专利名称：算术四则运算法辅助学习机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种算术四则运算法辅助学习机，特别是指一种可将算术四则运算的变化及测试式等经显示器显示，并可配合语音系统辅助学习的装置。
以前，学龄儿童在学习算术四则运算法时，均使用一般的算术四则运算法表死记硬背，不仅枯燥无味，并且导致学习效果不佳，增加学习时间，对于孩童的学习，很不理想。目前，除了一般的算术四则运算法表外，只有一种辅助教学工具，它是由小方格所构成的乘法玩具盘，用法是在小方格上列出乘式，当小方格被按下时，即弹起该乘式的积的塑料片，属于一种乘法计算器玩具，虽具有玩具的趣味性，但对于帮助学习，效果不佳。
本实用新型主要目的在于提供一种算术四则运算法辅助学习机，它包括一按键电路，一按键扫描电路。信号处理控制单元，由受信号处理控制单元所控制的显示电路及扬声器输出电路所构成，用以建立算术四则运算法表的变化显示，进一步，还可配合语音的输出，以达到辅助教学的作用。
本实用新型的另一目的在于提供一种算术四则运算法辅助学习机，所述处理控制单元结合有一语音输出系统，不仅提高学习的趣味性，也可帮助盲童进行算术四则运算法的学习。
本实用新型主要由一按键电路20，一处理控制单元10，一显示电路30及一扬声电路40所构成，实质上，由处理控制单元10扫描按键电路20的信号，而将结果分别传送到显示电路30及扬声输出电路40。
上述处理控制单元10包括一中央处理器(CPU)15，一程序只读存贮器(PROGRAMROM)12，一随机存贮器(DATARAM)13，一语音只读存贮器(VOICEDATAROM)16，一显示驱动电路(DISPLAYDRIVER)17，一语音资料解码器(MPCMDECODER)18，一语音输出驱动电路(CURRENT／BUZZERBUFFER)19，一时序产生器(TIMECIRCUIT)11及一逻辑缓冲器(LOGICS&BUFFER)14。其中中央处理控制器10依据程序只读存贮器内所预存的程序机械码执行，逻辑缓冲器14扫描按键电路20，所按压的数字或功能键，经中央处理器15处理后，将资料送至显示驱动电路17，用以驱动显示电路30，另一分支从语音资料只读存贮器16提取所预存的相关语音资料，送至语音资料解码器解码，经语音输出驱动电路19，驱动扬声电路40。上述资料随机存取器13，用以存放中央处理器15的逻辑运算资料，时序产生器11，产生该处理控制单元所需的时钟脉冲信号。
以下结合附图实施例说明本实用新型的构成和实施
图1为本实用新型的结构方块图。
图2为本实用新型的具体实施例电路图。
图3a至图3f为本实用新型具体实施例的中央处理器程序流程示意图。
图4为本实用新型应用TC8830时的一个实施例电路连接图。
如
图1所示本实用新型由可产生时钟脉冲信号的时序产生器11、烧录有程序的程序只读存贮器12、存贮处理运算资料的随机存贮器13、连接时序产生器11、负责输出输入资料缓冲暂存的逻辑缓冲器14、烧录有语音资料的语音资料只读存贮器16、驱动显示电路30的显示驱动电路17、负责语音资料解码的语音资料解码器18、连接语音资料解码器18而驱动扬声电路40的语音输出电路19及连接上述时序产生器11、程序只读存贮器12、资料随机存贮器13、逻辑缓冲器14、语音资料只读存贮器16、显示驱动电路17、语音资料解码器18以及负责程序控制资料处理的中央处理器15构成的处理控制单元10，再配合按键电路20，显示电路30，扬声电路40所组成。
如图2所示，单片集成电路50构成了上述处理控制单元10，其中包括时序产生器、程序只读存贮器、资料随机存贮器、逻辑缓冲器、中央处理器、液晶显示器驱动电路、语音资料解码器、语音输出驱动电路、实质上，按键电路20与单晶片集成电路50内具有键盘扫描电路的逻辑缓冲器相接。液晶显示电路30与单片集成电路50内的液晶显示器驱动电路相连。扬声电路40与单片集成电路50内的语音输出驱动电路相连。开关SW1一端连接到电源端VDD，另一端连接到单片集成电路50内部的逻辑缓冲器，用来作语音输出的控制开关。单片集成电路50内部中央处理器是依据该单片集成电路50内的程序只读存贮器所预存(烧录)的程序机器码执行其控制处理程序，程序流程图请参考图3a至3f；中央处理器通过外设电路配合，建立具有算术四则运算法顺序及倒序算法显示，乘法／除法测验及四则运算，并可选择结合语音输出。
