专利名称：中国象棋棋具的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种中国象棋棋具，是一种能够自动记录中国象棋比赛或对 弈双方各用的时间及所走棋的棋谱，可判断双方的违规、超时和胜负的具有计算 机装置的中国象棋棋具，尤其是能把记录的数据即刻上传到网站，通过网络实时 观看到现场的每一盘比赛过程的中国象棋棋具。
技术背景目前在进行中国象棋比赛时，按比赛规定比赛双方选手每走一步棋必须按下 计时钟计时，否则会造成因超时判负，同时还要将每步棋的棋谱记录下来，否则 判违规，这样会造成选手紧张感并影响棋艺发挥。 一场大型比赛的初级阶段参赛 人员多，由于裁判人员有限，不能对每一盘选手的一些违规和争议做出公正的判 罚。目前由于棋类比赛的特殊性，除比赛的决赛阶段才有电视现场转播，其他阶 段众多象棋爱好者很难看到每盘棋的精彩过程，中国象棋举办世界杯多年了，仍 然是靠棋谱来传播大部分比赛。 实用新型内容为了克服传统中国象棋的人工记录,人工记时，转播的局限等不足，本实用 新型提供一种中国象棋棋具，它不仅外观和行棋方法与传统象棋一样，而且可以 自动完成比赛时双方棋手的计时和记录棋谱的工作，并把棋手需要即时了解的行 棋时间和行棋步数在本实用新型上显示出来，还能够把行棋的数据，如棋谱、时 间、步数等，传送到PC机保存、査询、打印，并根据需要把棋手的每一步棋实 时的传送到网络上供广大中国象棋棋迷观赏，从而来弥补现行中国象棋比赛转播 能力的不足，本实用新型可单独使用，也可多个同时连到一台PC机使用，这样可以使用多个本实新型进行大型中国象棋比赛的实况转播。本实用新型所采用的技术方案是， 一种中国象棋棋具，由传感器、单片机系 统、缓冲电路、显示电路、指示电路、通信电路、键盘电路、地址设定电路等组成，其特征在于棋盘的每个点位上都安装有一个用来检测该点位是否有棋子的 传感器，传感器的输出通过缓冲电路接至单片机系统，单片机读取各传感器的状 态并根据传感器的状态变化来分析各点位上是否有棋子起子或落子，最终分析判 断出棋手的行棋动作和行棋时间，将行棋时间和行棋步数在显示电路显示出来；指示电路用来指示当前行棋计时方、行棋违规、胜负等；通信电路用来将行棋的 相关数据传送到PC机和网络上；键盘电路用来设定开始、时间、认输、求和、 确认等。作为本实用新型一种改进的实施方式，地址设定电路为每个本实用新型设定 不同的地址，以便PC机区别不同的本实用新型。 本技术方案的说明如下在中国象棋行棋过程中，无论是红方还是黑方行棋，其行棋动作都是一样的， 只是行棋方不同，要么红方要么黑方，所以只要区分行棋方，设计一种分析方式 即可。行棋动作分两种， 一种是行棋， 一种是吃子，行棋和吃子都有一次行棋方 起子和落子动作，而吃子则有一次非行棋方起子动作，无论是哪种行棋动作都是 以落子作为行棋结束的标致，所以有落子就可以判断行棋方行棋结束，吃子动作没有严格规定一定要先起行棋方子或起非行棋方子即被吃子，在程序设计时设计 两种顺序都正确， 一旦被吃子是将或是帅则判非行棋方负。当有落子时，说明行棋方行棋结束，分析行棋方所起棋子从行棋方起子点位 移动到落子点位是否符合中国象棋行棋规则，如符合则是正确行棋动作，将所起 棋子移动到落点位置，转换行棋标致，保存行棋棋谱即保存行棋方起子落子点位 地址和起子棋子信息，上传行棋相关的数据(时间、步数和棋谱数据等)到PC 机，有了这些数据就可以利用现有的公知技术完成打印棋谱和上传网络工作，如 行棋动作不符合中国象棋行棋规则，则送出错误指示，要求棋手将棋子摆回行棋 前的位置重新行棋。中国象棋的现行计时方式是当对手行棋结束即落子后按下棋钟开始计自方 时间，这时自方成为行棋方，而对手为非行棋方，直到行棋方行棋结束同样也是 落子后按下棋钟为止，这一段时间均计在该方的总用时里，计时是计行棋方时间， 而非行棋方是不计时间的，程序设计时同样采用两个计时钟， 一个是红方， 一个 是黑方， 一个行棋方标致，当行棋方标致是红方时，所用时间就累加到红方计时 钟，当行棋方标致是黑方就将所用时间累加到黑方计时钟，当判断出行棋方一步 正确的行棋结束时转换行棋标致，这就相当于按下传统的计时钟按钮，停止自方 计时钟的计时，打开对方计时钟开始计对方时间，当某方累计时间到时限时，则 该方超时判负。