專利名稱：任天堂類電子游戲機的自動計費裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種電子游戲機的外圍設(shè)備，確切地說，涉及一種任天堂類電子游戲機地自動計費裝置。屬于數(shù)字電路自動計數(shù)和控制技術(shù)領(lǐng)域。
目前，任天堂游戲機以及與其相兼容的小天才、勝天、智力寶等游戲機在我國已經(jīng)廣泛普及。由于該類機器面向家庭設(shè)計，所以沒有用于游戲計次收費的自動收費裝置。雖然這類游戲機售價較低，更換游戲節(jié)目卡也比較方便，但還是很難在游戲廳開展?fàn)I業(yè)性的計次收費使用。
1989年4月27日申請人在中國科技情報所進行聯(lián)機檢索證實，任天堂游戲機的主機硬件和軟件均未進行專利公開。僅檢索到任天堂公司的兩份專利，即EP0268429和EP0266855，是關(guān)于存儲器擴充和異機種游戲卡內(nèi)容轉(zhuǎn)換的。日文期刊《微型計算機》(マイコン)86年7月號第218頁關(guān)于任天堂游戲機的介紹說“謎的部分很多，詳細情況不太清楚”。這些情況都表明對任天堂游戲機進行二次技術(shù)開發(fā)存在較大的技術(shù)難度。據(jù)申請人所知，目前國內(nèi)大陸和港臺地區(qū)對任天堂游戲機的研究，只限于簡單模仿階段，而未見突破性研究獲得進展的報道。
本實用新型的目的是設(shè)計一種供任天堂類家庭游戲機使用的自動計費裝置，使之能在游戲廳營業(yè)中使用，拓寬應(yīng)用范圍，豐富文化生活。
本實用新型是由機殼、控制面板及其上的多個控制按鍵，印刷電路板等部件構(gòu)成的，其特點在于它是在游戲機操縱器接口與游戲機主機CPU電路之間增加的一個利用游戲機操縱器接口與CPU之間的三個聯(lián)絡(luò)信號，進行置數(shù)、選擇起動次數(shù)、計次和嵌位控制的機電裝置。該機電控制裝置的控制電路是由提取信號的串并轉(zhuǎn)換電路和鎖存電路、選擇游戲起動方式的二分頻電路、用于置數(shù)、計次的可逆計數(shù)器電路、顯示游戲次數(shù)的數(shù)碼管譯碼顯示電路、嵌位封鎖數(shù)據(jù)通道的狀態(tài)記憶電路和統(tǒng)計游戲總次數(shù)的電磁計數(shù)器驅(qū)動電路構(gòu)成。
本實用新型是在對任天堂類電子游戲機的主機各種信號進行大量研究分析的基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)游戲機操縱器接口與主機CPU電路之間的串行數(shù)據(jù)信號SD、時鐘信號SΦ和受CPU指令控制的I／O狀態(tài)信號SO是實現(xiàn)自動計數(shù)和封嵌數(shù)據(jù)信號線的自動計費裝置的技術(shù)關(guān)鍵，從而利用這三條信號線構(gòu)成本實用新型裝置的。其中利用串并轉(zhuǎn)換芯片提取所需信號的設(shè)計，構(gòu)思巧妙，實現(xiàn)容易、方便，大大簡化邏輯電路的設(shè)計和減少所用芯片，從而降低了整個裝置的生產(chǎn)成本。該裝置還可選擇兩種不同的置數(shù)方式機械式或電子式，以適應(yīng)不同場合使用。既有數(shù)碼管顯示每個人玩游戲的次數(shù)，又有電磁計數(shù)器累計玩過游戲的總次數(shù)，特別適合在游戲廳營業(yè)性計次收費使用，也為豐富人們的文化生活提供一項新器具。本實用新型與電視機、任天堂類游戲機相結(jié)合，再配以可方便更換游戲內(nèi)容的萬用電子游戲卡(申請?zhí)枮镃N90205281.0)，將成為營業(yè)用游戲機的主流產(chǎn)品。
以下結(jié)合附圖具體介紹本實用新型。


圖1是本實用新型的外觀結(jié)構(gòu)簡圖(電子式為A，機械式為B)。
圖2是游戲機主機與操縱器接口之間的信號線關(guān)系圖。
圖3是本實用新型的控制電路的電原理圖(電子式)。
圖4是本實用新型的控制電路的電原理圖(機械式)。
