专利名称：步速计算设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及人们在行走或跑步中的步速的步速计算设备。
通常，一名赛跑运动员在体育运动中的马拉松或长距离(例如十公里)跑中保持其步速是一个重要的因素。参加这种长跑的一名赛跑运动员在训练中可便用一个定步器。
定步器在给定的时间间隔上向赛跑运动员发送一个信号，诸如一个声音。赛跑运动员便能根据信号来跑步以保持其自身的步速。
通常，具有在给定的时间间隔上生成信号声的功能的手表称作定步器，它能改变生成信号声的时间间隔，以便与赛跑运动员所要求的一种步速相匹配。赛跑运动员在跑步时在手腕上带着这一定步器。
然而，传统的定步器只有改变生成信号声的时间间隔的功能。因此，它不能用在例如事先确定了一名赛跑运动员在一个目标跑时间中跑完任何距离及根据设定的目标跑时间跑完这一距离的适当步速的方式中。
在这一情况中，为了得到在目标跑时间t中赛跑运动员跑完距离d的跑道的步速p(例如，每分钟的步数)，将赛跑运动员的步幅W、距离d及目标跑时间t等数据项输入到该设备中，并要求根据下述关系式计算出步数pp＝d÷w÷t由于传统的定步器没有这种功能，它们不能用在根据设定的目标跑时间确定跑步的适当步速的方式中，如上所述。
即使提供了能够通过上面所提到的计算方法算出步速p的一种定步器，要设定的数据项的数目也是大量的，并且键入这些数据项的操作也是烦琐的。
除非事先测定，某些要设定的数据项是不清楚的例如，距离及赛跑运动员的步幅。这些数据项准备起来是烦琐的。如果准备的数据项不精确，得到的步速中会不利地包含误差。如果赛跑运动员跑过一段不清楚距离的跑道，便不能得到必要的数据，从而不能计算出步速而完全不能使用这一功能。
因此，本发明的一个目的为提供一种步速计算设备，用于根据一个目标运动时间计算一个人跑或走过任何距离的步速(每一给定时间中的步数)。
本发明的另一个目的为提供一种步速计算设备，用于即使在一条不清楚距离的跑道上用一个目标运动时间运动时也能不设定距离数据而计算一个人的步速。
本发明的又一个目的为提供一种不需要设定难于精确地了解的数据的随处可方便地使用的步速计算设备，这些数据中包括诸如一个人运动的一条跑道的距离以及他运动的步幅等，该步速计算设备还能得出该人根据一个精确的目标运动时间通过任何距离的步速。
本发明的又另一个目的为提供一种步速计算设备，该步速计算设备只需一次简单的输入操作便能根据一个目标运动时间计算一个人通过任何距离的步速。
为了达到上述目的，本发明提供了一种步速计算设备，包括第一存储装置，用于存储一个人运动通过任何第一距离的多种不同步速的数据，以及该人以各该步速通过第一距离所用的相同数目的不同时间数据;
第二存储装置，用于存储该人运动通过任何第二距离的任何步速的数据，以及该人运动通过第二距离所用的时间数据;
第三存储装置，用于存储该人以任何步速运动通过第二距离所用的目标运动时间数据;以及计算装置，用于根据存储在第一存储装置中的多种步速的数据及相同数目的运动时间数据、以及存储在第二存储装置中的步速数据及运动时间数据，计算该人在目标运动时间中通过第二距离的步速，目标运动时间数据是存储在第三存储装置中的。
根据具有上述结构的创造性设备，存储了该人运动通过第一距离(例如该人运动通过用于设定必要的数据的一条测试跑道的距离)的多种步速数据、以及运动的多种对应运动时间数据。计算装置即使在不设定赛跑运动员的步幅及跑道距离时也能计算该人运动通过第二距离(例如，为了训练目的，该人希望跑过的一条实际跑道)的步速。由于不需要在许多情况中难于在数值上了解的一条跑道的精确距离的数据，该设备是易于使用及计算一个精确的步速的。该设备即使在不知道跑道距离时也是有用的，并且不限于使用在已知距离的一条跑道上。
为了达到上述目的，本发明提供了一种步速计算设备，包括第一输入装置，用于将一个人以各步速运动通过任何第一距离的多种不同步速数据及该人运动通过任何第二距离的一种步速数据输入到该设备中;
第二输入装置，用于将该人以任何步速运动通过第二距离的目标运动时间数据输入到该设备中;
计时装置，用于根据由第一输入装置输入的各步速数据，测定该人运动通过第一与第二距离所用的运动时间以提供运动时间数据;
存储装置，用于存储由第一输入装置输入的多种步速数据、由第二输入装置输入的一个目标运动时间数据、由计时装置提供的运动时间数据;
计算装置，用于根据运动时间数据及步速数据推断该人通过第一距离的运动的一种步速与一个运动时间之间的一个关系式，并从这一关系式中计算出该人在目标运动时间中运动通过第二距离的一种步速，目标运动时间数据是由第二输入装置输入的;以及发声装置，用于生成对应于计算装置算出的步速的一个信号声。
在具有这种结构的创造性计算设备中，输入装置输入第一距离(例如，一条测试跑道的距离)中的步速数据、及第二距离(例如，一条实际跑道的距离)中的步速数据、及第二距离(例如，一条实际跑道的距离)中的一个步速数据、及第二距离的一个目标运动时间数据。计时装置测定该人运动通过第一与第二距离所用的时间。存储装置存储测定的时间数据。计算装置算出步速与运动时间之间的关系，并根据这种关系及由输入装置输入的、存储在存储装置中的一个目标运动时间计算出目标运动时间中的步速数据。
这样，即使该人在目标运动时间中运动的一条跑道的距离不知道时，也能容易地得到该人在目标时间中运动的一种步速数据，并且这一创造性设备可用于用户需要的任何地方。该创造性设备消除了繁琐的设定数据的必要性，诸如一条跑道的距离数据及该人的步幅等，从而任何人都能容易地用它来提供该人的一种精确的步速数据。
为了实现上述目的，本发明提供了一种步速计算设备，包括计步器装置，用以测定一个人在多种不同步速的每一种上运动通过任何第一距离所用的步数，以及该人以任何步运动通过任何第二距离所用的步数;
计时装置，用于当所述计步器测定了对应的步数时，测定该人运动通过对应的第一与第二距离所用的时间;
输入装置，用于将该人运动通过第二距离所用的一个目标运动时间数据输入到该设备;
第一计算装置，用于根据从所述计步器装置得到的步数数据及从计时装置得到的运动时间数据，计算该人用各步速运动通过第一距离的多种步速，以及该人用来运动通过第二距离的一种步速。
存储装置，用于存储从第一计算装置得出的多种步速数据、由输入装置输入的目标运动时间数据以及从计时装置得出的多个运动时间数据。
第二计算装置，用于根据存储在所述存储装置中的该人运动通过第一距离所用的多种步数据及多个运动时间数据推断一种步速与一个运动时间之间的关系式，并从这一关系式计算出该人在目标运动时间中运动通过第二距离所用的一种步速，目标运动时间数据是由所述第二输入装置输入的;以及发声装置，用于生成一个与第二计算装置计算的步速相对应的信号声。
