一种电子魔方的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种电子魔方，该魔方以单片微控制器单元为控制核心配以与其连接的六块正方形触摸显示屏、六个背光源模块、一触摸控制器单元、一无线充电管理电路和一电池，所述的六块正方形触摸显示屏拼接组成一立方体，所述的单片微控制器单元、六个背光源模块、触摸控制器单元、无线充电管理电路和电池均固定设置于该立方体内。该魔方能够使玩家根据自身水平和认知程度改变魔方的阶数，并提供复原过程提示、自动乱序、游戏记忆等功能，大大提高玩家对魔方认识和兴趣。
【专利说明】一种电子魔方
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及智力玩具【技术领域】，特别是涉及一种新型魔方玩具。
【背景技术】
[0002]魔方是当前世界上极为流行一种智力玩具，它能够锻炼人的动手能力、智力、空间想像力。魔方的难度会随着其阶数的增加而增大。然而目前市面上现有的魔方多为阶数固定的机械结构的魔方，而且魔方对大部分初学者而言，极具挑战性，如果没有掌握魔方的玩法窍门则很难成功，因此这也大大制约了人们对它的兴趣；尤其对青少年和儿童来说，由于其耐心有限，无法用长时间来复原魔方，同时大人也难以给出指导与答案，因此就会失去兴趣，从而使得很多玩家无法领悟魔方的趣味性。
【发明内容】
[0003]鉴于现有技术之不足，本实用新型提供了一种新型的电子魔方，该魔方能够使玩家根据自身水平和认知程度改变魔方的阶数，并提供复原过程提示、自动乱序、游戏记忆等功能，大大提闻玩家对魔方认识和兴趣。
[0004]该实用新型解决上述问题的技术方案如下:
[0005]一种电子魔方，其特征在于，该魔方以单片微控制器单元为控制核心配以与其连接的六块正方形触摸显示屏、六个背光源模块、一触摸控制器单元、一无线充电管理电路和一电池,其中，
[0006]所述的单片微控制器单元为由单片微处理器芯片及其外围电路组成；
[0007]所述的电池为6块触摸显示屏、6个内背光源模块、单片微控制器单元和触摸控制单元供电；
[0008]所述的无线充电管理电路为一无线充电电路，该电路由一高频耦合线圈、一无线充电芯片及其外围电路组成，该无线充电电路通过高频耦合线圈与魔方外的充电器高频耦合输入，其输出端与电池的正负极板连接；
[0009]所述的触摸控制器单元由6个并行的电容式触摸控制器及2个至少具有6通道的双向模拟开关组成，其中，各双向模拟开关的选通端口和使能端口分别连接至单片微处理器芯片的I/o接口，每个电容式触摸控制器由一电容式触摸控制器芯片及其外围电路组成，各电容式触摸控制芯片的触摸驱动总线和触摸传感总线分别连接至对应的正方形触摸显示屏，各电容式触摸控制芯片的时钟总线分别连接至一个双向模拟开关的I/o接口，触摸数据串行总线分别连接至另一个双向模拟开关的I/o接口，双向模拟开关的选通端口和使能端口分别连接至单片微处理器芯片的I/o接口；
[0010]所述的六个背光源模块由六个分别设置于所述的六个正方形触摸显示屏的LED恒流驱动电源及LED光源组成，其中，各LED恒流驱动电源的电压输入端与电池的正负极连接，恒流输出端分别连接一 LED光源，各LED恒流驱动电源的使能端口分别连接单片微处理器芯片的I/O接口；[0011]所述的六块正方形触摸显示屏拼接组成一立方体，所述的单片微控制器单元、六个背光源模块、触摸控制器单元、无线充电管理电路和电池均固定设置于该立方体内。
[0012]本实用新型所提供的一种电子魔方其有益效果在于:
[0013]该电子魔方的每个面均由一触摸显示屏组成，玩家通过触控触摸显示屏即可实现对魔方色块的移动，并且玩家可按照自身水平任意调整魔方的阶数，并且制造厂商可通过改变内置程序实现魔方色块的颜色图案的更换、色块的自动乱序、复原过程提示和游戏记忆等功能，从而大大提高了玩家对魔方的兴趣，增加了魔方的趣味；不仅如此，该电子魔方采用的无线充电管理电路为魔方内的电池充电，魔方表面不须留下任何接口，使得魔方结构更为完整、紧凑。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1a)和图1b)分别为本实用新型所述的一种电子魔方的一个具体实施例分别显示为3阶魔方和4阶魔方的示意图，图2为本实用新型所述的一种电子魔方的一个具体实施例的电路结构框图，图3?图6分别为本实用新型所述的一种电子魔方的单片微控制器单元电路原理图、触摸控制器单元电路原理图、背光源模块电路原理图和无线充电管理电路原理图。
【具体实施方式】
[0015]如图1和图2所示，本实施例为一由6块5英寸电容式触摸显示屏IXDO?IXD5拼接组成的一款电子魔方。该魔方内置一单片微控制器单兀、六个LED背光源模块、一电容式触摸控制器单元、一无线充电管理电路和一锂离子电池。
[0016]参见图3，所述的单片微控制器单元为美国微芯公司生产的型号为PIC18C242-E/SP的单片机芯片Ul及其外围振荡电路组成的最小系统。