圖1是本實用新型兩種實施例的外觀結(jié)構(gòu)圖，A為電子式，B為機械式。1是機殼，2是控制面板，在面板2上有多個控制按鈕使游戲重新開始的復(fù)位鍵3，進入“游戲”狀態(tài)的起動按鍵4，設(shè)置游戲次數(shù)的置數(shù)鍵5，鎖開關(guān)6和選擇鍵7。鎖開關(guān)只有在閉合時才能用置數(shù)鍵設(shè)置游戲次數(shù)，而后打開鎖開關(guān)才允許進入“游戲”狀態(tài)。選擇鍵用于選擇不同的游戲節(jié)目，或者選擇是一人玩還是兩人玩。面板上還有數(shù)碼顯示管9和電磁計數(shù)器8，機殼內(nèi)裝有控制電路的印刷電路板和游戲機主機，并通過電纜10與游戲機的操縱器11相連接，通常有兩個控制游戲運行的操縱器，分別稱為1號和2號。機械式計費控制裝置則在面板上裝有投幣孔5A，退幣口5B和退幣按鈕5C。
圖2也描述了游戲機操縱器與主機的連接關(guān)系。圖中13是操縱器接口，14是游戲機主機CPU6527，其內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)至今沒有公開披露。12是操縱器內(nèi)的移位寄存器4021芯片，它有并入串出的功能，在并行輸入端所接的“十”字形按鍵、AB按鍵、選擇鍵和起動鍵按下與否，用“1”或“0”并行輸入，在通過串行輸出端3、操縱器接口13的2端依次送入主機CPU的28腳(圖中符號“
”表示上拉電阻)。本實用新型把串行數(shù)據(jù)信號稱為SD，時鐘信號SΦ是由主機CPU的31腳經(jīng)接口的4端送入4021芯片。I／O狀態(tài)信號SO也是CPU送出的并／串轉(zhuǎn)換信號當(dāng)該信號電平為高時，4021為并行輸入有效；當(dāng)該信號電平為低時，4021為串行輸入有效。當(dāng)SO信號為高電平時，把各個按鍵狀態(tài)并行輸入，當(dāng)SO信號一轉(zhuǎn)為低電平就把輸入的狀態(tài)鎖存，并在時鐘信號SΦ的觸發(fā)下，向CPU的28腳依次送入表示各個按鍵狀態(tài)的串行數(shù)據(jù)信號SD。所以，利用SD、SO和SΦ三種信號就可把操縱器的各控制按鍵狀態(tài)信號送入主機CPU。本實用新型就是利用這三個信號組成自動計費控制邏輯電路的。
本實用新型的工作原理是當(dāng)游戲機處于游戲起動狀態(tài)后，按下操縱器起動(START)按鍵后，如沒有接上本實用新型的計費控制裝置時，主機CPU可以在SD信號中檢測出代表起動(START)鍵的電平，即進入游戲狀態(tài)。而裝入本實用新型后，當(dāng)表示操縱器起動(STATR)按鍵按下后的電平在送CPU的過程中，同時也被本實用新型的控制電路所接收，經(jīng)邏輯電路的控制，使計次收費的減計數(shù)器逐次減1。當(dāng)計數(shù)器減至0時，會輸出一個借位低電平，讓與之相連的記憶電路動作，使SD數(shù)據(jù)線嵌制在低電平，從而使代表按鍵狀態(tài)的脈沖電平都不能在SD信號線上出現(xiàn)，即SD信號線被封鎖嵌位。此時，要解除封鎖，必須“投幣”或置數(shù)，使記憶電路恢復(fù)常態(tài)，SD數(shù)據(jù)信號才能被CPU接收，游戲程序方可重新正常運行。
圖3中IC1為提取信號的串并轉(zhuǎn)換電路芯片74LS164，當(dāng)SD信號加至該芯片輸入端的1、2腳時，在時鐘信號SΦ的作用下，可在其輸出端10腳獲得串行數(shù)據(jù)信號中代表STATR的電平，其10腳接至IC2芯片(LS74，雙D觸發(fā)器)的輸入端的12腳上，在作為時鐘信號CK2(11腳)的SO信號觸發(fā)下，其輸出Q2(IC2的第8腳)送入作為減計數(shù)器的IC4芯片(LS190，可逆計數(shù)器)的時鐘CK上，每來一個時鐘脈沖CK，減計數(shù)器IC4減1。當(dāng)該計數(shù)器減到0時，將從13腳送出一個借位脈沖到IC2的第3腳作為狀態(tài)記憶電路的觸發(fā)脈沖CK1，由于該狀態(tài)記憶電路(由D1觸發(fā)器構(gòu)成)的輸入端D1(2腳)接地，則在CK1的觸發(fā)下，Q1翻轉(zhuǎn)為低電平，使二極管D1導(dǎo)通，把SD信號線嵌位封鎖。
