專利名稱：電腦棋盤(pán)比賽系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是一種電腦棋盤(pán)比賽系統(tǒng)，具體的說(shuō)，是一種集計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)、單片機(jī)技術(shù)于一體的棋類(lèi)比賽系統(tǒng)?？捎糜谙笃?、國(guó)際象棋、圍棋和五子棋的比賽。
2.背景技術(shù)目前，各種棋類(lèi)比賽中，普遍采用棋手按棋鐘計(jì)時(shí)、手工記譜，或由工作人員代替計(jì)時(shí)記譜；有些比賽，需靠專門(mén)人員隨時(shí)傳遞棋譜給外室講解員講解；少量圍棋比賽中，采用工作人員用便攜式電腦手工輸入單盤(pán)的棋譜；有些大型比賽中，棋手少記四步棋譜會(huì)被判違例一次。這些情況造成棋手不能專注于下棋，工做人員的工作量大，講解不方便等不足。
應(yīng)用電子技術(shù)的比賽棋具如中國(guó)專利信息中心已公布的“通用電子棋具”(CN2356720Y)是一種不用棋子的、由液晶顯示屏和眾多機(jī)械鍵組成的、可用于象棋、國(guó)際象棋、圍棋和五子棋比賽的通用棋具，其顯然不適合專業(yè)棋手的比賽習(xí)慣，棋手需完全熟悉其操作方法才能下棋，否則，稍有失誤就會(huì)出錯(cuò)?！岸喙δ軉纹瑱C(jī)控制棋盤(pán)”(CN2254306Y)是一種用干簧管作傳感器、采用嵌有磁塊的專用棋子的棋盤(pán)，雖然能同時(shí)計(jì)時(shí)記譜，但其棋譜顯示是通過(guò)設(shè)置在棋盤(pán)上的發(fā)光二極管依次顯示棋子著落點(diǎn)?！岸喙δ茈娔X圍棋盤(pán)”(CN2081747U)加有一種悔棋信號(hào)，控制喇叭鳴叫并將悔棋點(diǎn)在棋譜上做相應(yīng)處理，而且，設(shè)有雙方行棋指示燈，一秒閃一次用于計(jì)時(shí)，顯然會(huì)影響棋手思路，也不適宜正式比賽。
3.發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型是為適應(yīng)棋手習(xí)慣，避免使用專用棋子，改變某些電子棋具功能單調(diào)、操作復(fù)雜等不足，便于比賽及其資料管理、講棋等設(shè)計(jì)的一種比賽系統(tǒng)。本系統(tǒng)可確認(rèn)32個(gè)盤(pán)號(hào)，同時(shí)供64位棋手進(jìn)行同類(lèi)比賽；每個(gè)棋盤(pán)提供了8種步數(shù)時(shí)間限制參數(shù)，用于行棋時(shí)限選擇(如快棋等)；能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)計(jì)時(shí)計(jì)步及顯示、記譜、暫停、超時(shí)警告、計(jì)算機(jī)行棋模擬顯示、比賽資料存儲(chǔ)及管理等功能。借助于通用的INTERNET平臺(tái)(如CuteFTP等)，可將資料傳輸?shù)交ヂ?lián)網(wǎng)。
該比賽系統(tǒng)是由三部分構(gòu)成的單片機(jī)控制的專用比賽棋盤(pán)、通訊電纜及通訊轉(zhuǎn)換接口、通用PC(個(gè)人計(jì)算機(jī))。有象棋、國(guó)際象棋、圍棋和五子棋四種比賽棋盤(pán)。
專用比賽棋盤(pán)是通過(guò)單片機(jī)控制電路及其各功能電路采集行棋信息及輔助信息，根據(jù)不同棋類(lèi)的行棋規(guī)則用專門(mén)開(kāi)發(fā)的相應(yīng)軟件程序來(lái)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)計(jì)時(shí)計(jì)步及顯示、記譜、暫停、超時(shí)警告、盤(pán)號(hào)設(shè)置、行棋時(shí)限選擇、數(shù)據(jù)上傳等功能。