在具有这种结构的创造性计算设备中，步数测定装置测定该人运动通过任何第一距离(例如，一条测试跑道的距离)及任何第二距离(例如，一条实际跑道的距离)所用的步数。计时器装置测定该人运动通过这些距离所用的时间。第一计算装置根据该人运动通过第一与第二距离所用的这些步数与时间数据项计算步速数据。存储装置存储由第一计算装置计算的步速数据及由输入装置输入的目标运动时间数据。第二计算装置得出一种步速与一个运动时间之间的关系式，并根据存储在存储装置中的目标运动时间数据得出该人在目标运动时间中运动通过第二距离的一种步速数据。
这样，即使不知道该人在目标运动时间中运动通过的一距离，也能容易地得出该人在目标运动时间中所用的一种步速数据。本创造性设备可用于该人所需要的任何地方，并消除了繁琐的设定数据的必要性，诸如一条跑道的距离数据及赛跑运动员的步幅等，从而本创造性设备可用于提供一种精确的步速数据。
由于第一计算装置是根据步数测定装置测定的步数及计时装置测定的运动所用的时间来计算一种步速的，不需要输入与设定步速数据。从而，本创造性设备易于操作并便于使用。
图1为根据本发明的步速计算设备的一个第一实施例的基本结构的方框图;
图2示出第一实施例的步速计算设备的一个存储区的结构;
图3示出改变步速计算设备中的模式的一个过程;
图4为该步速计算设备所执行的一种步速计算方法的流程图;
图5示出步速计算设备所执行的一种步速计算方法;
图6示出响应按下步速计算设备中的一个键时执行的一个键响应进程;
图7为响应出现在步速计算设备中的一个中断而执行的一个中断进程的流程图;
图8为根据本发明的步速计算设备的一个第二实施例的基本结构的方框图;
图9示出第二实施例的步速计算设备中的一个存储区的结构;
图10示出改变第二实施例的步速计算设备中的模式的过程;
图11为第二实施例的步速计算设备所执行的一种步速计算方法的流程图;
图12示出响应按下第二实施例的步速计算设备中的一个键时所执行的一个键响应进程;以及图13为响应出现在第二实施例的步速计算设备中的一个中断而执行的一个中断进程的流程图。
第一实施例下面描述根据本发明的步速计算设备的一个第一实施例。本实施例的步速计算设备是包含在一块电子手表中的，并具有计算一种步速及作为手表显示时间的功能。
图1为根据本发明的步速计算设备的一个第一实施例的基本结构的方框图;如图1中所示，该步速计算设备包括一个振荡器1及一个分频器2，它们合作输出一个预定频率的脉冲信号;一个根据来自分频器2的脉冲信号记录当前时间、测定经过的时间及计算一种步速(以后描述)的中央处理单元(CPU)3;存储控制CPU3的操作的程序的一个只读存储器(ROM)4;存储数据的一个随机存取存储储器(RAM)5;一个放大器6及一个扬声器7，它们合作放大一个来自CPU3的步速信号并作为一个信号声输出之;一个显示器驱动器8及一个显示器9，它们合作显示时间、步速及经过时间;以及一个键入数据及改变模式的键入单元10，它将在下面描述。
振荡器1使用一种众所周知的晶体谐振器，它取决于谐振器的本征振荡频率生成一定频率的信号，例如32，768HZ。
分频器2分频来自振荡器1的信号以得到一个降低了频率的信号，在本实施例中为一个32HZ的信号，然后将它送至CPU3。
如图2所示，RAM5中包含一个存储要在显示器9上显示的数据的显示寄存器区5a;存储对应于从分频器2接收的一个信号的经过时间数据的一个计时寄存器区5b;存储显示模式改变标志M、F、N、L及Q(以后描述)的区5c;以及存储用秒表测定的一个时间的一个时间寄存器TO区5d。
RAM5中包含一个第一次测试跑步速数据P1区5e，用于存储下面要描述的第一次测试跑中一名赛跑运动员的步速数据P1;一个第一次测试跑时间T1区5f，用于存储在第一次测试跑中所用的时间数据T1;一个第二次测试跑步速P2区5g，用于存储下面要描述的第二次测试跑中一名赛跑运动员的步速数据P2;一个第二次测试跑时间T2区5h，用于存储第二次测试跑中所用的时间数据T2。
在本实施例中，步速的含义是一个给定的时间中赛跑运动员的步数，更具体地，在赛跑运动员跑时每分钟所用的步数。测试跑时间的含义是赛跑运动员跑完(或运动通过)一个测试距离所用的时间。
在下面要更详细描述的一个步速测试跑时间关系中，RAM5中包含一个存储一个系数a的区5i;存储一个常数b的一个区5j;存储在第三次测试跑中的步速数据P3的一个第三次测试跑步速P3区5k;存储第三次测试跑中所用的一个测试时间数据T3的一个第三次测试跑时间T3区5m;存储针对跑完任何距离并通过键入单元10键入的目标跑时间数据T4的一个目标跑时间T4区5n;存储CPU3计算出并且赛跑运动员在目标跑时间中用这一步速跑的步速数据P4的一个区5p;以及存储指示秒表功能从起动到停止来测定第一至第三次测试跑时间的标志数据S的一个区5g。
显示器9包括一个由显示驱动器8驱动的众所周知的液晶显示器，显示驱动器8接收来自CPU3的时间、步速与测试跑时间数据并显示这些数据，如图3中所示。
如图3中所示，显示在显示器9上的画面中包括一个时钟显示模式画面A、一个第一次测试跑模式画面B、一个第二次测试跑模式画面C、一个第三次测试跑模式时间测定画面D与一个步速设定画面E、以及一个实际模式目标跑时间设定画面H与一个步速显示画面G。
键入单元10由第一至第六键开关S1、S2、S3、S4、S5与S6构成，各开关输出一个键开关连通/切断信号，其中第一至第三键开关S1-S3分别用于改变模式。
第四键开关S4用于键入数值的步速或目标跑时间数据。每次按下第四键开关S4来将其接通时，数值输入便增加直到达到一个预定的值为止，这时它便被复位到零，就象在一个众所周知的数字时钟中用于键入一个数字值的一个键开关一样。
第五键开关S5用于起动/停止步速计算设备的秒表功能。
第六键开关S6用于清除秒表测定的时间数据。
CPU3具有下述功能根据来自分频器2的信号显示时间并测定经过的时间;处理来自键入单元10的信号;以及计算赛跑运动员在一个目标跑时间内跑完任何距离的步速。
本步速计算设备计算步速的进程将对照图3-5加以描述。
当标志M与F的值为零时，CPU3在时间显示(时钟)模式中。如图3的时钟模式画面A中所示，显示器9显示当前时间、日期及星期(图4的步骤A1)。
当要计算赛跑运动员在目标跑时间中跑完任何距离的步速时，在步骤A2上由键入单元10上的第二键开关S2的接通操作的一个信号将标志F的值设置成“1”来将CPU3的操作从时钟模式改变到测试跑模式(第一次或第二次测试跑模式)。
在测试跑模式中，设定第一模式测试跑中的一个步速并测定在该步速上赛跑运动员跑完任何距离X的一个测试跑时间(步骤A3)。
赛跑运动员用第四键开关S4键入步速数据以设定步速。如图3的第一次测试跑画面B中所示，将步速设定在诸如190步/分上。步速数据P1存储在图2的RAM5的第一步速P1存储区5e中。CPU3根据步速数据将一个步速信号输出到放大器6，而扬声器7生成一个在190步/分的时间间隔上的信号声。
如图5所示，赛跑运动员在对应于该信号声的步速上跑完具有任何距离x的一条跑道X。在跑道X的起点处，赛跑运动员按下第五键开关S5来停止秒表功能并根据信号声开始这一跑道。然后赛跑运动员在跑道X的终点处再次按下第五键开关S5来停止秒表功能来测定跑道X的测试跑时间。这一测定中得到的测试跑时间数据是存储在RAM5的第一测试跑时间T1区5f中的。现在假定第一测试跑用时21秒。