[0017]参见图4，所述的电容式触摸控制器单元由与各电容式触摸显示屏对应的6个并行的电容式触摸控制器电路及2个8通道的双向模拟开关组成。其中，所述的8通道的双向模拟开关为美国德州仪器公司生产型号为⑶4097的8选I双向模拟开关芯片U2?U3，各电容式触摸控制器电路为美国微芯公司生产的型号为MTCH6301的投射电容式触摸控制器芯片U4?U9及其外围电路组成，各投射电容式触摸控制器芯片U4?U9的触摸驱动总线TX[0:7]和触摸传感总线RX[0:7]分别连接至对应的6块5英寸电容式触摸显示屏IXDO?IXD5，各投射电容式触摸控制器芯片U4?U9的时钟串行总线SCLO?SCL5分别连接至一个8通道双向模拟开关U2的I/O接口 YO?Y5，数据串行总线SDAO?SDA5分别连接至8通道双向模拟开关U3的I/O接口 YO?Y5，8通道双向模拟开关U2中与I/O接口 YO?Y5对应的I/O接口 XO?X5并联后连接至单片机芯片Ul的I/O 口 RC3，8通道双向模拟开关U2的选通端口 MIOO?M102及使能端口 ENO分别连接至单片机芯片Ul的I/O接口 RB6、RA1、RA2和RC2 ;8通道双向模拟开关U3中与I/O接口 YO?Y5对应的I/O接口 XO?X5并联后连接至单片机芯片Ul的I/O 口 RC4，8通道双向模拟开关U2的选通端口 M103?M105及使能端口 ENl分别连接至单片机芯片Ul的I/O接口 RA3、RA4、RA5和RA0。
[0018]参见图5，所述的六个LED背光源模块为由六个分别设置于所述的六个电容式触摸显示屏IXDO?IXD5的线性LED恒流驱动电源电路及共阳极连接的3颗白光LED光源组成，其中，各线性LED恒流驱动电源电路由美国美信公司生产的型号为MAX1916线性LED恒流驱动电路芯片UlO?U15及其外围电路组成，各线性LED恒流驱动电路芯片UlO?U15的使能端口分别连接至单片机芯片Ul的I/O接口 RBO?RB5，各线性LED恒流驱动电路芯片UlO?U15的3个LED恒流驱动端分别连接I颗白光LED光源的阴极，白光LED光源阳极连接至锂离子电池的正极。
[0019]参见图6，所述的无线充电管理电路由一高频耦合线圈L1、高频整流桥D1、日本特瑞士公司生产的型号为XC6801单电池充电管理芯片U16及外围电路依次连接组成，无线充电管理电路通过高频耦合线圈LI耦合电子魔方外的高频无线充电能量，并通过单电池充电管理芯片U16的Vo接口为锂离子电池充电。
[0020]玩家通过触控电容式触摸显示屏IXDO?IXD5即可实现对魔方色块的移动，并且根据单片机内置程序设定，玩家可按照自身水平任意调整魔方的阶数，例如图1所示水平较高的玩家可通过触控电容式触摸显示屏将3阶魔方变换为4阶魔方。而该魔方还可根据程序设定在水平较低的玩家摸索魔方复原过程时不时为玩家提供复原过程提示的功能。
【权利要求】
1.一种电子魔方，其特征在于，该魔方以单片微控制器单元为控制核心配以与其连接的六块正方形触摸显不屏、六个背光源模块、一触摸控制器单兀、一无线充电管理电路和一电池,其中， 所述的单片微控制器单元为由单片微处理器芯片及其外围电路组成； 所述的电池为6块触摸显示屏、6个内背光源模块、单片微控制器单元和触摸控制单元供电； 所述的无线充电管理电路为一无线充电电路，该电路由一高频耦合线圈、一无线充电芯片及其外围电路组成，该无线充电电路通过高频耦合线圈与魔方外的充电器高频耦合输入，其输出端与电池的正负极板连接； 所述的触摸控制器单元由6个并行的电容式触摸控制器及2个至少具有6通道的双向模拟开关组成，其中，各双向模拟开关的选通端口和使能端口分别连接至单片微处理器芯片的I/O接口，每个电容式触摸控制器由一电容式触摸控制器芯片及其外围电路组成，各电容式触摸控制芯片的触摸驱动总线和触摸传感总线分别连接至对应的正方形触摸显示屏，各电容式触摸控制芯片的时钟总线分别连接至一个双向模拟开关的I/O接口，触摸数据串行总线分别连接至另一个双向模拟开关的I/O接口，双向模拟开关的选通端口和使能端口分别连接至单片微处理器芯片的I/O接口 ； 所述的六个背光源模块由六个分别设置于所述的六个正方形触摸显示屏的LED恒流驱动电源及LED光源组成，其中，各LED恒流驱动电源的电压输入端与电池的正负极连接，恒流输出端分别连接一 LED光源，各LED恒流驱动电源的使能端口分别连接单片微处理器芯片的I/O接口； 所述的六块正方形触摸显示屏拼接组成一立方体，所述的单片微控制器单元、六个背光源模块、触摸控制器单元、无线充电管理电路和电池均固定设置于该立方体内。
【文档编号】A63F9/08GK203634799SQ201320743785
【公开日】2014年6月11日 申请日期:2013年11月20日 优先权日:2013年11月20日
【发明者】陆柱立, 陈永明, 汪高勇, 章华 申请人:安徽省科普产品工程研究中心有限责任公司