在棋盤(pán)的每一個(gè)棋位處設(shè)置有一個(gè)光敏二極管(見(jiàn)圖5)，棋子1拿起、落下時(shí)，光敏二極管3會(huì)有導(dǎo)通、截止?fàn)顟B(tài)。每個(gè)光敏二極管的輸出與一個(gè)三態(tài)門(mén)的輸入相連，控制三態(tài)門(mén)的控制端的通斷即可檢測(cè)到光敏二極管的輸出狀態(tài)，CPU讀入該輸出狀態(tài)也就可以判斷出棋位處該棋子的情況，見(jiàn)圖11。假定棋盤(pán)上有N個(gè)棋位，需n位二進(jìn)制狀態(tài)來(lái)對(duì)這N個(gè)棋位進(jìn)行譯碼即2n≥N，如象棋有90個(gè)棋位，需7位二進(jìn)制狀態(tài)來(lái)對(duì)這90個(gè)棋位譯碼，故由單片機(jī)的7個(gè)輸出引腳組合就可以分別確認(rèn)這90個(gè)棋位。同理，國(guó)際象棋需用6個(gè)單片機(jī)輸出引腳組合來(lái)譯碼64個(gè)棋位，圍棋需用9個(gè)單片機(jī)輸出引腳組合來(lái)譯碼361個(gè)棋位，五子棋需用8個(gè)單片機(jī)輸出引腳組合來(lái)譯碼225個(gè)棋位。單片機(jī)依次掃描每一個(gè)棋位的狀態(tài)，并比較前后兩次棋位的狀態(tài)來(lái)判斷該棋位是否發(fā)生了棋子起落變化。根據(jù)行棋規(guī)則，通過(guò)將依次變化的棋位存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器，達(dá)到記譜的目的；由單片機(jī)的一個(gè)定時(shí)器設(shè)置一個(gè)時(shí)間片段，當(dāng)一方開(kāi)始行棋時(shí)，開(kāi)始累加時(shí)間片段，達(dá)到計(jì)時(shí)的目的；當(dāng)判斷每一方走完一步后，將步數(shù)加1，達(dá)到計(jì)步的目的。通過(guò)驅(qū)動(dòng)顯示電路，將步數(shù)、時(shí)間顯示在盤(pán)面先手方右側(cè)的LCD液晶顯不器上。
驅(qū)動(dòng)顯示電路是一種5*8點(diǎn)陣的字符型LCD液晶顯示器，用于顯示比賽的步數(shù)、時(shí)間。LCD的8根數(shù)據(jù)線通過(guò)一個(gè)SN74F245與CPU的8根數(shù)據(jù)線相連，用于寫(xiě)入數(shù)據(jù)、指令，采用一個(gè)譯碼電路的四個(gè)輸出來(lái)分別控制兩個(gè)LCD的使能端E和寄存器選擇端RS。驅(qū)動(dòng)顯不電路見(jiàn)圖14的U6A、U7A。
行棋開(kāi)關(guān)是一個(gè)設(shè)置在棋盤(pán)面先手方左側(cè)的雙位開(kāi)關(guān)，當(dāng)其閉合時(shí)，輸出給CPU高電平，表示比賽開(kāi)始進(jìn)行；當(dāng)其斷開(kāi)時(shí)，輸出給CPU低電平，表示比賽進(jìn)入暫停，程序做相應(yīng)處理。見(jiàn)圖13的S1。當(dāng)一步完成后，單片機(jī)根據(jù)該方所用的步數(shù)和時(shí)間判斷其是否超過(guò)了限制參數(shù)，如果超過(guò)，單片機(jī)通過(guò)一個(gè)譯碼電路輸出來(lái)接通該方的紅色超時(shí)報(bào)警指示燈，實(shí)現(xiàn)超時(shí)警告。
在盤(pán)體先手方左側(cè)面設(shè)置了一個(gè)8位撥碼開(kāi)關(guān)，前5位接入到CPU的5個(gè)管腳，它所產(chǎn)生的32個(gè)狀態(tài)組合確定每個(gè)棋盤(pán)的盤(pán)號(hào)，每個(gè)棋盤(pán)的盤(pán)號(hào)可為0～31。撥碼開(kāi)關(guān)的后3位接入到CPU的3個(gè)管腳，它所產(chǎn)生的8個(gè)狀態(tài)來(lái)實(shí)現(xiàn)8個(gè)行棋時(shí)限選擇功能。見(jiàn)圖13的S3。數(shù)據(jù)上傳是通過(guò)一個(gè)帶光電隔離的RS485驅(qū)動(dòng)電路來(lái)實(shí)現(xiàn)的，由三個(gè)光電隔離芯片6N136、一個(gè)RS485驅(qū)動(dòng)芯片、一個(gè)D型9針插頭及必要的輔助器件組成。RTS是通過(guò)一個(gè)譯碼電路輸出來(lái)控制的。見(jiàn)圖14。加光電隔離器件是為了保證棋盤(pán)內(nèi)的電路免受棋盤(pán)外信號(hào)的干擾，增加了系統(tǒng)的可靠性。