在测试跑模式中通过按下第三键开关S3，赛跑运动员将画面从图3的第一测试跑画面B改变到第二测试跑画面C，并设定第二测试跑中的一种步速，并象第一测试跑中一样测定赛跑运动员在设定的步速上跑完跑道X’的任何距离x所用的测试跑时间。
第二测试跑中设定的步速数据存储在图2的RAM5的第二步速P2区5g中，而用于这一次测试跑的第二测试跑时间的数据则存储在RAM的第二测试跑时间T2区5h中。
现在假定第二测试跑中设定的步速为120步/分而测试跑时间则为46秒。
要求第二测试跑中的测试跑距离与第一测试跑中的一样为距离x，并且赛跑运动员最好在与第一测试跑中相同的跑道X中进行第二测试跑。而为第二测试跑设定的步速则要求与第一测试跑中的步速不同。
CPU3采用下式作为赛跑运动员跑完具有距离x的跑道X与X′中每一条时步速与所用测试跑时间之间的一种关系式并计算其系数a与常数bP＝aT+b其中P为步速而T为测试跑时间。
将在第一与第二测试跑中设定的步速数据与测定的测试跑时间分别代入步速P与测试跑时间T中，以建立下列联立方程，并计算系数a与b190＝21a+b120＝46a+b联立方程的解为a＝-2.8与b＝248.8，然后将它们代入联立方程中而得出下列关系式P＝-2.8T+248.8。
将上述关系式中的系数a与常数b分别存储在RAM5的存储区5i与5j中。这一关系式是进行第一与第二测试跑的赛跑运动员所固有的。
接着，进行第三测试跑。要求第三测试跑的一条跑道Y与赛跑运动员在设定的目标跑时间中跑完的跑道Y′具有相同的距离y，并且最好是与Y′同一条跑道。
在第三测试跑中的步速与第一及第二测试跑中一样设定。首先，赛跑运动员按下第一键开关S1，然后第三键开关S3将画面改变到图3的第三测试跑模式的步速设定画面E。然后按键开关S4来键入一个所要求的步速数据值，该值随即被存储在RAM5的第三测试跑步速P3区5k中(步骤A5)。
赛跑运动员然后按第三键开关S3将画面改变到第三测试跑模式时间测定画面D。然后按第五键开关S5来实现秒表功能，通过在跑道Y上进行一次测试跑来测定测试跑时间。在这一测试中得出的测试跑时间数据T3存储在RAM5的第三测试跑时间T3区5m中(步骤A6)。
在本例中，假定为第三测试跑设定的步速为180步/分而测试跑为50秒。
将步速“180”代入关系式180＝-2.8T+248.8。
因此，T＝24.57。
从上述表达式中得出赛跑运动员以180步/分的步速跑完距离x所用的测试跑时间为24.57秒。
然后，赛跑运动员按第一键开关S1将画表改变到实际模式目标跑时间设定画面H，并用第四键开关S4键入目标跑时间数据。目标跑时间数据是存储在RAM5的目标跑时间T4区5n中的(步骤A7)。
然后赛跑运动员按第三键开关S3将画面改变到实际跑模式步速显示画面G，令CPU3从目标测试跑时间(60秒)对第三测试跑时间(50秒)之比中计算赛跑运动员以目标步速跑完距离x所用的测试跑时间60∶50＝T∶24.57。
从而，T＝29.484。
由于已经得出了赛跑运动员以在60秒目标跑时间中跑完距离Y相同的步速跑完距离x所用的测试跑时间，便将这一测试跑时间代入上述关系式中，得出如下的步速PP＝-2.8×29.484+248.8＝166.24得出的步速P便是赛跑运动员跑完距离x的步速，并且它是该赛跑运动员在60秒目标跑时间内跑完距离Y的相同步速。从而，通过以相同的步速跑完距离Y，便可达到60秒的目标跑时间。
因此，步速P＝166.24便是计算出的使赛跑运动员在设定的目标跑时间中跑完一条具有距离Y的跑道Y所用的步速，并将其显示在图3的步速显示画面G上(步骤A8)。
为了得出计算步速，要求第一与第二测试跑时间必须相等，而第三测试跑距离必须与在设定的实际目标跑时间内的实际跑时间相等，但不需要健入各跑道距离数据。
得出计算步速时，便将计算的步速数据存储在RAM5的计算步速P4区5P中。CPU3通过放大器6将一个指示计算步速的步速信号输出到扬声器7，后者为赛跑运动员在60秒目标跑时间内跑动生成一个指示166步/分步速的信号声。因此，赛跑运动员便能根据信号声来跑跑道Y'，从而在与目标跑时间相近的时间内跑完该跑道。
下面对照图6与7的流程图描述CPU3在键入单元10的键入操作的基础上的操作以及模式与显示画面改变操作。
首先描述响应键入信号改变对应模式的标志M、F、N、L、Q及秒表功能标志S。
各标志M、F、N、L、Q用于改变显示器9的画面，并将对照图3加以描述。
标志M用于改变各种时钟模式(画面A)、第一测试跑模式(画面B)与第二测试跑模式(画面C)、第三测试跑模式(画面D、E)与实际跑模式(画面H、G)。各模式赋于0、1与2作为标志M的值。
当M为0时，标志F用于将画面从时钟模式(画面A)改变到第一与第二测试模式(画面B，C)或相反。在时钟模式中，F＝0;而在第一与第二测试跑模式(画面B，C)，F＝1。
当标志M＝0且标志F＝1，标志N用于将画面从第一与第二测试模式(画面B与C)中的一种改变到另一种或相反。在第一测试跑模式(画面B)中，N＝0而在第二测试跑模式(画面C)中，N＝1。
当标志M＝1即在第三测试跑模式(画面D，E)中时，标志L将画面从测试跑时间测定画面D改变到步速设定画面E或相反。在测试跑时间测定画面D中，标志L＝0而在步速设定画面E中，标志L＝1。
当标志M＝2即在实际跑模式(画面H，G)中时，标志Q将画面从目标跑时间设定画面H改变到步速显示画面G或相反。在目标跑时间设定画面H中，标志Q＝0而在步速设定画面G中，标志Q＝1。
当按下一个键时，CPU3起动一个键响应进程。首先，当按下第一键开关S1时(步骤B1)，CPU在标志M的值上加1以结束该进程(步骤B2)。当标志M为3时，将标志M设置在0上。
当按下第二键开关S2时(步骤B3)，CPU3判定标志M的值是否为0(步骤B4)。当标志M的值不为0时，CPU3便结束该进程。如果标志M的值为0，CPU3判定标志F的值是否为0(步骤B5)。如果是，CPU3将标志F设定在1上(步骤B6)。如果标志F的值已经是1，CPU3将标志F的值返回到0(步骤B7)，并认为第一与第二测试跑已完成从而将两个步速数据项及对应的测试跑时数据项作为输入来计算关系式P＝aT+b的系数a与常数b(步骤B8)。
按下第三键开关3时(步骤B9)，CPU3判定标志M的值是否为0(步骤B10)。
如果是，CPU3进一步判定标志F的值是否为1(步骤B11)。如果否，则CPU3结束该进程，而当标志F的值为1时，CPU3判定标志N的值是否为0(步骤B12)。如果是，则CPU3将标志N设置为1来将显示器9的画面及CPU3的进程放置在第二测试跑模式中(步骤B13)。如果标志N的值为1，则CPU3将标志N设置为0来将显示器9的画面及CPU3的进程放置在第一测试跑模式中(步骤B14)。
