專利名稱：能夠感應(yīng)手掌動作的掌上智能游戲機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于電子游戲機范圍，特別涉及一種能夠感應(yīng)手掌動作的掌上智能游戲機。
背景技術(shù)：
在商業(yè)發(fā)達、生活忙碌的今天，人們總想在繁忙之外尋找一份輕閑的樂趣，以舒緩緊張的情緒，于是各種掌上電子游戲機針對現(xiàn)代人的需求相應(yīng)問世，而且從發(fā)明之初便受到了廣大消費者的青睞。
現(xiàn)今市場上所販售的掌上電子游戲機，種類繁多，但大多是需要使用方向鍵的益智性或技巧性游戲，操作靠手指完成，與游戲機的自身姿態(tài)和運動無關(guān)。目前市場上還沒有能夠根據(jù)游戲機自身姿態(tài)和運動來操作的游戲機，本實用新型存在比較大的市場空間。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是提供一種只需改變游戲機的水平姿態(tài)或方向，不需要使用操作按鍵便可操控游戲中的受控物體運動的能感應(yīng)手掌動作的掌上智能游戲機。
本實用新型的目的是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的該掌上智能游戲機是在微處理器的周圍相應(yīng)引線腳上連接信號檢測模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、液晶顯示模塊、電源管理?？臁⒋谕ㄐ拍K和操作鍵盤，加速度計和磁強計并聯(lián)在信號檢測模塊的輸入端，并和發(fā)聲器一起裝在游戲機盒內(nèi)，串口通信模塊再與PC機連接。
作為傳感器的加速度計和磁強計所測到的信號經(jīng)過信號檢測模塊信號檢測電路對檢測信號分別進行放大、濾波處理，最后經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換后輸入到微處理器，微處理器根據(jù)傳感器提供的信息通過軟件計算出游戲機所處的姿態(tài)。來模擬實際情況，在液晶屏幕上仿真物體的相對運動。液晶模塊顯示游戲過程，EEPROM用于存儲游戲數(shù)據(jù)，串口通信模塊用來實現(xiàn)微處理器與PC機之間的信息傳輸。
本實用新型的有益效果是利用各種傳感器來感應(yīng)游戲機本身的姿態(tài)和運動，根據(jù)傳感器提供的信息來模擬實際情況，在液晶屏幕上仿真物體的相對運動，設(shè)計相應(yīng)的程序，完成迷宮等游戲。除了可供娛樂外，還可以用于少兒的手部運動訓(xùn)練、康復(fù)治療訓(xùn)練等。通過在掌上游戲機上設(shè)計串口通信電路，實現(xiàn)游戲機與個人PC機的信息傳輸，最終實現(xiàn)游戲機與計算機上同種游戲的存儲信息共享。


圖1為游戲機的結(jié)構(gòu)框圖。
圖2為游戲機的電路原理圖。
具體實施方式
本實用新型提供了一種只需改變游戲機的水平姿態(tài)或方向，不需要使用操作按鍵便可操控游戲中的受控物體運動的能感應(yīng)手掌動作的掌上智能游戲機。該掌上智能游戲機是在微處理器的周圍相應(yīng)引線腳上連接信號檢測模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、液晶顯示模塊、電源管理?？?、串口通信模塊和操作鍵盤，加速度計和磁強計并聯(lián)在信號檢測模塊的輸入端，串口通信模塊再和PC機連接，發(fā)聲器(圖中未畫出)裝在游戲機盒內(nèi)(如圖1所示)；作為傳感器的三軸加速度計和三軸磁強計所測到的信號經(jīng)過信號檢測模塊信號檢測電路對檢測信號分別進行放大、濾波處理，最后經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換后輸入到微處理器，微處理器根據(jù)傳感器提供的信息通過軟件計算出游戲機所處的姿態(tài)。來模擬實際情況，在液晶屏幕上仿真物體的相對運動。液晶模塊顯示游戲過程，EEPROM用于存儲游戲數(shù)據(jù)，串口通信模塊用來實現(xiàn)微處理器與PC機之間的信息傳輸。
本實用新型采用了三按鍵設(shè)計，一個按鍵為游戲機的主控制鍵，長按鍵可實現(xiàn)儀器的開、關(guān)機。另外兩鍵作為調(diào)節(jié)鍵。通過這兩個調(diào)節(jié)鍵，操作者可以選定游戲種類、完成游戲的功能設(shè)定、以及配合主控鍵完成其他需要按鍵的游戲等。
下面結(jié)合圖1所示游戲機的結(jié)構(gòu)框圖和圖2所示游戲機的電路原理圖詳細介紹本實用新型的各個模塊1.微處理器模塊微處理器主要負責(zé)信號的采集、運算、處理等一系列的過程，它是整個機器控制的核心部分。本實用新型的微處理器選用ANALOG DEVICES公司的ADμC812芯片，它具有8路高精度的12位A/D轉(zhuǎn)換器、三個定時器、片內(nèi)帶有8KB的閃速/電擦除(Flash/EE)程序存儲器、640B的閃速/電擦除數(shù)據(jù)存儲器以及256B的SRAM，它還具有最多能接64MB的外部數(shù)據(jù)存儲器、內(nèi)部節(jié)能模式、具有和8051兼容的內(nèi)核，它的指令系統(tǒng)也與51系列兼容。晶振選用12MHz，連接到微處理器的腳32、33端，微處理器的I/O端口P2.5、P2.6、P2.7分別連接到液晶顯示模塊的片選端CS、寫信號端WR，數(shù)據(jù)信號端DATA相連，微處理器的P2.0、P2.1、P2.2、P2.3分別與EEPROM的CS、SCLK、DI、DO相連(具體電路見圖2的1區(qū)范圍)。