因?yàn)?031以外的單片機(jī)內(nèi)部都有ROM，故一般不需ROM擴(kuò)展，而只需擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM。本系統(tǒng)的單片機(jī)CPU選用ATMEL的89C52，也可選89S8252等。擴(kuò)展RAM選HM6264，擴(kuò)展地址為0000H~1FFFH。擴(kuò)展RAM由一個(gè)譯碼電路輸出來(lái)選通的，見(jiàn)圖12的U3。
單片機(jī)檢測(cè)棋位、LCD液晶顯示器的E和RS、控制超時(shí)警告、選通擴(kuò)展RAM、RS485的RTS控制端等所用的譯碼電路是通過(guò)可編程邏輯器件的內(nèi)部邏輯電路實(shí)現(xiàn)的。見(jiàn)圖13的U4、U5?？删幊踢壿嬈骷腎/O管腳數(shù)量決定了四種棋盤(pán)所用的芯片數(shù)量。本實(shí)用新型采用ATMEL公司的ATF1504AS/L芯片，象棋棋盤(pán)需用2片，國(guó)際象棋棋盤(pán)需用2片，五子棋棋盤(pán)需用5片，圍棋棋盤(pán)需用7片。
電源設(shè)計(jì)采用了光隔內(nèi)電源和光隔外電源，來(lái)為光隔內(nèi)、光隔外的電路提供電源，以防止單片機(jī)外的因素干擾單片機(jī)內(nèi)程序的運(yùn)行，增加系統(tǒng)的可靠性。
因?yàn)樯衔粰C(jī)PC是與下位的多個(gè)盤(pán)體內(nèi)的單片機(jī)通訊，而PC的串口是一個(gè)RS232接口，其只有兩個(gè)通訊線(TXD、RXD)，是不能滿足一臺(tái)PC對(duì)多臺(tái)的下位單片機(jī)通訊的，必須將PC的RS232接口轉(zhuǎn)換成RS485接口，才能與下位單片機(jī)的RS485接口通訊，故需要在上位機(jī)PC與下位的多臺(tái)單片機(jī)之間增加一個(gè)RS232/RS485接口轉(zhuǎn)換器。
上位機(jī)PC主要完成的工作包括與下位多臺(tái)單片機(jī)通訊、模擬顯示各盤(pán)的行棋變化、比賽資料存儲(chǔ)及管理。
上位機(jī)PC與下位的多臺(tái)單片機(jī)間的通訊采用以太網(wǎng)(Ethernet)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)(見(jiàn)圖1)，通訊采用自定義的通訊協(xié)議來(lái)完成。該通訊程序分別與模擬顯示程序、數(shù)據(jù)庫(kù)程序之間有一接口；模擬顯示程序從通訊程序取得數(shù)據(jù)用于模擬顯示，通訊程序?qū)南挛粰C(jī)取得的數(shù)據(jù)處理后以棋譜形式放入數(shù)據(jù)庫(kù)。上位機(jī)PC與下位單片機(jī)間的程序流程圖見(jiàn)圖1。該通訊程序的開(kāi)發(fā)工具采用Visual C++ 6.0，也可采用Borland C++或Delphi。
模擬顯示程序從通訊程序取得下位機(jī)的各盤(pán)的棋位變化信息，并將這些信息按相應(yīng)盤(pán)號(hào)進(jìn)行棋位變化模擬顯示。模擬顯示界面上有0~31盤(pán)號(hào)的切換開(kāi)關(guān)，按0~31內(nèi)的相應(yīng)盤(pán)號(hào)可進(jìn)行切換顯示。模擬顯示的程序流程圖見(jiàn)圖1。該模擬顯示程序的開(kāi)發(fā)工具采用VisualC++ 6.0，也可采用Visual Basic 5.0/6.0，Borland C++或Delphi等。
比賽資料存儲(chǔ)及管理是用一數(shù)據(jù)庫(kù)管理程序?qū)崿F(xiàn)的，它分別存儲(chǔ)了比賽各盤(pán)的棋譜、用時(shí)、棋手信息、組織管理等各種相關(guān)信息。數(shù)據(jù)庫(kù)管理程序是用ACCESS開(kāi)發(fā)的，也可采用Visual Foxpro 5.0等開(kāi)發(fā)。
4.
