专利名称：儿童电脑学习机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种学习机，特别是一种儿童电脑学习机。
现有的儿童学习机功能较单一，一般只能作为玩具，对儿童的智力开发有一定的局限;且只适合某一年龄的儿童使用，适用范围不广。
本发明的目的在于避免上述现有技术的不足之处而提供一种集视觉、听觉、触觉和思维为一体，且具有年龄跨度大，换卡不换机，一机多用的儿童电脑学习机。
本发明的目的可以通过以下措施来达到本发明包括机壳、电源电路、喇叭，其特征在于还有外围接口电路、中央处理器、D/A转换电路、音频处理电路、卡带电路，中央处理器分别与外围接口电路及卡带电路相接，中央处理器的输出还通过D/A转换电路与音频处理电路相接，音频处理电路的输出送到喇叭。
本发明的目的还可以通过以下措施来达到中央处理器中集成电路U6的1～8脚分别和A/D转换电路中集成电路U4的5～12脚相接，U4的4与音频处理电路中集成电路U3的2脚相接，U3的1脚通过R10、R9、C4、C7、R3、VR1与集成电路U1的3脚相接。中央处理器中集成电路U6的10～13脚分别与集成电路U5的1、4、9、12脚相接，U6的32～39脚分别和集成电路U8的3、4、7、8、13、14、17、18脚及外围接口电路中集成电路U10的27～34脚相接，U6的14、16、17脚分别和U10的6、5、36脚相接。集成电路U6的15脚通过R7与电源电路中三极管Q2的基极相接，Q2的集电极通过R1接Q1的基极，Q2的集电极通过R1接Q1的基极，并与启动开关9相接。
本发明中的电源电路为整机提供+5V/-5V电源，中央处理器通过指令控制外围接口电路、卡带电路和D/A转换电路;当机器插入相应的卡带和卡片，中央处理器通过外围接口读出该卡片号码，并把地址转向占该号码卡片内容相关的存在于卡带中的地址范围，以节省寻址时间，另外，中央处理器通过外围接口，读出操作(按键盘)内容所在地址，并取出该地址的内容，送往D/A转换电路，转换出的模拟信号经整形放大后喇叭发生相应的读音。
图1为本发明的原理方框图;
图2为本发明的外形结构示意图;
图3为本发明的电原理图;
图4为卡带电路的电原理图。
本发明下面将结合附图(实施例)作进一步详述参照图1、图2，本发明由外围接口电路1、中央处理器2、D/A转换电路3、音频处理电路4、卡带电路5、电源电路6、机壳7、喇叭8等组成。机壳7的面板上装有启动开关9、重复开关10、停止开关11及两个喇叭8。
参照图3，本发明的电路原理具体叙述如下(一)电源电路电源电路包括4个组成部分(a)电源开关触发及保持，(b)+5V稳压输出，(c)直流逆变及整流，(d)-5V稳压输出。
(a)电源开关触发及保持当插入卡带后，电源(外接整流电源或机内电池)电压即加至Q1。Q1、Q2即组成开关触发及保持电路，当与键盘相接的插座CON2的第2脚接地(即按启动开关9)，Q1的基极电位下降，Q1导流、电压加至U2的输入端，而U2即输出+5V电压，同时，+5V通过R6加至Q2基极令Q2导通，则令Q1的基极维持低电平，故Q1维持导通，U2维持+5V输出。
当一张卡片的操作完成后，CPU的P3.5脚自动发出低电平，令Q2基极电位下降，Q2截止，则Q1基极电位上升，Q1截止，则U2的+5V输出截止，即自动关机。另当按接于插座CON2第16脚的停止开关11时，则也会停机。当按接于插座CON2第4与第17脚之间的重复开关10时，则电路会重复工作。
(b)+5V稳压输出通过Q1加入的电压接至正三端稳压器U2的输入端，其输出+5V供各芯片工作，同时有若干电容滤波。
(c)直流逆变及整流通过Q1加入的电压接至双稳压振荡器U9，U9与若干阻容元件组成振荡电路并在第3脚输出交流信号，通过D2～D5作负压整流输出-10V直流电压给U7，同时该电压通过D1反馈给U9，以维持振荡。
(d)-5V稳压输出经逆变整流后的-10V直流电压加至负三端稳压器U7的输入端，其输出-5V作负压供电。
(二)中央处理器CPU电路该电路包括U5、U6、U8三片IC及若干外围器件，U6是单片微机80C31，该芯片18、19脚处接8N晶振，通过内置时钟发生器，产生工作指令周期时钟，9脚外接R16、C20作开机清零，该芯片有8根数据线D0～D7、16根地址线A0～A15，其中A0～A7与D0～D7共用8条引脚，通过30脚的ALE信号及地址锁存器U8把A0～A7与D0～D7分开，供各芯片使用，另外，因80C31最大寻址能力为64K，而软件容量较大，需作扩址，扩址通过P3口的P3.0～P3.2三根线及U5扩址至512K，为提高处理速度，该机采用读RAM指令，通过29脚的PSEN控制，U6的14脚CS、16脚WR、17脚R0分别作为外围接口电路的片选、读写线。另外，从卡带(ROM片)读取的语音数据送至1～8脚的P1口，输出给D/A转换电路。
