专利名称：电子珠算器的制作方法
技术领域：
本发明是关于一种电子珠算器(电子算盘)。
当今世界是电子计算机发展和应用的黄金时代。然而传统式的古老算盘，尤其在中国，仍然是日常处理大量繁杂数据的工作人员(主要比例是中、下层财会人员)得心应手的计算工具，虽然先进的电子计算机具有每秒亿万次的运算速度，事实上它有待于原始数据的事先输入。在同时接到需要进行总数合计的一组原始数据的约定下，娴熟的专业录入员还未将数据全部输入计算机，与之相应专业等级的会计师已用算盘将结果报了出来。日常数据处理，更多的是加减运算，对于广为通行的常规按键键盘输入式电子计算工具，分析比较，算盘确有其独具的优点1.算盘以档分位，形象直观。档上只有五个珠子(相当于计算机的五个按键)，组合简单，每拨入一个确定的数字，较计算机在十个数字键中选择定位程序简化。
2.人类反射活动中手指的弹拨动作比按压动作反应灵便敏捷，且算盘运算中可拇、食、中三指并用，而计算机在同一时刻只能单指触压一个按键。
3.算盘在拨入数据的同时便是运算结果，可省去运算符号(+、-、＝)的输入步骤。
4.算盘不需要数据中零和小数点的输入动作。比如1000.20，只要“1”和“2”两个动作，而计算机则需“1000.2+”七个动作，对于常见的3位整数2位小数数据的加减运算，以0在每位上出现的几率为1/10计，加之小数点和运算符号的输入，算盘要比计算器平均省略1/3乃至更多的输入动作。
诚然，对于更高级的运算，算盘是远不及电子计算机的，但从数据输入角度上看，算盘的上述优势是难以现行键盘的计算机所取代的。虽出现有附加数字显示的算盘以便易于数据阅读，以及算盘与袖珍计算器仅仅在物理空间上的组合，但其均未发生实质上的改变。
本发明的目的在于提供一种集古老的算盘与现代计算机之优点融汇一体的电子计算工具。解决方案是以珠算指法用于键盘操作进行数据输入，计算机系统完成数据处理与输出。
本发明的特征是具有拨珠键盘和按键键盘两种输入方式;算盘式分档布局的拨珠键盘，始终以相加(正数输入)视为在清盘状态下(各位均为0)、相减(负数输入)视为在清盘状态下(各位均为9)的珠算指法进行操作，拨珠控制的键盘开关电路对被输入数据的每位数字产生同时包含与之相应的权、值和符号(或相加相减运算)的信号，由时序控制器所控制，通过逻辑电路处理，在与拨珠档位(即该位数字的权)相对应的电路端口输出数据，后经接口电路联接电子智能部件进行运算处理与输出显示。
算盘式拨珠键盘如下所述串联算珠并使之在其上可自由滑动的档杆平行排列，每档五个算珠，中间横梁将其分为上一下四两个部分，从上至下分别称为珠5、珠1、珠2、珠3、珠4，算珠上半部为普通算珠形状，下半部向下延伸出楔状结构，以每个算珠在档杆上占据的空间尺度为d，横梁到上下两边框之距离间隔分别为2d和5d。在每一档位(如
图1所示)，横梁两侧和边框内侧下方有4个弹片装置，分别与珠5以及珠1、珠4相抵触，使之离开与之相邻的横梁或边框d/2的间隙，即使得上下两组珠子常处于各方所占空间的中央位置，两端间隙作为上拨或下拨算珠的滑动行程，当手指释放后，弹片随即将算珠回复到常态位置。全盘弹片列为4排，每排弹片的基部固定于一条连杆上，共有L1、L2、L3、L4四条连杆。算珠下方相对于档杆被横梁所分开的2d、5d两个长度上，以d为单位划分为等长的7段，在每一小段的中点，装置有受算珠的位移所控制的开关，即K1、K2、K3、K4、K5、K6和K7，其位置与静态下的算珠成交错排列，当任一算珠上拨或下拨移动d/2行程时，即与开关位置恰好对正，从而改变开关的状态。当输入+5(或加5运算)时，珠5下拨，K1动作;当输入+7(或加7运算)时，珠5下拨，珠2上拨，K1、K3、K4、动作;当输入-3(或减3运算)时，珠2下拨，K5、K6、K7动作，余此类推。
对应拨珠键盘的每一档位输入，均设有相同的逻辑处理电路(详见图2)，由K1-K7产生与拨珠动作相联动的开关状态信号，经延时控制处理，成为单次脉冲信号A1-A7，延时时间大于开关接通时的杂波干扰时间以及多个开关一并动作瞬间在导通时间上的差异;A1-A7作为译码器1的输入，译码器1对应于+1，+2，...，+5，-1，...，-5运算有B1-B10十路输出，输出信号以其脉冲前沿触发分别寄存于锁存器F1-F10中，等待数据选择器的选通提取。时序控制器周而复始地从高位向低位依次对每一档位的数据选择器进行扫描，逐个取走该位锁存器F1-F10十个单元的内容，通过接口电路联结于单片微机芯片，微机根据其所在档位的权和寄存单元的号，实施相应数值累加运算、存储处理，并输出到显示器数字显示。扫描过程对被提取内容的锁存器将随即清零，以为下次脉冲做好准备;时序控制器对全部档位的锁存器扫描一遍的周期，设定远小于完成一次拨珠动作所需的最小时间。
本发明中数字显示器上各位的数码，在空间位置上与拨珠键盘的档位所对应。为完善其功能和操作，且设置有1.一对小数点移位按键，用于将小数定位在适当的档位之间。