圖1為電腦棋盤(pán)比賽系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
圖2為棋盤(pán)盤(pán)面圖。1為后手方計(jì)步計(jì)時(shí)液晶顯示器，2為先手方計(jì)步計(jì)時(shí)液晶顯示器，3為電源開(kāi)關(guān)，4為行棋開(kāi)關(guān)，5為后手方超時(shí)警告指示燈，6為先手方超時(shí)警告指示燈，7為棋盤(pán)比賽區(qū)，8為棋盤(pán)盤(pán)面。
圖3為盤(pán)體左側(cè)面圖。1為8位撥碼開(kāi)關(guān)(5位為盤(pán)號(hào)選擇、3位為行棋時(shí)限選擇)，2為電源指示燈，3為通訊接受指示燈(RXD)，4為通訊發(fā)送指示燈(TXD)。
圖4為盤(pán)體右側(cè)面圖。1為電源接口，2為RS485 9針D型通訊接口。
圖5為棋盤(pán)單一棋位剖面圖。1為棋子，2為棋盤(pán)上蓋體，3為光敏二極管，4為單片機(jī)控制電路板，5為棋盤(pán)底座。
圖6為棋盤(pán)的單片機(jī)控制框圖。1為CPU，2為時(shí)鐘電路，3為擴(kuò)展RAM，4為盤(pán)號(hào)設(shè)置電路，5為行棋時(shí)限選擇電路，6為行棋開(kāi)關(guān)電路，7為棋位檢測(cè)電路，8為L(zhǎng)CD液晶驅(qū)動(dòng)顯示電路，9為RS485驅(qū)動(dòng)電路，10為超時(shí)警告電路。
圖7為棋盤(pán)單片機(jī)程序主流程圖。
圖8為棋盤(pán)單片機(jī)中斷程序流程圖。
圖9上位機(jī)PC與下位棋盤(pán)單片機(jī)通訊程序流程圖。
圖10為上位機(jī)PC的模擬顯示程序主流程圖。
圖11為單一棋位檢測(cè)電路圖。1為光敏二極管，2為接地電阻，3為三態(tài)門(mén)，c為CPU輸出引腳的一個(gè)譯碼輸出。
圖12～圖15為單片機(jī)控制象棋盤(pán)原理圖。U1為CPU，U2為74LS373，U3為HM6264，U100為SN74F245，U98電源開(kāi)關(guān)，U99為電源模塊，U4、U5為EPM7064SLC-84，S3為8位撥碼開(kāi)關(guān)，J3為排電阻，S1為雙位開(kāi)關(guān)，CU1~CU11為去藕電容，1、2、3、4、5電路分別為RTS、先手方警告、后手方警告、TXD、RXD指示燈電路，U6A、U7A為先后手方LCD顯示電路，OP4、OP5、OP6為光電藕合芯片、U8A為RS485驅(qū)動(dòng)芯片，DB90為9針D型插頭，U6~U95為用于位檢測(cè)電路的光敏二極管。
5.具體實(shí)施方式
結(jié)合附圖說(shuō)明電腦棋盤(pán)比賽系統(tǒng)的整個(gè)工作過(guò)程以及其各種功能是如何實(shí)現(xiàn)的。
本實(shí)用新型是由上位機(jī)PC、通訊電纜及轉(zhuǎn)換接口、單片機(jī)控制的專用比賽棋盤(pán)組成。見(jiàn)圖1。
比賽棋盤(pán)的先手方右側(cè)設(shè)置了兩個(gè)LCD液晶顯示器，分別顯示雙方的比賽時(shí)間和步數(shù)。比賽的時(shí)、分、秒顯示格式為“XXXXXX”，可顯示0~99小時(shí)的比賽用時(shí)。步數(shù)用三位數(shù)字顯示，可顯示0~999步。先手方左側(cè)設(shè)置了一個(gè)電源開(kāi)關(guān)、一個(gè)行棋開(kāi)關(guān)、兩個(gè)超時(shí)警告指示燈，見(jiàn)圖2。盤(pán)體的先手方左側(cè)面設(shè)置了一個(gè)8位撥碼開(kāi)關(guān)，3個(gè)指示燈。撥碼開(kāi)關(guān)的前5位用于盤(pán)號(hào)選擇，后3位用于行棋時(shí)限選擇，3個(gè)指示燈分別用于顯示電源、通訊接受(RXD)、通訊發(fā)送(TXD)狀況，見(jiàn)圖3。盤(pán)體的先手方右側(cè)面設(shè)置了一個(gè)電源接口、一個(gè)RS4859針通訊接口，見(jiàn)圖4。棋盤(pán)體內(nèi)電路板上設(shè)有單片機(jī)及其控制電路、功能電路等，單片機(jī)中裝有專門(mén)開(kāi)發(fā)的應(yīng)用程序。