如果标志M不为0，则CPU3判定标志M的值是否为1(步骤B15)。如果是，则显示器9的画面及CPU3的进程在第三测试跑模式中。从而，CPU3接着判定标志L的值是否为0(步骤B16)。如果是，CPU3将标志L设置为1，来将显示器9的画面及CPU3的进程从第三测试跑模式中的时间测定画面D改变到步速设定画面E(步骤B17)。如果标志L的值为1，则CPU3将标志L设置为0来将显示器9的画面及CPU3的进程从步速设定画面E改变到时间测定画面D(步骤B18)。
当标志M的值既非0又非1时，即当标志M的值为2时，则显示器9的画面及CPU3的进程在实际跑模式中。这时，CPU3判定标志Q的值是否为0(步骤B19)。如果是，则CPU3结束第三测试跑进程并判定已经输入了第三测试跑步速数据与测试跑时间数据以及目标跑时间数据。然后，CPU3在标志Q中设置1，而显示器9的画面及CPU3的进程从目标跑时间设定画面H改变到实际跑模式中的步速显示画面G(步骤B20)，并计算步速及将其显示在显示器9上(步骤B21)。
当标志Q的值不为0时，将标志Q的值设置在0上，并将显示器9的画面及CPU3的进程从步速计算模式改变至目标跑时间输入模式，以结束键响应进程(步骤B22)。
在按下第四键开关S4时(步骤B23)，当显示器9的画面及CPU3的进程在第一至第三测试跑模式中任何一种中时(M＝0或1)则键入一个用于设定步速的数值，而在实际跑模式中(M＝2)则输入用于设定一个目标跑时间的数值(步骤B24)。
在按下第五键开关S5时(步骤B25)，CPU3首先判定标志M的值是否为0及标志F的值是否为1(步骤B26)。如果是，则CPU3判定标志S的值是否为1(步骤B27)，然后判定标志N的值是否为0(步骤B28)。
当标志N的值为0时，采用第一测试跑模式。这时，CPU3执行第一测试跑模式中的进程。如果标志S不为1，即如果S为0，则已经停止了秒表功能。从而，CPU3在标志S中设置1来起动秒表功能(根据来自分频器2的信号以1/32秒的时间间隔逐一向上计数RAM5的时间寄存器T0的值)并结束键响应进程(步骤B29)。
当标志S为1时，秒表功能已经开始工作。从而，CPU3在标志S中设置0以停止秒表功能(步骤B30)并将存储在RAM5的存储器5d中的时间寄存器T0数据存储在RAM5的第一测试跑时间T1区5f中，并结束该键响应进程(步骤B31)。
当标志N为1时，则已采用了第二测试跑模式。这时，CPU3在标志S中设置0(步骤B32)并执行与第一测试跑模式中的进程相似的一个第二测试跑模式中的进程。将存储在RAM5的时间寄存器T0区5d中的数据存储在RAM5的第二测试跑时间T2区5h中(步骤B33)。
当标志M的值不为0且标志F的值也不为1时，则CPU3判定标志M的值是否为1及标志L的值是否为0(步骤B34)。如果标志M的值不为1且标志L的值不为0，则CPU3结束该进程。当标志M的值为1且标志L的值为0时，CPU3判定标志S的值是否为1(步骤B35)以执行第三测试跑模式中的进程。
当标志S的值不为1，则CPU3在标志S中设置1，起动秒表功能(步骤B29)来测定第三测试跑中的测试跑时间。当标志S的值为1时，则秒表功能已开始工作。从而，CPU3在标志S中设置0来停止秒表功能(步骤B36)，将存储在RAM5的存储区5d中的时间寄存器T0数据作为第三测试跑时间数据存储在RAM5的第三测试跑时间T3区5m中，以结束键响应进程(步骤B37)。
当按下的不是第一至第五键开关S1-S5中任何一个时，则便是操作了第六键开关S6。这时，清除秒表功能测定的时间数据，即将RAM5的时间寄存器T0中的数据值复位至0以结束该进程(步骤B38)。
首先，对照图7的流程图在下面对具有时钟功能的本实施例的步速计算设备的总体操作加以描述。
首先，当定时信号以1/32秒的时间间隔从分频器2输入到停机状态中的CPU3时(步骤C1)，CPU3便执行一个众所周知的方式的顺序记录时间的计时进程(步骤C2)。然后，CPU3判定指示秒表功能的起动/停止的标志S是否为1(步骤C3)。如果是，即当秒表功能正在工作时，则CPU3响应分频器2以1/32秒的间隔生成的一个信号将时间寄存器T0值向上计数1(步骤C4)。
起动用于生成一个信号声的发声进程(步骤C5)。在这一进程中，对应于在第一至第三测试跑模式中设定的或者在实际跑模式中计算的一种步速生成一个信号声。每次表示步速延续时间的时间过去时，CPU3将一个步速信号输出到放大器6，从而使扬声器7生成一个与该步速信号对应的信号声。
由于时间的流逝与秒表功能的工作而改变了的一个数值显示在显示器9上(步骤C6)。
当来自键入单元10的一个信号输入到停机状态中的CPU3时(步骤C1)，便作为一个中断进程执行键入响应操作，并将对应的模式显示在显示器9上(步骤C7)。
根据本步速计算设备，赛跑运动员以预定的步速进行一次测试跑，来抽取步速与测试跑时间之间的一种该赛跑运动员所固有的关系，并用它来计算对应于一个目标跑时间的一种步速。
通过进行跑完具有相同距离x的跑道X及X’的每一条的一次测试跑，便可得出这一关系，特别是不需要输入跑道X及X’的距离数据。在同一跑道X上的第一与第二测试跑不需要知道跑道x的距离，如同在一个体育运动场上一样，并且可以得出任何正规赛跑跑道上的关系式。
一名赛跑运动员沿一条与该运动员在一个目标跑时间中应当跑完的跑道Y’相同距离的跑道Y进行一次第三测试跑;将第三测试跑中的一个设定的步速引入第一与第二测试跑的距离x的关系式中以得出在第三测试跑中设定的步速上的一个测试跑时间;将这一测试跑时间乘以目标跑时间对第三测试跑时间之比来计算赛跑运动员用他在目标跑时间中跑完距离Y的步速跑完距离X所用的时间;以及将这一时间数据代入该关系式中来算出该赛跑运动员在目标跑时间内跑完距离Y的一种步速。
用来得出上述关系式的第一与第二测试跑跑道的距离x不要求与目标跑时间中一次跑完的距离Y相等。一旦得出了一名赛跑运动员的关系式，便可使用该关系式计算出各有不同距离的多条跑道中每一条中该赛跑运动员在一个目标跑时间中跑的步速，并且只需该赛跑运动员在该跑道中进行一次第三测试跑。
即使设定了一个第二目标跑时间并且对应的步速是在一条与第一次设定第一目标跑时间的跑道不同的跑道上计算出的，也不需要输入第二条跑道的距离数据。
从而，根据本实施例的步速计算设备，即使在不知道距离的一条跑道上的对应于一个目标跑时间的步速也能容易地算出。一旦得出了这一表达式，便能更容易地算出各有不同距离的多条跑道中每一条上与一个目标跑时间对应的步速。
由于不需要设定跑道距离及赛跑运动员步长数据，本设备易于在任何地方使用并能精确地计算步速。因此，只需在一次测试跑中输入步速数据及在一次实际跑时输入目标跑时间数据，从而键入操作是简单的并且设备是易于使用的。
第二实施例
下面参照附图描述根据本发明的步速计算设备的一个第二实施例。这一步速计算设备和第一实施例中的步速计算设备一样，是结合进一只电子手表中的。
这一第二实施例的步速计算设备与第一实施例中的不同之处在于前者在第一至第三测试跑的起点上自动为赛跑运动员设定一个赛跑运动员步速，而后者则根据在第一至第三测试跑中每一次从键入单元10键入的数据设定一个赛跑运动员步速。为达此目的，第二实施例的步速计算设备具有下述功能测定第一至第三测试跑中赛跑运动员的步数;以及根据测定的步数计算第一至第三测试跑中每一次的赛跑运动员步速。