图3a为中央处理器15的主要程序流程图，由按键电路20的输入信号而决定所执行的功能操作，当本实用新型开机时，中央处理器15由程序只读存贮器12提取机器码执行流程，程序由主程序150开始，至框
图1501，令中央处理器15扫描按键电路20，等待按键信号输入；另外连接点156与图3b，3c，3d，3e，3f相同点相连为各子程序，返回主程序150的返回连接点，当按键电路20信号输入后，由程序1502判断该键信号是否为算术四则运算法表顺序显示的功能键信号。连接点157为各子处理程序执行时，被其他功能键中断后，返回主程序150的连接点，以重新对所输入的功能键信号作判决。当程序1502判断该按键信号为算术四则运算法表顺序显示的功能键信号时，则执行程序151，顺序显示子处理程序；若判断为非时，由程序1503判断该按键信号是否为算术四则运算清表倒序显示的功能键信号。如果是，则执行程序152，为算术四则运算法表逆序显示的子处理程序；若为非，则由程序1504判断该按键信号是否为乘法测验的功能键信号。如果是，则执行程序153的乘法测验子处理程序；若为非，则由程序1505判断该按键信号是否为除法测验的功能键信号。如果是，则执行程序154的除法测验子处理程序；若为非时，则由程序1506，判断该按键信号是否为数字或运算元的按键信号。如果是，则执行程序155的四则运算子处理程序；若为非，则为资料清除归零的按键信号，则转至程序1507，将运算资料清除归零。接着，程序又回到1501，重复上述程序1501至程序1507，直至关机为止。
下面以一般乘法运算法为例，作进一步说明。
如图3b，为乘法表顺序显示的子处理程序151当执行此程序时，由程序1511令中央处理器15等待按键电路20的按键信号，再由程序1512判断该按键信号是否为数字按键；若为非，即为功能键或运算元键；将此子处理程序151中断，返回连接点157(参见图3a)，对按键信号作判决，执行该子处理程序。若输入键为数字键，则程序1514使中央处理器15自程序只读存贮器提取显示资料送至显示驱动电路17，驱动显示电路30，将乘式显示出来；另据语音开关SW1的设定，自语音只读存贮器16，提取语音资料，经语音资料解码器18及语音输出驱动电路19，驱动扬声电路40将语音输出。之后，程序1515扫描按键电路20是否有中断程序的按键信号；若有时，则执行返回程序1512，判断是数字则改被乘数重新显示，若是其它功能键，则返回连接点157(参见图3a)，重新判决处理程序。若无按键信号，则进入程序1516，乘数是否已累进至9，(可设定新值)，是时，则执行返回程序1511，重新要求输入按键信号，而重复上述的处理程序，否时，则程序1517使乘数加1，之后返回程序1514进行显示与语音输出，重复上述程序1514至程序1517。
如图3C所示，为乘法表倒序显示的子处理程序152，当执行此程序时，同理由程序1521要求输入按键信号，而由程序1522判断按键信号，不为数字按键信号时，将中断此子处理程序152，返回连接点157(参见图3a)，重新对按键信号作判决，执行该子处理程序，若为数字按键信号时，则程序1523将该数字设定为被乘数，如乘数设定为9，由程序1524同前述显示与语音的输出程序，将乘式显示与语音输出。之后，程序1525判断是否有中断程序的按键信号；有时，则据程序1512判断，是数字则更改乘数重新显示，若是其它功能键，则返回重新判决处理程序的连接点157(参见图3a)。若无按键信号，则进入程序1526判断乘数是否递减至1；否时，则程序1527使乘数减1，之后返回程序1524，进行显示与语音输出，重复上述程序1524至程序1527。是时，则执行返回程序1521，重新要求输入按键信号，而重复上述的处理程序。
如图3d所示，为乘法测验的处理程序153，当执行此程序153时，程序1531令中央处理器15以随机方式产生被乘数与乘数。由程序1532将测验乘式进行显示与语音输入按键信号时，则执行返回连接点157(参见图3a)，重新判决处理程序。若为数字按键信号，则由程序1535将该数字语音输出。之后，由程序1536判断输入是否已为两位数；否时，返回程序1533，重复程序1533至程序1538；直到程序1537判断答案与所输入的两位数相同，则返回程序1531，重新出题，重复上述程序1531至程序1538，直到程序1534判断式为否时，即受其它功能键的按键信号所中断为止。