在棋盤(pán)的每個(gè)棋位處，設(shè)置了一個(gè)光敏二極管，棋子起落時(shí)，光敏二極管對(duì)應(yīng)有導(dǎo)通、截止(1、0)兩種狀態(tài)。見(jiàn)圖5。每個(gè)光敏二極管的輸出與一個(gè)三態(tài)門(mén)的輸入相連，控制三態(tài)門(mén)的控制端的通斷即可檢測(cè)到光敏二極管的輸出狀態(tài)，也就可以判斷出棋位處是否有棋子及棋子的起落，見(jiàn)圖11。假定棋盤(pán)上N個(gè)棋位，可用最少的n位二進(jìn)制的組合來(lái)譯碼這N個(gè)棋位，即2n≥N。由CPU輸出的n個(gè)輸出腳譯碼選通這N個(gè)棋位，每一個(gè)譯碼輸出對(duì)應(yīng)控制與光敏二極管輸出端相連的三態(tài)門(mén)的控制端，這樣，CPU給出一個(gè)譯碼輸出，就會(huì)將與其對(duì)應(yīng)的棋位的狀態(tài)讀入CPU。通過(guò)比較前后兩次各棋位的狀態(tài)就可判斷出該棋位上棋子的情況。如果一個(gè)棋位前后兩次的狀態(tài)變化為1→0，說(shuō)明該棋位有棋子落下；如果狀態(tài)變化為0→1，說(shuō)明該棋位有棋子拿起；如果狀態(tài)一直為0，說(shuō)明該棋位有棋子但沒(méi)有動(dòng)；如果狀態(tài)一直為1，說(shuō)明該棋位無(wú)棋子也沒(méi)有棋子落下。根據(jù)棋類(lèi)比賽規(guī)則，CPU依次給出各棋位譯碼輸出，讀入相應(yīng)棋位狀態(tài)，對(duì)比其前后狀態(tài)，按先后順序記錄變化的棋位，達(dá)到計(jì)譜的目的。開(kāi)始時(shí)，先手方、后手方的計(jì)時(shí)計(jì)步初始顯示均為000000及000。行棋一開(kāi)始，先手方開(kāi)始計(jì)時(shí)計(jì)步，通過(guò)定時(shí)器T0每隔50ms產(chǎn)生一次中斷來(lái)掃描一次各棋位的狀態(tài)，對(duì)比前后兩次狀態(tài)，如果沒(méi)有狀態(tài)變化，說(shuō)明沒(méi)有棋子發(fā)生變化，每中斷一次，時(shí)間累加50ms，累加達(dá)到1秒時(shí)，先手方的LCD液晶顯示器顯示增加1秒，依次累加顯示其用時(shí)；如果前后兩次有狀態(tài)變化，首先確定變化的棋位，并將其變化棋位保存，當(dāng)一步棋走完后(四種棋判斷走完一步的程序是不同的)，步數(shù)加1并顯示。然后，將其累計(jì)時(shí)間、步數(shù)與該棋盤(pán)所選擇的行棋時(shí)限參數(shù)對(duì)比，確認(rèn)是否超時(shí)，如超時(shí)，CPU給出相應(yīng)的譯碼輸出，接通該方的警告指示燈，實(shí)現(xiàn)超時(shí)警告。再將時(shí)間累加轉(zhuǎn)入后手方。后手方的時(shí)間及步數(shù)累加、時(shí)限對(duì)比同先手方。依此類(lèi)推。見(jiàn)圖7、圖8。
對(duì)時(shí)間、步數(shù)的顯示是由兩個(gè)LCD驅(qū)動(dòng)顯示電路來(lái)實(shí)現(xiàn)的，LCD的8根數(shù)據(jù)線(7～14引腳)通過(guò)一個(gè)SN74F245與CPU的8根數(shù)據(jù)線D0~D7相連，使能端E和寄存器選擇端RS由兩個(gè)譯碼電路輸出來(lái)分別控制。當(dāng)需顯示一方的時(shí)間、步數(shù)時(shí)，單片機(jī)控制程序給出譯碼輸出使使能端E為高點(diǎn)平有效，同時(shí)給出RS譯碼輸出來(lái)控制該LCD的指令及數(shù)據(jù)選擇。驅(qū)動(dòng)顯示電路見(jiàn)圖14的U6A、U7A。
單片機(jī)內(nèi)的RS485驅(qū)動(dòng)電路的兩個(gè)光隔輸入端分別與CPU的TXD、可編程邏輯器件的RTS相連，另一個(gè)輸出端與CPU的RXD相連。RTS接RS485的RTS端。當(dāng)單片機(jī)要上傳數(shù)據(jù)或有數(shù)據(jù)接受時(shí)，RTS端控制完成數(shù)據(jù)交換。RTS是通過(guò)一個(gè)譯碼輸出來(lái)控制的。光隔的輸入、輸出分別接光隔內(nèi)、光隔外的電源。驅(qū)動(dòng)及D型接口接光隔外的電源。見(jiàn)圖14。