下面以正逻辑方式分析程序是如何判断起子、落子以及起子信息的。当程序 运行时，单片机就不停的扫描各个点位的状态，并将点位状态扫描值与点位状态 存储单元中的值比较，当两个值不同，则说明该点位有起子或落子，若是起子则 点位状态存储单元中的值是1而点位状态扫描值是0，若是落子则正相反。当有 起子时，根据起子点位的位地址求出该点位对应的点位棋子信息单元的地址，将 点位棋子信息单元中的代码值读出来即可知道该位的棋子信息。行棋结束是以落 子为标致的，当扫描到有落子时说明行棋方行棋结束，这时系统根据起子点位和 落子点位以及起子点位棋子信息分析这一行棋是否符合中国象行棋规则，如符 合，则将起子点位棋子信息保存到落点点位棋子信息存储单元中去，再将行棋方 起子点位的棋子信息清零，表示该子己移动到新的位置。由于中国象棋在开局时所有棋子的摆放位置是固定的这一特点，在本实用新 型的单片机系统的初始化过程中就将各点位的状态确定下来，且各点位棋子信息也确定下来，本实用新型开始运行时就扫描点位状态与这一初始值是否相同，相 同说明棋已摆好，可以开始比赛。当开始比赛时规定红方先行棋，所以棋手确认 开始比赛时直接设定行棋方标致位为红方行棋，计时计红方。由于行棋过程为双 方各行一步，轮流行棋，当一方行棋结束，直接转换行棋标致位的值即可转换计 时方，相当于现行比赛时棋手按下计时钟按钮。通过以上技术方案，本实用新型的有益效果如下1、 本实用新型可以改变中国象棋的比赛模式，可将中国象棋比赛转播网络 化，在网络时代里促进中国象棋事业迅猛发展，进一步使中国象棋普及世界。众 多的中国象棋爱好者都可以通过网络观看到高水平的象棋比赛。2、 本实用新型通过网络可使中国象棋比赛的主办方商业化，主办方不用再 为比赛经费为难，可以和网站合作获得经费甚至是获利。3、 可以使棋手专心下棋，而不用分心去按棋钟和记录棋谱，可以充分发挥 棋手的最高水平，从而使比赛更加精彩。4、 通过多个本实用新型和现有的一些公知技术进行大型中国象棋比赛，可 以大大减轻中国象棋比赛的赛前、赛中和赛后的工作量。5、 由于记录棋谱是电脑自动完成的，不用棋手参与，所以不需简化记录， 可以改变传统的记录棋谱方式而采用完全的记录方式，明确标明移动的棋子的点位，这样就可以避免现行记录棋谱方式部分棋谱无法记录的弊端。
图1为本实用新型磁控开关在棋盘上的位置分布图。图2为本实用新型棋盘上各磁控开关的位地址分布图。图3为本实用新型棋盘上各点位分配的点位信息存贮单元地址分布图。图4为本实用新型棋盘上各点位的编号图。图5为本实用新型程序流程图。图6为本实用新型电路原理框图。图7为本实用新型主电路图。图8为本实用新型用来显示时间和步数的LED电路图。
具体实施方式
中国象棋棋盘上横竖线交叉的点位共90个，在每个点位上各安装一个磁控 开关，各开关位置和编号如图1所示，将这些开关分成12组，从KG1—KG12, 每组8个开关，从每组的KGX. 1—KGX. 8位,最后一组即第KG12组只用前2个即 KG12. 1和KG12. 2两个开关。如附图6所示为本实用新型电路原理框图。棋盘的每个点位上都安装有一个 用来检测该点位是否有棋子的传感器，传感器的输出通过缓冲电路接至单片机系 统，单片机读取各传感器的状态并根据传感器的状态变化来分析各点位上是否有 棋子起子或落子，最终分析判断出棋手的行棋动作和行棋时间，将行棋时间和行 棋步数在显示电路显示出来；指示电路用来指示当前行棋计时方、行棋违规、胜 负等；通信电路用来将行棋的相关数据传送到PC机和网络上；键盘电路用来设 定开始、时间、认输、求和、确认等。地址设定电路为每个本实用新型设定不同 的地址，以便PC机区别不同的本实用新型。如附图5为本实用新型程序流程图。