第二实施例的步速计算设备与第一实施例的步速计算设备的相同之处在于在第一至第三测试跑中得到预定的数据来得出一个关系式;以及从该关系式中得出确定了目标时间的一次实际跑中的步速。
图8为第二实施例的步速计算设备的基本结构的方框图。在图8中，参照数字101表示一个振荡器;102，一个分频器;103，一个CPU;104，一个ROM;105，一个RAM;106;一个放大器;107，一个扬声器;108，一个显示驱动器;109，一台显示器;110，一个键入单元;111，一个计步器。除了计步器111以外，第二实施例的元件在结构上与第一实施例中的相同。
如图8中所示，计步器111由一个加速度传感器112、一个波形整形器113及一个计数器114构成。加速度传感器112是众所周知的，它由诸如在一端固定在一个外壳中的一个板形压电元件构成，它有两根引线，每一根连接到板形压电元件的相对表面之一上。当走或跑引起的振动作用在加速度传感器112上时，该压电元件在垂直于其表面的方向中振动以产生脉动电压，这些电压是从连接在用于感测目的的元件的相对表面上的引线上得到的。
波形整形器113将来自加速度传感器112的脉动波形加以整形，输出一个矩形脉冲信号。波形整形器113由一个低通滤波器、一个放大器及一个运算放大器(未示出)构成。在波形整形器113中，来自加速度传感器112的信号的高频部分被滤掉，经过滤波的信号通过放大器输出到运算放大器，后者将一个与走和跑对应的精确脉冲信号输出到计数器114。
计数器114计数来自波形整形器113的脉冲信号并将计数结果输出到CPU103。
在测试跑模式中的步数测定过程中，来自波形整形器113的脉冲信号输入到CPU103中，CPU103将一个与脉冲信号对应的步数信号送到放大器106，使扬声器107输出一个与来自波形整形器113的脉冲信号即赛跑运动员的步数对应的信号声。
图9示出RAM105的结构。在图9中，参照数字105a指示一个存储在显示器109上显示的数据的显示寄存器区;105b，存储与来自分频器102的输入信号相对应的流逝时间数据的一个计时寄存器区;105c，存储以后要描述的显示模式改变标志M’、F'、N'、Q'的一个区;105d，存储由秒表功能测定的时间数据的一个时间寄存器T’0;105e，存储第一测试跑中的步速数据的一个第一测试跑步速P'1区;105f，存储第一测试跑中所用的测试跑时间数据的一个第一测试跑时间T’1区;105g，存储第二测试跑中步速数据的一个第二测试跑步速P’2区;105h，存储第二测试跑中所用的测试跑时间数据的一个第二测试跑时间T’2区。
在本实施例中，步速是指每一给定时间(更具体地，每一分钟)中的赛跑运动员步数，该运动员便是以这一步数跑的。测试时间是指赛跑运动员跑完一个测试距离所用的时间。
在下面要描述的步速-测试跑时间关系式中，参照数字105i与105j分别表示存储一个系数a’的一个区及存储一个常数b’的一个区;105k，存储第三测试跑中的步速数据的一个第三测试跑步速p'3区;以及105m，存储第三测试跑中所用测试时间数据的一个第三测试跑时间T’3区。
参照数字105n、105p与105a分别表示存储计步器111在第一至第三测试跑中测定的对应步数数据项的第一、第二与第三步数PE1、PE2与PE3区。
参照数字105r表示存储由键入单元110键入的目标跑时间数据的一个目标跑时间T’4区;105s，由CPU103计算的、并且赛跑运动员在目标跑时间中以它来跑的步速数据的一个计算步速P’4;以及105t，存储指示秒表功能从起动到停止的一个标志S’的数据的一个区，秒表功能测定第一至第三测试跑中所用的每一个跑时间，并具有测定赛跑运动员在跑中所用的步数的功能。
第一测试跑步速P’1区105e、第二测试跑步速P’2区105g及第三测试跑步速P'3区105k分别存储由CPU103根据存储在第一、第二及第三测试跑步数PE1、PE2及PE3区105n、105p及105q中的步数数据项PE1、PE2、PE3以及存储在第一、第二及第三测试跑时间T’1、T'2及T'3区105f、105h及105m中的第一、第二及第三测试跑时间数据项计算出的第一、第二及第三测试跑中的步速数据项。
如图10中所示，显示在显示器109上的画面中包括一个时钟显示模式画面A'、一个第一测试跑模式画面B’、一个第二测试跑模式画面C'、一个第三测试跑模式计时画面D'、一个实际跑模式目标跑时间设定画面H’及一个步速显示画面G'。
键入单元110由第一至第六键开关S'1、S'2、S'3、S'4、S'5及S'6构成，各键开关输出一个键开关接通/断开信号，其中第一至第三键开关S'1至S'3各用于改变一种模式。
第四键开关S'4用于键入目标跑时间的数值数据。每当按下第四键开关S'4将其接通时，输入数值便增加直到该值达到一个预定值为止，此时它便被复位至0，正象用于将一个数值键入到一个众所周知的数字时钟中的键开关一样。
第五键开关S'5用于起动/停止步速计算设备的秒表功能及计步器功能。
第六键开关S'6用于清除秒表功能及计算器功能测定的数据。
CPU103具有下述功能根据来自分频器102的信号记录及测定时间及流逝时间;处理从键入单元110键入的数据;以及计算第一至第三测试跑中赛跑运动员的步速，及运动员在目标跑时间内跑完任何距离的步速。
下面对照图11的流程图及图10与5描述第二实施例的步速计算设备用于计算步速的进程。
当标志M'与F'的值为0时，CPU103在时间显示(时钟)模式中。如图10的时钟模式画面A'中所示，显示器109显示当前时间、日期与星期(图11的步骤D1)。
当要计算赛跑运动员在目标跑时间内跑完任何距离的步速时，来自键入单元110上的第二键开关S'2的一个接通信号将标志F'设定在1上，在步骤D2中将CUP103的进程从时钟模式进程改变到测试跑模式进程(第一与第二测试跑模式)。
在测试跑模式中，测定赛跑运动员在第一模式测试跑中跑完任何距离为x的一条跑道X所用的步数，并测定运动员以给定的步速跑完该跑道X所用的测试跑时间。根据测定的步数及测试跑时间计算第一测试跑的步速(步骤D3)。
在图10的第一测试跑模式步数测定画面B’上显示在第一测试跑中计数的步数。在第一测试跑开始时，通过按下第五键开关S'5同时起动步数测定功能及秒表功能。然而，显示器上并不显示秒表测定的时间。
起动计步器功能时，计步器111根据赛跑运动员的步数生成一个电压波形，并将一个由整形后的电压波形构成的信号送至CPU103。响应这一脉冲信号，CPU103将一个步速信号输出到放大器106，从而扬声器107相应地生成一个信号声。如图5中所示，赛跑运动员开始根据信号声跑一条距离为x的跑道X。当运动员跑完跑道X时，他再次按第五键开关S'5来停止秒表功能及步数测定功能。从而将计数器114计数的在第一测试跑中通过跑道X所用的步数数据送至CPU103并存储在RAM105的第一测试跑步数PE1区105n中。将存储在时间寄存器T'0中的测试跑时间数据存储在RAM105的第一测试跑时间T'1区105f中。CPU103根据这些数据项计算第一测试跑中的步速，并将计算步速数据存储在RAM105的第一测试跑步速P'1区105e中。
