趣味算盘的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种趣味算盘，具有算盘珠、算盘珠杆和算盘框；算盘框上设有显示屏、翻滚键、确认键和控制电路；显示屏的输入端与微处理器的输出端连接；控制电路设置在算盘框的内部，控制电路包括微处理器、电源、上拉电阻、下拉电阻、压力开关、N条行线和M条列线；N条行线和M条列线一一与微处理器的I/O口线连接，每一条列线均通过一个上拉电阻后连接N个一端并联的压力开关；N个压力开关的另一端分别一一连接对应的下拉电阻后接地，压力开关与对应下拉电阻的连接点一一与N条列线连接；电源与微处理器的电源输入端连接。本实用新型操作方便，可以更快掌握珠算口诀，实时监测算盘上数据，并校对计算结果。
【专利说明】趣味算盘
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及计算用具【技术领域】，特别涉及一种用于教学的趣味算盘。
【背景技术】
[0002]随着珠算正式被列入人类非物质文化遗产名录，珠算教育成为一个热点。珠算课程从看算训练、听算训练、反应训练、速度训练、静坐训练、记忆训练6方面来训练孩子手、脑、口、眼、耳的协调能力，学习珠算可以帮助学生开发智力、训练专注度。现有技术中的算盘大多需要人工校验计算结果，需要有家长或老师在旁辅导、检查，学习效率不高，进度相对较慢。
实用新型内容
[0003]本实用新型的目的是克服现有技术存在的缺陷，提供一种操作方便，可以更快掌握珠算口诀，实时监测算盘上数据，并校对计算结果的趣味算盘。
[0004]实现本实用新型目的的技术方案是:一种趣味算盘，具有算盘珠、算盘珠杆和算盘框；所述算盘珠串在算盘珠杆上；所述算盘珠杆等间距固定设置在算盘框内；所述算盘框上设有显示屏、翻滚键、确认键和控制电路；所述显示屏设置在算盘框的上端，且显示屏的输入端与微处理器的输出端连接；所述翻滚键和确认键设置在算盘框的右下端；所述控制电路设置在算盘框的内部，控制电路包括微处理器、电源、上拉电阻、下拉电阻、压力开关、N条行线和M条列线；所述N条行线和M条列线一一与微处理器的I/O 口线连接，每一条列线均通过一个上拉电阻后连接N个一端并联的压力开关；所述N个压力开关的另一端分别一一连接对应的下拉电阻后接地，压力开关与对应下拉电阻的连接点一一与N条行线连接；所述电源与微处理器的电源输入端连接。
[0005]上述技术方案所述键盘内部还设有语音芯片，键盘的上端设有微型喇叭；所述语音芯片的输入端与微处理器的输出端连接；所述微型喇叭与语音芯片的输出端连接。
[0006]上述技术方案所述键盘上具有双色指示灯；所述双色指示灯的输入端与微处理器的输出端连接。
[0007]上述技术方案所述显示屏为单行单色显示屏。
[0008]上述技术方案所述M=17, N=5。
[0009]上述技术方案所述下拉电阻为100K，上拉电阻为10K。
[0010]采用上述技术方案后，本实用新型具有以下积极的效果:
[0011](I)本实用新型每个算盘珠下面都设计安装一个压力开关，当算盘珠在位置上的时候开关是闭合的(on)，当算盘珠移开的时候开关是断开的(off)，依次扫描17根列线，在扫描某根列线的时候读出对应行线的状态，就可以知道K (N，M)键是闭合还是弹开，其中N代表行，M代表列。从图3可以看出，在珠没有被拨动的时候由于下拉电阻的作用，读到K(N，M)的值为“O” ；而当珠被拨动下面的键弹出的时候，由于上拉电阻和下拉电阻的分压作用，读到K (N，M)的值为“I”。操作方便，可以更快掌握珠算口诀，实时监测算盘上数据，并校对计算结果。
[0012](2)本实用新型的键盘内部还设有语音芯片，键盘的上端设有微型喇叭；语音芯片的输入端与微处理器的输出端连接；微型喇叭与语音芯片的输出端连接；可以通过一片集成的语音芯片完成播放口诀，集成加减乘除算法口诀MP3朗读，按翻滚键选择对应的口诀，按确认播放，也可以将老师上课的重点内容以MP3形式播放。