在流程图中用到的一些名词解释如下-1、 点位状态——表示点位上是否有棋子，正逻辑方式1表示有子、0表示 无子，负逻辑方式相反，以下采用正逻辑方式分析。2、 点位状态存储单元——用来保存点位状态的存储器单元， 一个点位对应 一个位地址，共90个位地址。3、 棋子信息——是一个代码，表示棋子的种类，包含是哪方的棋子和哪一种类的棋子两大要素，无子定义为o。4、 点位棋子信息存储单元——每一点位对应一个存储单元，用来存放该点 位上棋子信息。共90个字节。5、 点位状态扫描值——扫描时读取的点位状态值。6、 行棋方标致位——用来表示当前行棋主是红方还是黑方。7、 行棋方起子地址——用来保存行棋方起子点位对应的点位棋子信息单元 的存储器地址。8、 非行棋方起子地址——用来保存非行棋方起子点位对应的点位棋子信息 单元的存储器地址。9、 落子地址——用来保存落子点位对应的点位棋子信息单元的存储器地址。10、 点位状态备份单元——用来备份棋手行棋前的点位状态值的存储单元， 共90个位的存储单元。图7为本实用新型主电路图，由CPU (89C51)单片机、Nl (74LS373)锁存 器、M (6264)存储器及外围元件组成由89C51单片机为核心的单片机系统。由 N3 (74LS154) 4—16线译码器、U1—U12 (74LS244) 8线缓冲器、磁控开关组 KG1—KG12及阻排RG1—RG12 (每组8只电阻)组成棋盘开关输入电路。LED1— LED5、 R2—R6组成指示电路，LED1—黑方计时、行棋指示，LED2—错误指示， LED3—棋摆好指示，LED4—秒指示，LED5—红方计时行棋指示。N4 (74LS244) 8 线缓冲器、开关组KG13 (8只按键开关)及阻排RG13 (8只电阻)组成键盘输入 电路。U13 (74LS244) 8线缓冲器、开关组KG0 (8位拨动开关)及阻排RG0 (8 只电阻)组成棋盘ID地址设定电路。图8为双方行棋时间和行棋步数显示电路。CD4514(4—16线译码器)、CD4543 (7段LED驱动器)，D_LED1—D_LED16是16个7段数码管。D—LED1—D—LED8显 示红方时间步数，D一LED1百位分值、D—LED2十位分值、D—LED3个位分值、D—LED4 十位秒值、D_LED5个位秒值，D_LED6百位步值、D_LED7十位步值、D—LED8个位 步值，D—LED9—D—LED16显示黑方时间步数，D—LED9百位分值、D_LED10十位分 值、D—LED11个位分值、D—LED12十位秒值、D—LED13个位秒值、D—LED14百位步 值、D—LED15十位步值、D—LED16个位步值，这部分电路可通过定做专用LCD模 块替代。由N5(MAX232)电平转换电路及外围元件组成的电路完成与PC机通信。本实用新型的工作原理如下根据图1和图7，可知棋盘上的12组开关在单片机系统中的地址是从2000H 一2011H的12个字节地址，而每个开关的位地址如图2所示。在单片机系统中， 分配出12个字节的存储空间，用来保存这12组开关的状态，将这12字节的存 储空间定义为点位状态存储单元。为每个点位分配一个字节的存贮空间，用来存 贮该点位的棋子信息(是哪方的什么种类的棋子，无子则为O)，共90字节的存 储空间，把这90字节的存储空间定义为点位信息存储单元，如图3所示。点位 状态存储单元用来分析点位上有没有棋子，而该点位上是什么棋子的信息则是保存在点位信息存储单元中。程序运行时，为分析棋子的行棋位置，而将各点位进 行编号，其编号及位置如图4所示。根据中国象棋开始行棋前，各棋子的位置是固定的特点，在本实用新型开机 时，将行棋前各点位固定状态数据自动保存到点位状态存储单元，且各点位的棋 子信息也保存到点位信息存储单元当中。开始比赛前，首先通过键盘设定双方第 一、二时段的时间(分、秒)。如果是由多个本实用新型组成网络的多盘比赛， 则还需通过KGO开关组设定各实用新型在网络中的ID地址，以便PC用来识别每 个实用新型。