L4、 L5、 L6、 L7 "列線"觸摸電極，通過導電過孔和反面製成的導電銅箔線條分別並行聯接，並通過導電過孔和反面製成的導電銅箔線條接到"列線"連接器7的8個引腳。再將每組中各自的"行線"觸摸電極，通過導電過孔和反面製成的導電銅箔線條分別各自並行聯接為H0-H7，接到"行線"連接器6的8個引腳上。從而實現了矩陣式觸摸板的設計。 本第一個實施例設計了有8組列線，每組有8條"列線"觸摸電極，8X8 = 64，就有64條"列線"觸摸電極，由於每條"列線"觸摸電極設計製造成間隔1釐米，就實現1至64釐米測量範圍的矩陣觸摸板。第二個實施例使用兩塊矩陣觸摸板連接，在增加使用單片機輸入/輸出C 口 ，單片機的程序也作了相應的修改，就實現1-128釐米的測量範圍的矩陣式觸摸板。 參看圖6，五伏電源插座8、"行線"連接器9、列線"連接器10、單片機ll，型號為ATMEGA16，八支4M歐姆"行線"上拉電阻12、八支4M歐姆"列線"上拉電阻13、按鍵14，用於設置基礎高度和標準、語音晶片15，型號為PM500，第一三片顯示驅動晶片16、第二顯示驅動晶片17、第三顯示驅動晶片18，型號為74HC164，三個第一LED數碼管19、第二LED數碼管20、第三LED數碼管21，用於是數字顯示，印表機插座22，連接印表機，用於列印記錄。喇叭插座23，連接喇叭，用於語音播報。 參看圖7，提供的程序結合矩陣觸摸板，實現了對觸摸電極的檢測。具體過程是步驟701令A 口為輸入時，同時令B 口為輸出，並輸出低電平。步驟702描檢測A 口PA. O-PA. 7電平。如果有低電平，在步驟703令相應的寄存器等於l，並令行標誌寄存器等於1，進步驟704。如果沒低電平，，就直接進步驟704。步驟704改令B 口為輸入，A 口改為輸出，也輸出低電平。步驟705描檢測PB 口的電平，如果有低電平，在步驟706令相應的寄存器等於l，並令列行標誌寄存器等於l。如果沒有低電平，就返回步驟701。在步驟707中判斷行標誌寄存器和列行標誌寄存器，如果都等於l，就針對具體等於1的寄存器，向高度寄存器寫入相應的數值。如果不都等於1，也返回步驟701。以此實現了對觸摸電極的檢 在每次摸高測試完，於數字顯示和語音播報之後，印表機就會自動列印出圖8示樣的數據，其中的數值是圖8示意例所列印出的數值。 本具體實施方式
電路結構精簡，材料成本低，生產工藝簡單，使用較少的元器件就可生產製造出抗幹擾能力強、可靠性高、具有自動評判出縱跳成績的分數值這一智能化功能並使用方便的摸高器。
權利要求縱跳摸高器，其特徵在於它是由矩陣式觸摸板(1)、顯示/控制板(2)、微型印表機(3)、喇叭(4)安裝在一個長條型的箱體裡組成。
2. 根據權利要求l所述的縱跳摸高器，其特徵在於所述的矩陣式觸摸板(1)是以用於製造印刷電路板的雙面覆銅板為材料，按照印刷電路板製造工藝，在覆銅板的正面製成多條橫向的線條狀的導電銅箔，其表面鍍錫，為觸摸電極，其特徵是觸摸電極通過導電過孔和反面製成的導電銅箔線條以矩陣式觸摸開關方式連接後，沒通過任何有源器件，直接聯接到單片機(11)的輸入/輸出口。
3. 根據權利要求2所述的縱跳摸高器，其特徵在於所述的矩陣式觸摸板(l)，其中"列線"觸摸電極中心距離間隔為1釐米，"行線"觸摸電極與相鄰的"列線"觸摸電極中心距離為0. 5釐米。
4. 根據權利要求2所述的縱跳摸高器，其特徵在於所述的觸摸電極，寬度為3毫米，長度為80毫米，在每組"列線"觸摸電極的上邊和下邊，各製造有1條寬度為1. 3毫米，長度為80毫米的"行線"觸摸電極(24)，它與相鄰的"列線"觸摸電極中心距離為3. 7毫米。
5. 根據權利要求l所述的縱跳摸高器，其特徵在於所述的摸高器的顯示/控制板(2)上單片機(11)聯接上拉電阻(12)和(13)、按鍵(14)、顯示驅動晶片(18)、語音晶片(15)印表機插座(22)。
專利摘要縱跳摸高器是一種體育運動或訓練中的測量裝置。它是由矩陣式觸摸板(1)與顯示/控制板(2)、微型印表機(3)、喇叭(4)安裝在一個長條型的箱體裡所組成。本實用新型設計的矩陣式觸摸板上的觸摸電極，直接聯接到顯示/控制板上單片機的輸入/輸出口。解決了觸摸電極與單片機之間因聯接多片高輸入阻抗的CMOS電路晶片而帶來的的問題。又設計了將縱跳評分表編寫在單片機的程序中的技術方案。可以數字顯示、語音播報和列印記錄三種方式，指示出立定摸高高度、縱跳摸高高度、縱跳高度和縱跳成績的分數值。
文檔編號H03K17/96GK201533963SQ20092017080
公開日2010年7月28日 申請日期2009年8月7日 優先權日2009年8月7日
發明者果文桂 申請人:果文桂