[0013](3)本实用新型监测数据:可以实时监测所有键的状态，在练习拨键时显示区域内同步显示所拨的数据，按下确认键可以记下当前算盘上的数据，也可以反过来根据显示的数据拨珠，按确认自动显示拨珠是否正确。键盘上具有双色指示灯；双色指示灯的输入端与微处理器的输出端连接；双色指示灯可以直观显示核算结果是否正确。结果正确，绿灯亮，结果错误，红灯亮。
[0014](4)本实用新型在进行珠算练习时，首先根据练习需要通过翻滚键选择加减乘除中的某种运算，然后在算盘上进行拨珠计算练习，按下确认键会算盘能自动校对计算的结果是否正确；
[0015](5)本实用新型具有超低功耗，采用超低功耗电路设计，单7号干电池可以工作一个月以上。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]为了使本实用新型的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中
[0017]图1为本实用新型的结构示意图；
[0018]图2为本实用新型的控制原理图；
[0019]图3为本实用新型的控制电路图；
[0020]图4为本实用新型的压力开关原理图；
[0021]图5为本实用新型的数据判决流程图；
[0022]附图中标号为:显示屏1、翻滚键2、确认键3、控制电路4、微处理器5、电源6、上拉电阻7、下拉电阻8、压力开关9、行线10、列线11、语音芯片12、微型喇叭13、双色指示灯14。
【具体实施方式】
[0023](实施例1)
[0024]见图1、图2和图3，本实用新型具有算盘珠、算盘珠杆和算盘框；算盘珠串在算盘珠杆上；算盘珠杆等间距固定设置在算盘框内；算盘框上设有显示屏1、翻滚键2、确认键3和控制电路4 ;显示屏I为单行单色显示屏，显示屏I设置在算盘框的上端，且显示屏I的输入端与微处理器5的输出端连接；翻滚键2和确认键3设置在算盘框的右下端；控制电路4设置在算盘框的内部，控制电路4包括微处理器5、电源6、IOK的上拉电阻7、100K的下拉电阻8、压力开关9、5条行线10和17条列线11 ；5条行线10和17条列线11 一一与微处理器5的22个I/O 口线连接，每一条列线11均通过一个上拉电阻7后连接5个一端并联的压力开关9 ;5个压力开关9的另一端分别一一连接对应的下拉电阻8后接地，压力开关9与对应下拉电阻8的连接点 与17条列线11连接；电源6与微处理器5的电源输入端连接。键盘内部还设有语音芯片12，键盘的上端设有微型喇叭13 ;语音芯片12的输入端与微处理器5的输出端连接；微型喇叭13与语音芯片12的输出端连接。键盘上具有双色指示灯14 ;双色指示灯14的输入端与微处理器5的输出端连接。
[0025]本实用新型的工作原理为:每个算盘珠下面都设计安装一个压力开关9，当算盘珠在位置上的时候压力开关9是闭合的(on)，当算盘珠移开的时候压力开关9是断开的(off),利用压力开关9是闭合还是断开来检测算盘珠是否在位置上，从而判断出是什么数据。
[0026]将算盘上的算盘珠按照横列布局的方法进行划分，一共有5行17列。每列代表的数据是O?9，每个列相同的行连接在一起，这样一共有5根行线和17根列线。用一个超低功耗的微处理器的22个I/O 口线控制这5根行线和17根列线。依次扫描17根列线，在扫描某根列线的时候读出对应行线的状态，就可以知道K (N，M)键是闭合还是弹开，其中N代表行，M代表列，设定N=I时，数据为I ;N=2时，数据为2 ;N=3时，数据为3 ;N=4时，数据为4 ；N=5时，数据为5。从图3可以看出，在珠没有被拨动的时候由于下拉电阻的作用，读到K(N，M)为“O”;而当珠被拨动下面的键弹出的时候，由于上拉电阻和下拉电阻的分压作用(下拉电阻100K，上拉电阻10K)，读到K (N，M)为“I”。