设定结束后，系统开始扫描棋盘等待比赛双方将棋摆好，当双方棋 子摆好后，系统扫描到的数据就会与点位状态存储单元数据一致，LED3亮，指 示棋子摆好，系统等待开始比赛。当按下按键KG13. 3，比赛开始，LED3灭，LED5 亮，表示当前计时、行棋子为红方，LED4每秒变化一次，指示时间变化，这只 灯开始比赛后一直会每秒闪一次。系统不停对棋盘上各点位扫描，扫描过程是从 地址2000H开始到2011H，如图2，按字节扫描， 一次可以扫描8个点位，12个 字节，共96个位地址，从图1中可以看出，KG1对应地址2000H、 KG2对应2001H， 以此类推，2011H对应KG12。由于中国象棋共有90个点位，而12个字节共有 96个位地址，所以KG12只用两个开关，而U12只用了1Y1、 1Y2两个输入点， 其它6个输入点接地，即这6点的输入值永远是0。系统将扫描到的各点位的扫 描值与点位状态存储单元中值比较，如两值相等说明没有行棋动作，当扫描值与 点位状态存储单元的值不等，说明有行棋动作。再比较两值的大小来判断行棋动 作是起子还是落子，当扫描值小于点位状态单元中值时，行棋动作是起子，当扫 描值大于点位存储单元中的值，说明是落子动作。系统将扫描到的起子、落子数据保存到指定存储器中，当扫描到有落子动作时，说明一步棋走完，系统再根据 起子、落子的点位及起子点位的棋子信息分析，分析行棋动作是否符合中国象棋 棋规，如不符合棋规，则LED2快速闪烁，表示行棋违规，行棋方需将棋摆回行 棋方行棋前位置，待LED2灭LED3 (行棋方指示)亮后，按下按钮KG13. 3后重 新行棋。如符合棋规，则完成一步行棋，系统将最后一次的扫描值保到点位状态 存储单元中，做下次扫描的比较值。再将行棋方起子信息保存到落子点位分配的 点位信息存储单元中，表示该子己行至这个点位上，红方行棋步数加1， LED5 灭，红棋计时行棋结束，LED1亮，表示黑棋计时行棋开始，如此循环。在计时 过程中，每过一秒，则在计时方的时间里减l秒，当计时方的时间为零时，则该 方超时判负，若行棋过程中，行棋方吃掉对方的棋子是将或是帅时，则判对方负。 红方负时，LED5快速闪烁，黑方负时，LED3快速闪烁。和棋时，行棋方按下求 和按钮KG13.8后再行棋，轮到对方行棋时，同样按下KG13.8同意和棋，棋局结 束，如对方不同意和棋，则继续行棋，和棋时LED1、 LED5同时快速闪烁。当一方第一时段时间用完后就进入第二时段计时，根据赛前设置，进入第二 时段系统自动将第二时段的时间加入到该方时间。
权利要求1、一种中国象棋棋具，由传感器、单片机系统、缓冲电路、显示电路、指示电路、通信电路、键盘电路、地址设定电路等组成，其特征在于棋盘的每个点位上都安装有一个传感器，传感器的输出通过缓冲电路接至单片机系统，同时单片机系统将扫描控制信号输入至缓冲电路中；键盘电路和地址设定电路对单片机输入控制信号，单片机外接状态指示电路，显示电路以及通信电路；通信电路通过PC机后连接至网络服务器。
2、 根据权利要求1所述的一种中国象棋棋具，其特征在于PC 机上还连接有打印设备。
专利摘要本实用新型公开了一种中国象棋棋具，在棋盘的每个点位上都安装有一个用来检测该点位是否有棋子的传感器，传感器的输出通过缓冲电路接至单片机系统，单片机读取各传感器的状态并根据传感器的状态变化来分析各点位上是否有棋子起子或落子，最终分析判断出棋手的行棋动作和行棋时间，将行棋时间和行棋步数在显示电路显示出来。本实用新型可以自动完成比赛时双方棋手的计时和记录棋谱的工作，并把棋手需要即时了解的行棋时间和行棋步数在本实用新型上显示出来，还能够把行棋的数据传送到PC机保存、查询、打印，根据需要把棋手的每一步棋实时的传送到网络上供广大中国象棋棋迷观赏，从而来弥补现行中国象棋比赛转播能力的不足。
文档编号G07C1/00GK201216864SQ20082009360
公开日2009年4月8日 申请日期2008年4月18日 优先权日2008年4月18日
发明者黄锡军 申请人:黄锡军