一次比賽是由行棋開(kāi)關(guān)的閉合、斷開(kāi)來(lái)確定比賽開(kāi)始、暫停或結(jié)束。CPU讀取行棋開(kāi)關(guān)的狀態(tài)決定單片機(jī)程序的開(kāi)始、暫停和結(jié)束。見(jiàn)圖13的S1。當(dāng)比賽暫停時(shí)，單片機(jī)程序會(huì)自動(dòng)停止計(jì)時(shí)計(jì)步，并始終讀取行棋開(kāi)關(guān)的狀態(tài)來(lái)決定程序是否繼續(xù)計(jì)時(shí)計(jì)步。見(jiàn)圖7、8。
比賽開(kāi)始前，將8位撥碼開(kāi)關(guān)的前5位按規(guī)定的盤(pán)號(hào)進(jìn)行設(shè)置以確定盤(pán)號(hào)，將后3位按選擇的行棋比賽時(shí)限進(jìn)行設(shè)置。如8位撥碼開(kāi)關(guān)的設(shè)置為01101001，表示盤(pán)號(hào)為13，行棋比賽棋時(shí)限選擇為參數(shù)1。當(dāng)單片機(jī)上電時(shí)，CPU會(huì)首先讀取8位撥碼開(kāi)關(guān)的狀態(tài)，以確定本盤(pán)的盤(pán)號(hào)和行棋比賽時(shí)限選擇狀態(tài)參數(shù)。此后，程序就會(huì)以該盤(pán)號(hào)與上位機(jī)PC通訊，以所選擇的時(shí)限參數(shù)進(jìn)行程序處理，以實(shí)現(xiàn)不同時(shí)限的超時(shí)警告。
當(dāng)上位機(jī)PC需要下位機(jī)某盤(pán)的數(shù)據(jù)時(shí)，它先發(fā)出一個(gè)包含有該盤(pán)地址的指令，該盤(pán)在通訊成功時(shí)會(huì)向上位機(jī)發(fā)出一個(gè)應(yīng)答信息，然后上位機(jī)PC讀入該盤(pán)的數(shù)據(jù)。其它盤(pán)則不會(huì)響應(yīng)該指令。
上位機(jī)PC取得下位單片機(jī)的數(shù)據(jù)后，通過(guò)相應(yīng)程序的處理，用模擬顯示程序?qū)⒏鞅P(pán)的行棋變化模擬顯示在PC上。模擬顯示程序首先需繪制相應(yīng)棋類(lèi)的盤(pán)面及棋子的初始狀態(tài)，然后根據(jù)行棋變化逐步更新棋位狀態(tài)并進(jìn)行顯示。各盤(pán)的模擬顯示通過(guò)界面上的一個(gè)盤(pán)號(hào)切換選擇開(kāi)關(guān)來(lái)隨時(shí)切換，見(jiàn)圖9、圖10。
數(shù)據(jù)庫(kù)管理程序首先需建立與下位各盤(pán)相對(duì)應(yīng)的表，及與比賽時(shí)間、名稱、棋手等信息有關(guān)的各種表，再建立相應(yīng)的表單來(lái)方便查詢。從下位各單片機(jī)取得的數(shù)據(jù)分別放入對(duì)應(yīng)的表中，方便以后查詢。
比賽開(kāi)始前，工作人員先將比賽有關(guān)信息輸入到PC數(shù)據(jù)庫(kù)，并將棋盤(pán)、棋子放好，連接好電源及通訊線，將8位撥碼開(kāi)關(guān)撥到相應(yīng)的位置，以確定該盤(pán)的盤(pán)號(hào)及選擇的行棋時(shí)限，同時(shí)，閉合電源開(kāi)關(guān)。裁判一將行棋開(kāi)關(guān)閉合，比賽正式開(kāi)始。比賽當(dāng)中，如需暫停，則裁判將行棋開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，暫停結(jié)束后，再將行棋開(kāi)關(guān)閉合，比賽繼續(xù)進(jìn)行。比賽結(jié)束后，斷開(kāi)行棋開(kāi)關(guān)，再切斷電源。比賽資料可借助于Modem或局域網(wǎng)以及INTERNET工具如CuteFTP等，將資料傳輸?shù)交ヂ?lián)網(wǎng)。
本實(shí)用新型棋子定用不改變棋手行棋習(xí)慣，應(yīng)用操作簡(jiǎn)單，可靠性高，功能齊全，技術(shù)含量高，系統(tǒng)成本控制合理，適用于各種大中小型的棋類(lèi)比賽，適應(yīng)了當(dāng)今信息社會(huì)的發(fā)展要求。