现在假定，测定的步数为66及测定的测试跑时间为20秒。因此，步速为198步/分。
在第一测试跑中，赛跑运动员在给定的步速上跑完任何距离x是重要的。这同样适用于第二与第三测试跑中。赛跑运动员能根据来自扬声器107的信号声调整其步速，如上面提及的。
通过在测试跑模式中按下第三键开关S'3，画面从图10的第一测试跑画面B'改变到第二测试跑C'。和第一测试跑中一样，测定运动员在第二测试跑中跑完任何距离x的一条跑道X'所需的步数及以固定的步速跑完距离x所用的时间，并和第一次跑中一样根据测定的步数及测试跑时间计算第二测试跑中的步速(步骤D4)。
在第二测试跑中测定的步数数据存储在RAM105的第二步数PE2区105p中，而测试跑时间数据则存储在RAM105的第二测试跑时间T’2区105h中。CPU103根据这些数据项计算第二测试跑中的步速，并将计算步速数据存储在RAM105的第二步速P'2区105g中。
现在假定所用的步数为92，所用的测试跑时间为46秒，则作为第二测试跑的结果，计算步速为120步/分。
要求第二测试跑中的测试跑距离与第一测试跑中的一样为同一距离x，并且运动员最好在第一测试跑的同一条跑道X上进行第二测试跑。要求为第二测试跑设定的步速不同于第一测试跑中的步速。
CPU103采用下式作为赛跑运动员的步速与该运动员跑完距离为x的跑道X与X'中每一条所用的测试跑时间之间的关系式，并计算该关系式中的系数a'与常数b'P'＝a'T'+b'其中P'为步速而T'为测试跑时间。
将第一与第二测试跑中得到的步速与测试时间数据代入步速P'与测试跑时间T'中，建立下列联立方程组，然后计算系数a'与常数b'198＝20a'+b'120＝46a'+b'作为联立方程组的解，a'＝-3及b'＝258，而关系式给出为P'＝-3T'+258。
上述关系式的系数a'及常数b'分别存储在RAM105的存储区105i与105j中。这一关系式是进行第一与第二测试跑的赛跑运动员所固有的。
接着，赛跑运动员进行一次第三测试跑。按下第一键开关S'1来将显示器上的画面改变到图10的第三测试跑模式计时画面D'。在这一情况中，赛跑运动员在距离为y的一条跑道Y的起点与终点处按下第五键开关S'5来同时起动与停止秒表与步数测定功能，借此以第一与第二测试跑中相似的方式分别测定第三测试跑中在给定的步速上跑完跑道Y所用的步数与测试跑时间。然后在测定的步数与测试跑时间的基础上计算第三测试跑的步速(步骤D5)。
在图10的第三测试跑模式计时画面D'中通过按下第五键开关S'5，测定的时间便显示在显示器上。此时，所用的步数并不显示在显示器上，但在计时画面D'上按下第五键开关S'5同时测定步数。
然后，将第三测试跑中测定的步数数据存储在RAM105的第三步数PE3区105q中，并将测试跑时间数据存储在RAM105的第三测试跑时间T'3区105m中。CPU103根据这些数据项计算第三测试跑的步速，并将计算步速数据存储在RAM105的第三测试跑步速P'3存储区105k中。
在本例中，假定所用的步数为150，所用的测试跑时间为50秒，则作为第三测试跑的结果的步速为180步/分。
将步速“180”代入关系式，180＝-3T'+258。
从而，T'＝26。
赛跑运动员在180步/分的步速上跑完距离y所用的测试跑时间为26秒，如从上述关系式中所得出的。
然后，按下第一键开关S'1将画面改变到实际模式目标跑时间设定画面H'，并按第四键开关S'4来键入赛跑运动员跑完与第三测试跑中相同距离y的一条跑道Y'所用的一个目标跑时间数据(步骤D6)。
目标跑时间数据存储在RAM105的一个目标跑时间T'4区105r中。
然后按下第三键开关S'3，将画面改变到实际跑模式步速显示画面G'，并从第三测试跑时间(50秒)对目标测试跑时间(60秒)之比中计算出运动员在目标步速上跑完距离y所用的测试跑时间60∶50＝T'∶26。
从而，T'＝31.2。
由于已经得出了赛跑运动员以在60秒目标跑时间中跑完距离y相同的步速跑完距离x所用的测试时间，便可将这一测试跑时间代入上述关系式中而得出步速P’P'＝-3×31.2+258＝164.4。
得出的步速P'便是运动员跑完距离x的步速，并且是运动员在60秒目标跑时间内跑完距离y的相同步速。从而，通过以步速P'相同的步速跑距离y，便可达到60秒的目标跑时间。
从而，步速P＝164.4是计算出的设定了目标跑时间的跑完一条距离为y的跑道Y'的步速，并将其显示在图10的步速显示画面G'上(步骤D7)。
为了得到计算步速，第一与第二测试跑距离必须是相等的，并且第三测试跑距离必须与设定了实际目标跑时间的实际跑距离相等，但各跑道距离数据则不必键入。
得出计算步速后，便将计算步速数据存储在RAM105的计算步速P'4区105S中。CPU103通过放大器106将指示计算步速的一个步速信号输出至扬声器107，后者生成一个指示赛跑运动员在60秒目标跑时间内跑的步速164步/分的信号声。从而，赛跑运动员能根据信号声跑完跑道Y'，并借此在接近该目标时间的一个时间内跑完跑道。
下面对照图12与13的流程图描述CPU103实际执行的响应键入单元110上的键入操作、模式改变操作及显示画面改变操作的一个进程。
首先描述响应键入数据改变模式的标志M'、F'、N'与Q'及秒表与计步器功能标志S'。
下面对照图10描述同时用于改变显示器109的画面的各标志M'、F'、N'与Q'。
标志M'用于改变对应的时钟模式(画面A');第一测试跑模式(画面B')与第二测试跑模式(画面C');第三测试跑模式(画面D');以及实际跑模式(画面H'，G')。各模式赋值0、1与2，作为标志M'的值。
标志F'在标志M的值为0时，用于将画面从时钟模式(画面A')改变到第一与第二测试模式(画面B'，C')以及反过来。在时钟模式中，标志F'的值为0;而在第一与第二测试跑模式中(画面B'、C')，标志F'的值为1。
标志N'用于在标志M'的值为0且标志F'的值为1时，将画面从第一与第二测试模式(画面B'与C')之一改变到另一种以及反过来。在第一测试跑模式中(画面B')，N'＝0而在第二测试跑模式中(画面C')，N＝1。
标志Q'用于在标志M'＝2即在实际跑模式中(画面H'、G')将画面从目标跑时间设定画面H'改变到步速显示画面G'以及反过来。在目标跑时间设定画面H'中，标志Q'的值为0而在步速显示画面G'中，标志Q'的值为1。
当按下每一个键时，CPU103便起动一个键响应进程。首先，当按下第一键开关S'1时(步骤E1)，CPU103判定标志M'的值是否为0(步骤E2)。如果是，CPU103便在标志M'中设置1，将显示器109的画面与CPU103的进程放置在第三测试跑模式中(步骤E3)。如果标志M'的值不为0，CPU103在标志M'的值上加1以结束该进程(步骤E4)。当标志M'的值达到3时，便将标志M'的值设定在0上。