2.清零按键，实现对输入数据及计算结果的清除。
3.三状态置位扳钮，状态1、2为锁定位置，状态3为非锁定位置，扳钮与支持算珠复位弹片的四条连杆L1、L2、L3、L4相联动。置位状态1，弹片作用于算珠;置位状态2，弹片脱离对算珠的作用，可使珠盘作为普通算盘使用，此时A1-A7的逻辑电平信号通路转换到译码器2，直接与数字显示驱动器联接显示珠盘即时的面值;置位状态3，可对状态2工作下的算珠进行清盘。
4.普通计算器按键键盘。本发明具有与该类型键盘相配的计算器的全部功能，在实施多则运算或更高级的运算中，对于数字输入，拨珠操作与按键操作双方式作用等效。
权利要求
1.电子珠算器，其特征是具有拨珠键盘和按键键盘两种输入方式；算盘式分档布局的拨珠键盘，始终以相加(正数输入)视为在清盘状态下(各位均为0)、相减(负数输入)视为在满盘状态下(各位均为9)的珠算指法进行操作，拨珠控制的键盘开关电路对被输入数据的每位数字产生同时包含与之相应的权、值和符号(或相加相减运算)的信号，由时序控制器所控制，通过逻辑电路处理，在与拨珠档位(即该位数字的权)相对应的电路端口输出数据，后经接口电路联接电子智能部件进行运算处理与输出显示。
2.根据权利要求1所述的电子珠算器，其特征为算盘式拨珠键盘具下述构成，串联算珠并使之在其上可自由滑动的档杆平行排列，每档五个算珠，中间横梁将其分为上一下四两个部分;在每一档位，横梁两侧和边框内侧下方有弹片装置，分别与临近的算珠相抵触，使之与相邻的横梁或边框有的间隙离开，即上下两组珠子常处于各方所占空间的中间位置，两端间隙作为上拨或下拨算珠的滑动行程，当手指释放后，弹片随即将算珠回复到常态位置;在相对于档杆被横梁所分开的两个长度上，排列有受算珠的位移所控制的开关，当任一算珠上拨或下拨在其行程上滑动时，即有相应的开关发生状态改变。
3.根据权利要求1所述的电子珠算器，其特征为对应拨珠键盘的每一档位输入，均设有相同的逻辑电路，与拨珠动作相联动的开关状态信号，经延时控制处理，成为单次脉冲信号作为译码器1的输入，译码器1对应于+1，+2，...，+5，-1，...，-5运算有B1-B10十路输出，输出信号以其脉冲前沿触发分别寄存于锁存器F1-F10中，等待数据选择器的选通提取;时序控制器周而复始地从高位向低位依次对每一档位的数据选择器进行扫描，逐个取走该位锁存器F1-F10十个单元的内容，通过接口电路联结于单片微机芯片，微机根据其所在档位的权和寄存单元的号，实施相应数值累加运算、存储处理，并输出到显示器数字显示。
4.根据权利要求2所述的电子珠算器，其特征为算珠上半部为普通算珠形状，下半部向下延伸出楔状结构，以每个算珠在档杆上占据的空间尺度为d，横梁到上下两边框之距离间隔分别为2d和5d;受弹片束缚居中的算珠两端的滑动行程各为d/2;算珠下方相对于档杆被横梁所分开的两个长度上，以d为单位划分为等长的7段，在每一小段的中点，装置有受算珠的位移所控制的开关，即K1、K2、K3、K4、K5、K6和K7，其位置与静态下的算珠成交错排列，当任一算珠上拨或下拨移动d/2行程时，即与开关位置恰好对正，从而改变开关的状态。
5.根据权利要求3所述的电子珠算器，其特征为扫描过程对被提取内容的锁存器随即清零，以为下次脉冲做好准备。
6.根据权利要求1、2、3所述的电子珠算器，其特征为使算珠复位的弹片全盘共列为4排，每排弹片的基部固定于一条连杆上，共有L1、L2、L3、L4四条连杆，为设置的三状态置位扳钮所操纵，该扳纽状态1、2为锁定位置，状态3为非锁定位置，置位状态1，弹片作用于算珠;置位状态2，弹片脱离对算珠的作用，可使珠盘作为普通算盘使用，此时开关状态信号信号通路转换到译码器2，直接与数字显示驱动器联接显示珠盘即时的面值;置位状态3，可对状态2工作下的算珠进行清盘。
7.根据权利要求1和3所述的电子珠算器，其特征为数字显示器上各位的数码，在空间位置上与拨珠键盘的档位所对应，且设置有一对小数点移位按键，用于将小数定位在适当的档位之间。
8.根据权利要求1、2、3所述的电子珠算器，其特征为配备一普通计算器按键键盘，具有与该类型键盘相配的计算器的全部功能，在实施多则或更高级运算中，对于数字输入，拨珠操作与按键操作双方式作用等效。
全文摘要
本发明为电子珠算器(电子算盘)。电子计算机发展和应用的黄金时代，算盘对加减运算仍独具优势。本发明提供一种集古老的算盘与现代计算机之优点为一体的电子计算工具。其特征为以珠算指法用于特殊结构的拨珠键盘操作进行数据输入，计算机系统完成数据的运算、处理与输出显示，且兼具普通计算器和常规算盘的全部原有功能。
文档编号G06C1/00GK1068669SQ9110469
公开日1993年2月3日 申请日期1991年7月15日 优先权日1991年7月15日
发明者李同冈 申请人:李同冈