權(quán)利要求1.一種電腦棋盤(pán)比賽系統(tǒng)由通用的PC(個(gè)人計(jì)算機(jī))、通訊電纜及通訊轉(zhuǎn)換接口、單片機(jī)控制的專用比賽棋盤(pán)組成；有用于象棋、國(guó)際象棋、圍棋和五子棋比賽的四種棋盤(pán)；該系統(tǒng)具有盤(pán)號(hào)確認(rèn)、行棋時(shí)限選擇、實(shí)時(shí)計(jì)時(shí)計(jì)步及顯示、記譜、暫停、超時(shí)警告、計(jì)算機(jī)行棋模擬顯示、比賽資料管理、存儲(chǔ)等功能；其特征在于在PC上裝有專門(mén)開(kāi)發(fā)的棋類(lèi)比賽系統(tǒng)應(yīng)用軟件，用于通訊的RS232/485轉(zhuǎn)換接口及電纜，單片機(jī)控制的用于象棋、國(guó)際象棋、圍棋和五子棋比賽的四種專用比賽棋盤(pán)及其相應(yīng)的應(yīng)用軟件程序，專用棋盤(pán)上在每個(gè)棋位(落子位置)處設(shè)置有一個(gè)光敏二極管，棋盤(pán)盤(pán)面上在先手方(圍棋五子棋為黑方、象棋為紅方、國(guó)際象棋為白方)左側(cè)設(shè)有電源開(kāi)關(guān)、行棋開(kāi)關(guān)及兩個(gè)紅色發(fā)光二極管警告指示燈，盤(pán)面先手方右側(cè)設(shè)有用于計(jì)時(shí)計(jì)步的兩個(gè)液晶顯示器，盤(pán)體先手方左側(cè)設(shè)有用于確定盤(pán)號(hào)和行棋時(shí)限選擇的8位撥碼開(kāi)關(guān)及用于顯示電源和通訊狀況的三個(gè)綠色發(fā)光二極管指示燈，盤(pán)體先手方右側(cè)設(shè)有9針通訊接口和電源插頭，設(shè)置在盤(pán)體內(nèi)電路版上的單片機(jī)控制電路、電源模塊、棋位檢測(cè)電路、通訊驅(qū)動(dòng)電路、液晶驅(qū)動(dòng)顯示電路、超時(shí)警告電路、盤(pán)號(hào)設(shè)置電路、行棋時(shí)限選擇電路、行棋開(kāi)關(guān)電路及輔助電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所說(shuō)的電腦棋盤(pán)比賽系統(tǒng)，其特征在于PC硬件平臺(tái)采用普通的辦公計(jì)算機(jī)(主頻不低于450MHZ，內(nèi)存不少于128M，硬盤(pán)不少于1.2G)，系統(tǒng)軟件平臺(tái)采用中WINDOWS 98/2000，應(yīng)用軟件采用的是運(yùn)行于PC的專門(mén)開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的棋類(lèi)比賽系統(tǒng)應(yīng)用軟件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所說(shuō)的電腦棋盤(pán)比賽系統(tǒng)，其特征在于控制專用棋盤(pán)的單片機(jī)采ATMEL 89C52或89S8252單片機(jī)，應(yīng)用軟件采用專門(mén)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的相應(yīng)軟件程序。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所說(shuō)的電腦棋盤(pán)比賽系統(tǒng)，其特征在于盤(pán)體內(nèi)電路版上的單片機(jī)控制電路CPU、存放控制程序的內(nèi)部ROM、存放程序數(shù)據(jù)的擴(kuò)展RAM、譯碼芯片74LS373、數(shù)據(jù)緩存芯片SN74F245以及用于增加系統(tǒng)可靠性的光隔內(nèi)、光隔外電源模塊設(shè)計(jì)等輔助電路組成；擴(kuò)展RAM的低位地址與74LS373相連用于譯碼，擴(kuò)展RAM由可編程邏輯器件的一個(gè)譯碼輸出選通，CPU的數(shù)據(jù)線與SN74F245相連用于數(shù)據(jù)緩存。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所說(shuō)的電腦棋盤(pán)比賽系統(tǒng)，其特征在于盤(pán)體內(nèi)電路版上的棋位檢測(cè)電路用可編程邏輯器件、光敏二極管及接地電阻組成；可編程邏輯器件采ATMEL公司的ATF1504AS/L芯片，也可采用ATMEL公司的ATF1516AS/L及ALTERA、Xilinx等公司的可編程邏輯器件；可編程邏輯器件內(nèi)設(shè)計(jì)有用于棋位譯碼、擴(kuò)展RAM片選選通、LCD液晶顯示器的E和RS端、RS485的RTS控制、超時(shí)警告的譯碼輸出等邏輯電路；象棋比賽棋盤(pán)采用了兩個(gè)ATF1504AS/L芯片、90個(gè)光敏二