当按下第二键开关S'2时(步骤E5)，CPU103判定标志M'的值是否为0(步骤E6)。当标志M'的值不为0时，CPU103便结束该进程。如果标志M'的值为0时，CPU103便判定标志F'的值是否为0(步骤E7)。如果是，CPU103便在标志F'中设置1(步骤E8)。如果标志F'的值为1，CPU103便将标志F'的值返回至0(步骤E9)，并认为已完成了第一与第二测试跑因而已得出了两个步速数据项及两个测试跑时间的数据项，而计算关系式P'＝a'T'+b'的系数a'与常数b(步骤E10)。
当按下第三键开关S'3时(步骤E11)，CPU103便判定标志M'的值是否为0(步骤E12)。
如果是，CPU103进一步判定标志F'的值是否为1(步骤E13)。如果否，CPU103便结束该进程。如果标志F'的值为1，CPU103判定标志N'的值是否为0(步骤E14)。如果是，CPU103便在标志N'中设置1，将显示器109的画面及CPU103的进程放置在第二测试跑模式中(步骤E15)。如果标志N'的值为1，CPU103便在N'中设置0，而将显示器109的画面与CPU103的进程放置在第一测试跑模式中(步骤E16)。
如果标志M’的值不为0，CPU103便判定标志M'的值是否为1(步骤E17)。如果是，CPU103便结束该进程。
如果标志M'的值既非0又非1，即标志M'的值为2，则显示器109的画面及CPU103的进程便是在实际跑模式中。从而，CPU103判定标志Q'的值是否为0(步骤E18)。如果是，则CPU103确定第三测试跑已结束并确定已经设定或输入了第三测试跑中的步速数据与测试跑时间数据，及已输入了目标跑时间数据，而在标志Q'中设置1，将显示器109的画面及CPU103的进程从目标跑时间设定画面H'改变到实际跑模式中的步速显示画面G'(步骤E19)，计算步速并将其显示在显示器109上(步骤E20)。
如果标志Q'的值不为0，CPU103便在标志Q'中设置0，将显示器109的画面及CPU103的进程从步速计算模式改变到目标跑时间输入模式，就此结束该进程(步骤E21)。
当按下第四键开关S'4(步骤E22)，在显示器109的画面及CPU103的进程是在实际跑模式中(M'＝2)时，便输入一个用于设定目标跑时间的数值(步骤23)。
当按下第五键开关S'5时(步骤E24)，CPU103首先判定标志M'的值是否为0以及标志F'的值是否为1(步骤E25)。如果是，CPU103判定标志S'的值是否为1(步骤E26)，然后判定标志N'的值是否为0(步骤E27)。
当标志N’的值为0时，便已经采用了第一测试跑模式。因此，CPU103执行第一测试跑模式中的一个进程。如果标志S'的值不为1，即为0，便已经停止了秒表功能。因此，CPU103在标志S'中设置1来起动秒表功能，其中包括按照在1/32秒的时间间隔逐个从分频发来的信号向上计数RAM105的时间寄存器T'0的值，以及结束键响应进程(步骤E28)。
当标志S'为1时，则秒表功能与步数测定功能已经在工作。因此，CPU103在标志S'中设置0来停止秒表功能与步数测定功能(步骤E29)，将时间寄存器T'0中的数据作为第一测试跑时间数据存储在RAM105的第一测试跑时间T'1区中，将计步器111的计数器114中的步数计数数据作为步数数据存储在RAM105的第一测试跑步数PE1区105n中，根据这些存储的步数与测试跑时间数据项计算步速P'01，以及将计算步速P'01数据存储在RAM105的第一测试跑步速P'1区105e中并结束该进程(步骤E30)。
当标志N'的值为1时，则已采用了第二测试跑模式。因此，CPU在标志S'中设置0(步骤E31)并执行一个与第一测试跑模式中相同的第二测试跑模式进程。CPU103将时间寄存器T'0中的数据作为第二测试跑时间数据存储在RAM105的第二测试跑时间T'2区105h中，同时将计步器111的计数器114中的步数计数数据作为步数数据存储在RAM105的第二测试跑步数PE2区105p中，按照这些存储的步数与测试跑时间数据项计算步速P’02，将其存储在RAM105的第二测试跑步速P'2区105g中，然后结束该进程(步骤E32)。
当标志M'的值不为0且标志F'也不为1时，CPU103便判定标志M'的值是否为1(步骤E33)。如果标志M'的值不为1或0，CPU103便结束该进程。当标志M'为1时，CPU103判定标志S'的值是否为1(步骤E34)以执行第三测试跑模式中的一个进程。
当标志S'的值不为1时，CPU103便在标志S'中设置1来起动秒表功能与步数测定功能(步骤E28)，测定第三测试跑中的测试跑时间与步数。当标志S'的值为1时，CPU103在标志S'中设置0来停止秒表功能与步数测定功能，结束第三测试跑中的测试跑时间与步数测定(步骤E35)。从而，CPU103将时间寄存器T'0中的数据作为第三测试跑时间数据存储在RAM105的第三测试跑时间T'3区105m中，将计步器111的计数器114中的步数计数数据作为步数计数数据存储在RAM105的步数PE3区105q中，根据这些存储的步数与测试跑时间数据项计算步速P'03并将其存储在RAM105的第三测试跑步速P'3区105K中，然后结束该进程(步骤E36)。
当所按的键不是第一至第五键开关S1'-S5'中任何一个时，则已操作了第六键开关S6'。因此，CPU103清除RAM105的时间寄存器T'0中的数据，及区105n至105q中的第一至第三测试跑步数数据PE1-PE3，同时清除计步器111的计数器114中的数据，并结束该进程(步骤E37)。
接着参见图13的流程图，下面描述具有时钟功能的本实施例的步速计算设备的总体操作。
首先，当定时信号以1/32秒的时间间隔从分频器102输入到停机状态中的CPU103时(步骤F1)，CPU103便执行一个以众所周知的方式接连记录时间的定时进程(步骤F2)。然后，CPU103判定指示秒表功能的起动/停止的标志S'的值是否为1(步骤F3)。如果是，即当秒表功能正在工作时，CPU103响应分频器102以1/32秒的时间间隔生成一个信号将时间寄存器T'0的值向上计数1(步骤F4)。
起动用于生成一个信号声的发声进程(步骤F5)。在这一进程中，在第一至第三测试跑的每一个及实际跑中生成一个信号声。在实际跑中每经过一个指示在实际跑中计算的步速的时间间隔时，CPU103便输出一个步速信号到放大器106，而扬声器107则生成一个对应的信号声。在第一至第三测试跑中，将一个按照来自计步器111的加速度传感器112的一个测定信号的脉冲信号输入到CPU103，从而扬声器107相应地输出一个信号声。
在显示器109上显示由于时间流逝或秒表功能的操作而改变了的数值(步骤F6)。
当一个来自键入单元10的信号输入到停机状态中的CPU103时(步骤F1)，CPU103便作为一个中断进程执行键响应操作并在显示器109上显示对应的模式(步骤F7)。