如图3e所示，为除法测验的处理程序154。当执行此程序时，程序1541令中央处理器15以随机方式产生被乘数与乘数，并算出积，以积为被除数，以被乘数为除数，而答案即为该乘数或被乘数。由程序1542将测验除式进行显示与语音输出。经程序1543，要求输入按键信号而进入程序1544，判断若不为数字按键信号时，则执行反回连接点157(参见图3a)，重新判断处理程序。若为数字按键信号，则由程序1545将该数字语音输出，之后由程序1546判断该数字与答案是否相同，不同时，由程序1547显示错误信息，并输出语音，而返回程序1543，重复程序1543至程序1547，直到程序1546判断答案与该输入数字相同，则返回程序1531，重新出题，重复上述程序1541至程序1547，直到程序1544判断式为否，即受其他功能键的按键信号所中断为止。
如图3f所示，为四则运算处理程序155。当执行此程序155时，程序1551要求输入按键信号，由程序1552判断该按键信号是否为运算元或数字，该程序1552判断式为非时，则执行返回连接点157(参见图3a)，重新判断处理程序。若程序1552判断式为是时，则由程序1553判断该输入是否为“＝”(等于)的按键信号；为否时，则由程序1554将该输入信号的数字及运算资料，存放在资料随机存贮器13内，而回到程序1551，重复上述程序1551至程序1554。直到程序1553判断式为是时(即输入按键信号为“＝”)，则执行程序1555，对所输入的运算式作四则运算，之后程序1556将答案经显示电路30及扬声电路40输出，而返回连接点156(参见图3a)，结束程序155的处理动作，而返回主程序，重新等待下一个命令。
参见图4是本实用新型应用TC8830微处理器实现例的硬件电路连接图，图中TC8830的模式切换端CPUM经开关SW1与电源VDD相连，移选输入信号端PH0，PH1，PH2，PH3，读选通RD，写选通WR，控制输入端P0，P1，P2，P3构成的键盘阵列20的列扫描线与模扫描线，语言输出端FILOUT则与扬声电路20输入相连，数据线D0～D7，片选信号CE1、CE2、CE3、CE4，写控制线R／W与液晶显示器30相连，用以显示运输信息。
综上所述，本实用新型提供一种算术四则运算法辅助学习机，具有算术四则运算法表的顺序、倒序显示，乘除法测验与四则运算，配合可选择的语音输出功能。
权利要求1.一种算术四则运算法辅助学习机，包括有处理控制单元(10)，按键电路(20)、显示电路(30)、扬声电路(40)所构成，其特征在于上述处理控制单元(10)包括中央处理器(15)、程序只读存贮器(12)、资料随机存贮器(13)、逻辑缓冲器(14)、语音资料只读存贮器(16)、显示驱动电路(17)、时序产生器(11)、语音资料解码器(18)及语音输出驱动电路(19)；其中，中央处理器(10)连接程序只读存贮器(12)、资料随机存贮器(13)、逻辑缓冲器(14)、语音资料只读存贮器(16)显示驱动电路(17)，时序产生器(11)，及语音资料解码器(18)；上述的处理控制单元(10)，建立有算术四则运算法表变化显示、测验及语音等信号的输出，而当其扫描到按键电路的输入信号后，即将其输出信号分别送到显示电路(30)及扬声电路(40)。
2.如权利要求1所述的一种算术四则运算法辅助学习机，其特征在于其中所述的处理控制单元(10)由一单片微电脑集成电路所构成。
3.如权利要求1所述的一种算术四则运算法辅助学习机，其特征在于该处理控制单元的子程序提供有四则运算法表顺序倒序显示与语音输出，乘法、除法的测验与语音输出，四则运算及按键报音等，且上述各子程序也允许其它子程序所中断。
4.如权利要求1所述的一种算术四则运算法辅助学习机，其特征在于所述中央处理器(10)包括一片TC8830微处理器芯片。
专利摘要一种算术四则运算法辅助学习机，包括中央处理器15、程序只读存贮器12、资料随机存贮器13、逻辑缓冲器14、语音资料只读存贮器16、显示驱动电路17、时序产生器11、语音资料解码器18及语音输出驱动电路19；用以建立算术四则运算法表的变化显示，进一步，还可配合语音的输出，以达到辅助教学的作用。
文档编号G09B5/06GK2189335SQ94202558
公开日1995年2月8日 申请日期1994年1月31日 优先权日1994年1月31日
发明者谢松辉 申请人:谢松辉