極管和90個(gè)300R的接地電阻；國(guó)際象棋比賽棋盤(pán)采用了兩個(gè)ATF1504AS/L芯片、64個(gè)光敏二極管和64個(gè)300R的接地電阻；五子棋比賽棋盤(pán)采用了五個(gè)ATF1504AS/L芯片、225個(gè)光敏二極管和225個(gè)300R的接地電阻；圍棋比賽棋盤(pán)采用了七個(gè)ATF1504AS/L芯片、361個(gè)光敏二極管和361個(gè)300R的接地電阻；每個(gè)光敏二極管的輸出端與相應(yīng)的可編程邏輯器件的輸入端相連及接地電阻的一端相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所說(shuō)的電腦棋盤(pán)比賽系統(tǒng)，其特征在于盤(pán)號(hào)設(shè)置電路和行棋時(shí)限選擇電路由一個(gè)8位撥碼開(kāi)關(guān)與P1口相連，P1.0～P1.4用于盤(pán)號(hào)設(shè)置，P1.5～P1.7用于行棋時(shí)限選擇。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所說(shuō)的電腦棋盤(pán)比賽系統(tǒng)，其特征在于通訊驅(qū)動(dòng)由三個(gè)光電隔離芯片、RS485驅(qū)動(dòng)芯片、D型9針插頭及必要的輔助器件組成；RS485的RTS控制端由可編程邏輯器件的一個(gè)譯碼電路輸出控制；RS485驅(qū)動(dòng)電路的兩個(gè)光隔輸入端分別與CPU的TXD、可編程邏輯器件的RTS相連，另一個(gè)輸出端與CPU的RXD相連。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所說(shuō)的電腦棋盤(pán)比賽系統(tǒng)，其特征在于液晶驅(qū)動(dòng)顯示電路由可編程邏輯器件的四個(gè)譯碼輸出來(lái)選通和控制兩個(gè)LCD驅(qū)動(dòng)顯示器件。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所說(shuō)的電腦棋盤(pán)比賽系統(tǒng)，其特征在于行棋開(kāi)關(guān)電路由一個(gè)雙位開(kāi)關(guān)連到CPU，來(lái)實(shí)現(xiàn)行棋和暫停的功能。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所說(shuō)的電腦棋盤(pán)比賽系統(tǒng)，其特征在于超時(shí)警告電路由可編程邏輯器件的兩個(gè)譯碼輸出來(lái)控制兩個(gè)警告指示燈。
專利摘要電腦棋盤(pán)比賽系統(tǒng)是一種集計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)、單片機(jī)技術(shù)于一體的棋類(lèi)比賽系統(tǒng)。它由單片機(jī)控制的專用比賽棋盤(pán)、通訊電纜及轉(zhuǎn)換接口、計(jì)算機(jī)(PC)組成。有用于象棋、國(guó)際象棋、五子棋、圍棋比賽的四種專用棋盤(pán)。它能實(shí)現(xiàn)比賽中確認(rèn)盤(pán)號(hào)、選擇行棋時(shí)限、實(shí)時(shí)計(jì)時(shí)計(jì)步及顯示、暫停、超時(shí)警告、記譜、計(jì)算機(jī)行棋模擬顯示、比賽資料存儲(chǔ)及管理等功能。本系統(tǒng)將四種棋盤(pán)上每個(gè)棋位進(jìn)行編碼，通過(guò)盤(pán)體內(nèi)單片機(jī)控制電路實(shí)時(shí)采集棋盤(pán)上每個(gè)棋位處在棋子起落時(shí)光敏二極管發(fā)出的不同信號(hào)，進(jìn)行相應(yīng)的程序處理，并將行棋信息上傳到計(jì)算機(jī)，運(yùn)用專門(mén)開(kāi)發(fā)的上位機(jī)棋類(lèi)比賽應(yīng)用軟件進(jìn)行模擬顯示、資料存儲(chǔ)及管理。
文檔編號(hào)G06F15/00GK2580516SQ0125886
公開(kāi)日2003年10月15日 申請(qǐng)日期2001年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月30日
發(fā)明者仇利強(qiáng), 王蔚庭 申請(qǐng)人:仇利強(qiáng), 王蔚庭