从而根据第二实施例的步速计算设备，即使对于一条不知道其距离的跑道，也能容易地计算出对应于一个目标跑时间的步速，如第一实施例中。一旦得出一名赛跑运动员所固有的一个步速一目标时间关系式，便能容易地为多条不同距离的跑道计算出对应于一个目标跑时间的步速。
由于不需要设定一条跑道的距离及一名赛跑运动员的步幅数据，任何地方都能容易地用本设备来计算精确的步速。
根据第二实施例的步速计算设备，赛跑运动员的步数是在第一至第三测试跑的每一个中由计步器测定的，并且第一至第三测试跑中每一个的步速是根据在该测试跑中测定的步数计算出的。因此，和第一实施例的步速计算设备不同，不需要键入步速数据。只需要键入目标跑时间数据便可，因此，键入操作更为简单。因此，第二实施例的步速计算设备比第一实施例的步速计算设备更容易使用。
本发明的步速计算设备不但可用于实施例所例示的赛跑的例子中，而且也可用于竟走与慢跑的情况中。
权利要求
1.一种步速计算设备，包括第一存储装置，用于存储一个人用来运动通过任何第一距离的多种不同的步速数据以及该人在各个步速上运动通过第一距离所用的相同数目的不同时间数据；第二存储装置，用于存储该人用来运动通过任何第二距离的任何步速数据以及该人运动通过第二距离所用的一个时间数据；第三存储装置，用于存储该人在任何步速上运动通过第二距离所用的一个目标运动时间数据；以及计算装置，用于根据存储在所述第一存储装置中的多个步速数据及相同数目的运动时间数据、以及存储在所述第二存储装置中的步速数据及运动时间数据，计算该人用来在目标运动时间内运动通过第二距离的一个步速，目标运动时间数据是存储在所述第三存储装置中的。
2.根据权利要求1的一种步速计算装置，其中的步速数据包括每分钟的步数数据。
3.一种步速计算设备，包括第一输入装置，用于向该设备输入一个人用来运动通过任何第一距离的多个不同的步速数据以及该人用来运动通过任何第二距离的一个步速数据;第二输入装置，用于向该设备输入该人在任何步速上运动通过第二距离的一个目标运动时间数据;计时装置，用于测定该人根据由所述输入装置输入的各步速数据运动通过第一与第二距离所用的运动时间，以提供运动时间数据;存储装置，用于存储由所述第一输入装置输入的多个步速数据、由所述第二输入装置输入的一个目标运动时间数据、由所述计时装置提供的运动时间数据;计算装置，用于根据运动时间数据及该人通过第一距离的运动的步速数据，推断一个步速与一个运动时间之间的一个关系式，以及从该关系式计算出该人在目标运动时间内运动通过第二距离的一个步速，目标运动时间数据是由所述第二输入装置输入的;以及发声装置，用于生成一个对应于所述计算装置计算出的步速的信号声。
4.根据权利要求3的一种步速计算设备，其中所述计算装置根据该人用来运动通过第一距离并存储在所述存储装置中的至少两个运动时间数据及包含在运动时间测定中的、该人的至少两个步速数据，得出该人所固有的一个关系式。
5.根据权利要求3或4的一种步速计算装置，其中所述计算装置根据该关系式及存储在所述存储装置中的运动时间数据与该人通过第二距离的运动的步速数据，计算该人在目标运动时间内运动通过第二距离所需的步速，目标运动时间数据是存储在所述存储装置中的。
6.根据权利要求3-5中任何一项的一种步速计算设备，其中该人通过第一与第二距离中每一个的运动中包括跑步。
7.根据权利要求3-5中任何一项的一种步速计算设备，其中的步速数据中包括每分钟的步数数据。
8.根据权利要求3-5中任何一项的一种步速计算设备，其中所述计时装置中包括秒表。
9.根据权利要求3-5中任何一项的一种步速计算设备，其中所述发声装置生成一个对应于所述计算装置计算出的步速数据的信号声，及一个对应于所述第一输入装置输入的步速数据的信号声。
10.根据权利要求3-5中任何一项的一种步速计算设备，还包括用于显示由所述计算装置计算出的步速值的显示装置。
11.一种步速计算设备，包括计步器装置，用于测定一个人在多个不同步速的各个上运动通过任何第一距离所用的步数及该人在任何步速上运动通过任何第二距离所用的步数;计时装置，用于在所述计步器装置测定了各步数时，测定该人运动通过对应的第一与第二距离所用的时间;输入装置，用于向设备输入该人运动通过第二距离所用的一个目标运动时间数据;第一计算装置，用于根据从所述计步器装置得到的步数数据及从所述计时装置得到的运动时间数据，计算该人运动通过第一距离所用的多个步速及该人运动通过第二距离所用的一个步速;存储装置，用于存储从所述第一计算装置得出的多个步速数据、由所述输入装置输入的目标运动时间数据、及从所述计时装置得到的多个运动时间数据;第二计算装置，用于根据存储在所述存储装置中的该人运动通过第一距离所用的多个步速数据及多个运动时间数据，推断一个步速与一个运动时间之间的一个关系式，以及从该关系式中计算该人在目标运动时间内用来运动通过第二距离的一个步速，目标运动时间数据是由所述第二输入装置输入的;以及发声装置，用于生成一个对应于所述第二计算装置计算出的步速的信号声。
12.根据权利要求11的一种步速计算设备，其中所述第二计算装置根据存储在所述存储装置中的该人运动通过第一距离所用的至少两个运动时间数据及包含在运动时间测定中的、该人的至少两个步速数据，得出该人所固有的一个关系式。
13.根据权利要求11或12的一种步速计算设备，其中所述第二计算装置根据该关系式及存储在所述存储装置中的、该人通过第二距离的运动的运动时间数据与步速数据，计算该人在目标运动时间内运动通过第二距离所需的一个步速，目标运动时间数据是存储在所述存储装置中的。
14.根据权利要求11-13中任何一项的一种步速计算设备，其中该人通过第一与第二距离中每一个的运动中包括跑步。
15.根据权利要求11-13中任何一项的一种步速计算设备，其中的步速数据中包括每分钟的步数数据。
16.根据权利要求11-13中任何一项的一种步速计算设备，其中所述计时装置中包括秒表。
17.根据权利要求11-13中任何一项的一种步速计算设备，其中所述发声装置生成一个对应于所述第二计算装置计算出的步速数据的信号声，及一个对应于在所述计步器装置测定所用的步数时，该人运动的步速的信号声。
18.根据权利要求11-13中任何一项的一种步速计算设备，还包括用于显示所述第二计算装置计算出的步速值的显示装置。
全文摘要
步速计算设备，包括振荡器与分频器，生成信号声的放大器与扬声器及CPU。测定一运动员根据信号声以不同步速两次跑完任何第一距离所用时间。CPU根据运动员跑完第一距离的两个不同步速及所用的时间，推断步速与跑时间间的关系式。测定运动员以任何步速跑完在一目标跑中跑任何距离所用跑时间。根据该关系式、跑完第二距离的步速及此次跑所用时间，计算该运动员在目标跑时间内跑完第二距离的步速。扬声器根据该步速生成一信号声。
文档编号G01P3/50GK1102477SQ94114918
公开日1995年5月10日 申请日期1994年8月4日 优先权日1993年8月4日
发明者神崎隆司 申请人:卡西欧计算机公司