[0027]见图5，上珠只有一个，只要判断对应的K (5，M)为“O”还是“1”，就确定5是否有效。下珠有4个，但是由于算盘的特殊性，只需要判断哪个K (N，M)为1，而无需判断O的情况。K (1，M)为”1”，那么整个下珠就代表1，无需再判断其它3个珠，同样如果K (2，M)为”1”，那么整个下珠就代表2，无需再判断下珠3和下珠4，同样如果K (3，M)为I那么整个下珠就代表3，无需再判断下珠4，当然如果K (4，M)为1，那么整个下珠就代表4。这样可以加快判断过程，由于扫描一行的时间在几十微秒以内，所以任何键的拨动都可以及时地反应出来，为了应对在拨动的时候正好被扫描到，所以采用3次扫描的方式，取其中2次相同的结果为最后判断数据。
[0028]图4表示算盘上算盘珠的一种情况，上珠代表5，下珠分别代表1、2、3、4。
[0029]第一列:上珠被拨下来了，那么原来位置下面的压力开关就弹出，处于off位置，代表5有效，下珠没有一个被拨动都在原位，所以下面的压力开关都被压着处于on位置，所以代表0，所以这一列数值代表5 ；
[0030]第二列:上珠在原位，对应的压力开关被压着，处于on位置，代表5无效，下珠I被拨上去，对应下面的压力开关弹开，处于off，其余下珠都被压着，所以下珠代表1，结合上珠数值代表I ;
[0031]第三列:上珠被拨下，对应的压力开关弹出，处于off位置，代表5有效，下珠2被拨动，下面的压力开关弹出处于off位置，代表2，其余开关都处于on位置，所以下珠代表2，结合上珠数值代表7。注意的是尽管下珠I也被拨动了，但是它下面的压力开关被下珠2又压着了，所以还是被压着处于on位置；
[0032]第四列:上组在原位，对应的压力开关被压着，处于on位置，代表5无效，下珠3被拨上去，对应下面的压力开关弹开，处于off，其余下珠都被压着，所以下珠代表3，结合上珠数值代表3。注意的是尽管下珠1、下珠2、下珠3都被拨动了，但是只有下珠3下面的压力开关断开；
[0033]第五列:上组在原位，对应的压力开关被压着，处于on位置，代表5无效，下珠1、下珠2、下珠3、下珠4都被拨动，但是只有下珠4下面的压力开关断开，其余的压力开关读被压着，所以代表4，综合上珠数值代表4。
[0034]以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种趣味算盘，具有算盘珠、算盘珠杆和算盘框；所述算盘珠串在算盘珠杆上；所述算盘珠杆等间距固定设置在算盘框内；其特征在于:所述算盘框上设有显示屏(I)、翻滚键(2)、确认键(3)和控制电路(4);所述显示屏(I)设置在算盘框的上端，且显示屏(I)的输入端与微处理器(5)的输出端连接；所述翻滚键(2)和确认键(3)设置在算盘框的右下端；所述控制电路(4)设置在算盘框的内部，控制电路(4)包括微处理器(5)、电源(6)、上拉电阻(7)、下拉电阻(8)、压力开关(9)、N条行线(10)和M条列线(11);所述N条行线(10)和M条列线(11) 一一与微处理器(5 )的I/O 口线连接，每一条列线(11)均通过一个上拉电阻(7)后连接N个一端并联的压力开关(9);所述N个压力开关(9)的另一端分别一一连接对应的下拉电阻(8)后接地，压力开关(9)与对应下拉电阻(8)的连接点——与N条行线(10)连接；所述电源(6)与微处理器(5)的电源输入端连接。
2.根据权利要求1所述的趣味算盘，其特征在于:所述键盘内部还设有语音芯片(12)，键盘的上端设有微型喇叭(13);所述语音芯片(12)的输入端与微处理器(5)的输出端连接；所述微型喇叭(13)与语音芯片(12)的输出端连接。
3.根据权利要求2所述的趣味算盘，其特征在于:所述键盘上具有双色指示灯(14);所述双色指示灯(14)的输入端与微处理器(5)的输出端连接。
4.根据权利要求3所述的趣味算盘，其特征在于:所述显示屏(I)为单行单色显示屏。
5.根据权利要求1至4任一所述的趣味算盘，其特征在于:所述M=17，N=5。
6.根据权利要求1至4任一所述的趣味算盘，其特征在于:所述下拉电阻(8)为100K，上拉电阻(7)为IOK0
【文档编号】G06C1/00GK203733028SQ201420071997
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2014年2月20日 优先权日:2014年2月20日
【发明者】潘晟 申请人:潘晟