(三)外围接口电路该电路包括U10(82C55)、键盘(通过插座CON2)、卡片选址开关(通过插座CON3)。当不同的卡片插入时，卡片选址开关所置电平不同，令U10的PC口置入不同的初始值，这样当CPU读取PC口的数据后，即可确定有关该卡片内容的卡带(ROM)中相应的64K地址段，这样就可大大提高寻址速度，缩短响应时间。
键盘控制采用扫描键盘，由U10的PA口的PA0～PA6共7根线及PB口的PB0～PB7共8根线通过插座CON2组成一个7K8的扫描键盘，键盘采用最新的薄膜键盘，具有可靠性高，寿命长等优点，CPU循环控制U10的PA口输出一定的高电平，同时读PB口数据，当发现某一线电平变高即采取响应，然后读取卡带中相应地址的数据，进行处理。
(四)D/A转换及音频处理电路该电路由D/A转换集成电路U4、滤波集成电路U3、功放集成电路U1组成。U6中P1口的数据送至U4的数据输入端，+5V及地通过R13、R15、C11提供基准参考电平，通过积分在第4脚输出一模拟信号，完成D/A转换。
U3及外围元件组成两节滤波器，其中U3/a是一个高通滤波，而U3/b则组成一个低通滤波，两节加起组成一个带通滤波，以滤去高频及低频杂音。
经U3滤波后的音频信号通过音量电位器VR1加至功放集成电路U1，即U1是一个典型的OTL功放电路，完成音频功率放大，最后推动喇叭。
参照图4，卡带电路焊在副板上，通过插座CON1与主板相连，这里只有一片IC1，其中固化了本学习机的软件，通过(三)所述的各线与CPU相连，在CPU控制下实现数据的读取。
本发明的设计采用了当今比较流行的单片微处理器，大大简化了电路，同时，通过采取卡片选址开关，读RAM指令，扩址等一系列措施，克服了单片机普遍存在的处理速度慢、寻址能力低等缺点，为单片机的应用提出了光明的前景。
本发明相比现有技术具有如下优点1.集视觉、听觉、触觉和思维为一体，起到了手、眼、耳、脑并用的作用，是儿童智力开发和学习的理想产品。
2.设计新颖，操作简便，寓教于乐，电脑双向沟通，不需专人辅导。
3.采用卡片教学，循序渐进，内容难易程度不同，适应年龄从几个月到13岁左右的儿童，可换卡不换机，经济实惠，一机多用。
4.图画精美，语言活泼，启发教学，考试提醒，趣味无穷，将是少年儿童的好伴侣。
权利要求
1.一种儿童电脑学习机，包括机壳7、电源电路6、喇叭8，其特征在于还有外围接口电路1、中央处理器2、D/A转换电路3、音频处理电路4、卡带电路5，中央处理器2分别与外围接口电路1及卡带电路5相接，中央处理器2的输出还通过D/A转换电路3与音频处理电路4相接，音频处理电路4的输出送到喇叭8。
2.根据权利要求1所述的学习机，其特征在于中央处理器2中集成电路U6的1～8脚分别和A/D转换电路3中集成电路U4的5～12脚相接，U4的4与音频处理电路4中集成电路U3的2脚相接，U3的1脚通过R10、R9、C4、C7、R3、VR1与集成电路U1的3脚相接。
3.根据权利要求1所述的学习机，其特征在于中央处理器2中集成电路U6的10～13脚分别与集成电路U5的1、4、9、12脚相接，U6的32～39脚分别和集成电路U8的3、4、7、8、13、14、17、18脚及外围接口电路1中集成电路U10的27～34脚相接，U6的14、16、17脚分别和U10的6、5、36脚相接。
4.根据权利要求1所述的学习机，其特征在于集成电路U6的15脚通过R7与电源电路6中三极管Q2的基极相接，Q2的集电极通过R1接Q1的基极，Q2的集电极通过R1接Q1的基极，并与启动开关9相接。
全文摘要
本发明涉及一种儿童电脑学习机，它由外围接口电路、中央处理器、D/A转换电路、音频处理电路、卡带电路、电源电路、机壳、喇叭等组成。本机通过中央处理器的控制，可以使卡片号码和任何按键经过外围接口电路能及时反应到中央处理器，中央处理器从外接卡带电路中读取数据并把处理后的结果通过D/A转换电路及音频处理电路的处理，从而发出清晰的句子。本发明集视、听、触觉和思维为一体，适用年龄跨度大。是儿童智力开发和学习的理想产品。
文档编号G09B5/00GK1069590SQ9211096
公开日1993年3月3日 申请日期1992年9月28日 优先权日1992年9月28日
发明者伍劲松, 杨志锐 申请人:广州经济技术开发区八达公司电子工程部