2.信號檢測模塊信號檢測模塊的主要功能是檢測傳感器所測得的電壓信號。加速度計采用兩個兩軸加速度測量芯片IC301(具體電路見圖2的3區(qū)范圍)，三軸磁強計由HMC1001與HMC1002組成(具體電路見圖2的2區(qū)范圍)。由傳感器測得的六路電壓信號經(jīng)由MAX4194構(gòu)成的放大、濾波電路放大、濾波后，被送到微處理器的ACH0~ACH5進行模數(shù)轉(zhuǎn)換(A/D轉(zhuǎn)換)將模擬信號變成數(shù)字信號，供微處理器的處理、控制和液晶顯示用。
3.電源管理模塊電源管理模塊電路由開機自鎖電路和穩(wěn)壓電路兩部分構(gòu)成。
游戲機上使用的是輕觸式開關(guān)，開機自鎖電路的作用是使電路在開機按鍵結(jié)束后可以維持供電。并可由軟件切斷電源供電，以達到節(jié)電的目的。如圖2，關(guān)機時，三極管Q2的基極為高電平，Q2截止。當(dāng)按下游戲機主控開關(guān)后，Q2的基極變?yōu)榈碗娢?，Q2導(dǎo)通，則穩(wěn)壓芯片正常工作，VCC為3.3V。微處理器的P3.7連接非門74HC04的輸入端，輸出通過電阻R21連接Q2的基極。此時P3.7為高電位，則通過非門使得Q2的基極一直為低電平，這就保證了在主控開關(guān)斷開后，Q2依然導(dǎo)通。實現(xiàn)了游戲機的開機自鎖。當(dāng)需要切斷游戲機電源時，只需置P3.7低電位即可。
穩(wěn)壓電路主要由穩(wěn)壓芯MAX866及其外圍電路構(gòu)成，主要目的是為游戲機提供穩(wěn)定的電壓，并保證供電電池電壓下降到一定范圍內(nèi)時，儀器能正常工作。這樣可以提高電池的使用壽命(具體電路見圖2的4區(qū)范圍)。
4.串行通信模塊通信接口模塊主要由MAX232芯片組成，MAX232的11腳與微處理器的P3.1相連，12腳與P3.O相連；另外，MAX232芯片的13、14腳通過插座J4連接到PC機，從而為實現(xiàn)微處理器到PC的數(shù)據(jù)傳輸提供了方便(具體電路見圖2的第5區(qū))。實現(xiàn)TTL與RS232之間的電平轉(zhuǎn)換，從而實現(xiàn)游戲機與個人PC機之間的串行通信的功能。
5.數(shù)據(jù)存儲模塊儀器選用Microchip公司的93LC86作為儀器的存儲芯片。93LC86是2048×8或1024×16位串行CMOS EEPROM，具有數(shù)據(jù)在線改寫和掉電保存功能，重復(fù)擦寫次數(shù)可達百萬次，數(shù)據(jù)保存期在二百年以上；當(dāng)采用+5V單電源工作時，輸入輸出電平與TTL兼容；片內(nèi)有定時發(fā)生器，擦除和寫入操作均由此定時電路自動控制；具有整體編程使能和禁止功能，增強了數(shù)據(jù)的保護能力(具體電路見圖2的第6區(qū))。當(dāng)游戲開始進行時，加速度計與磁強計輸出所測電壓信號。信號檢測電路對檢測信號分別進行放大、濾波處理，最后經(jīng)過A/D采樣輸入微處理器，微處理器接收到采樣電壓后，經(jīng)過計算得出所需數(shù)據(jù)。液晶模塊的功能在于顯示游戲過程，EEPROM用于存儲游戲數(shù)據(jù)，串口通信模塊用來實現(xiàn)微處理器與PC機之間的信息傳輸。
本實施例中的電路在本專利的設(shè)計思想范疇內(nèi)，可對該具體實施例作部分更改。
權(quán)利要求1.一種能感應(yīng)手掌動作的掌上智能游戲機，其特征在于該掌上智能游戲機是在微處理器的周圍相應(yīng)引線腳上連接信號檢測模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、液晶顯示模塊、電源管理?？臁⒋谕ㄐ拍K和操作鍵盤，加速度計和磁強計并聯(lián)在信號檢測模塊的輸入端，并和發(fā)聲器一起裝在游戲機盒內(nèi)，串口通信模塊再與PC機連接。
專利摘要本實用新型公開了屬于電子游戲機范圍的一種能夠感應(yīng)手掌動作的掌上智能游戲機。其結(jié)構(gòu)是在微處理器的周圍相應(yīng)引線腳上連接信號檢測模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、液晶顯示模塊、電源管理?？臁⒋谕ㄐ拍K和操作鍵盤與發(fā)聲器，加速度計和磁強計和信號檢測模塊連接，串口通信模塊再和PC機連接，裝在游戲機盒內(nèi)構(gòu)成。它利用各種傳感器來感應(yīng)游戲機本身的姿態(tài)和運動，模擬實際情況，在液晶屏幕上仿真物體的相對運動，按相應(yīng)的程序，完成各種游戲。除了可供娛樂外，還可以用于少兒的手部運動訓(xùn)練、康復(fù)治療訓(xùn)練等。通過設(shè)置的串口通信電路，實現(xiàn)游戲機與個人PC機的信息傳輸，最終實現(xiàn)游戲機與計算機上同種游戲的存儲信息共享。
文檔編號G06F19/00GK2735427SQ200420084560
公開日2005年10月19日 申請日期2004年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月30日
發(fā)明者王曉浩, 唐飛, 于楊春 申請人:清華大學(xué)