K1是鎖開關(guān)，閉合時可與K2配合用于置數(shù)。K1閉合，使二極管D2、D3導(dǎo)通，將SΦ時鐘信號和電磁計數(shù)器驅(qū)動電路的輸入嵌位在低電平，防止置數(shù)時電磁計數(shù)器誤動作和禁止游戲被非法起動。K2是按鈕，分別接IC2和IC3芯片的預(yù)置端以及IC2的清零端13腳。在K1閉合后，按下K2可以給IC2的雙D觸發(fā)器分別置數(shù)，給IC2的4腳PR1端置數(shù)，使Q1為高電平，，D1截止，解除對SD信號線的封鎖。給IC2的13腳CLR2端置數(shù)，使Q2(8腳)送出一個正脈沖給IC4，使減計數(shù)器減1。減計數(shù)器的初始值為0，變化范圍為0～9。K1打開時，K2置數(shù)無效，可進行正常游戲。
不同的游戲，起動次數(shù)是不同的，有一次起動和二次起動的區(qū)別。K3就是起動(STATR)次數(shù)選擇開關(guān)。一次起動時，K3接通on端，使IC2的Q2輸出直接作為IC4的時鐘輸入。二次起動時，K3接通om端，這時IC2的Q2(8腳)輸出接至二分頻電路IC3芯片(LS76，JK觸發(fā)器)的2CK端(6腳)，經(jīng)二分頻后由IC3的2Q端(12、11腳)輸出，經(jīng)K3后在接至IC4的時鐘輸入端(14腳)。
IC4(LS190十進制可逆計數(shù)器)芯片用作減計數(shù)器，14腳是時鐘輸入端，每來一次脈沖使減計數(shù)器減1，其結(jié)果送入IC5(LS2477段譯碼／驅(qū)動)由數(shù)碼管顯示計數(shù)值。同時，計數(shù)器的時鐘還被送入電磁計數(shù)器6的驅(qū)動電路三極管T的基極，使T導(dǎo)通，繼電器J吸合計數(shù)，記錄游戲總次數(shù)，便于統(tǒng)計收費款項?；蜷T15是在計數(shù)器從0變到9時，把驅(qū)動電路的基極嵌制在低電平，防止驅(qū)動電路的誤動作，保證電磁計數(shù)器記錄數(shù)據(jù)的正確。
圖4是機械式控制電路的電原理圖，與電子式的基本相同，不同之處在于用投幣器開關(guān)K4代替K1和K2以及用LS192代替LS190用作加減計數(shù)器。每投1個幣，使IC4的時鐘端輸入一個正脈沖，使IC4加1，而電磁計數(shù)器也吸合一次。
權(quán)利要求1.一種任天堂類游戲機的自動計費裝置，包括有機殼，控制面板及其上的多個控制按鍵，印刷電路板，其特征在于該裝置的控制電路是由提取信號的串并轉(zhuǎn)換電路和鎖存電路、選擇游戲起動方式的二分頻電路、用于置數(shù)、計次的可逆計數(shù)器電路、顯示游戲次數(shù)的數(shù)碼管譯碼顯示電路、嵌位封鎖數(shù)據(jù)通道的狀態(tài)記憶電路和統(tǒng)計游戲總次數(shù)的電磁計數(shù)器驅(qū)動電路構(gòu)成的。
2.如權(quán)利要求1所述的自動計費裝置，其特征在于置數(shù)、計數(shù)的可逆計數(shù)器電路，可以分別選用機械方式置數(shù)的機械投幣器，或者由電子方式置數(shù)的的鎖開關(guān)和按鈕。
3.如權(quán)利要求1所述的自動計費裝置，其特征在于提取信號的串并轉(zhuǎn)換電路是用LS164芯片實現(xiàn)的，即把游戲接口的串行數(shù)據(jù)信號接至該芯片的串行輸入端(1、2腳)，游戲機接口的時鐘信號SΦ加至芯片的時鐘輸入端8腳，從并行輸出端第5位(第10腳)獲得所需的起動(START)信號。
4.如權(quán)利要求1所述的自動計費裝置，其特征在于用74LS74芯片(雙D觸發(fā)器)中的D2觸發(fā)器作為記憶起動信號(START)的鎖存器，即CPU發(fā)出的I／O狀態(tài)信號SO接SO接D2觸發(fā)器的CK2端，LS164芯片的輸出(10腳)接D2觸發(fā)器的輸入端D2(12腳)。
專利摘要本裝置是在游戲機操縱器接口與主機CPU電路之間增加的一種能設(shè)置游戲次數(shù)、計次、選擇起動次數(shù)和嵌位控制的機電設(shè)備。該裝置的控制電路是由提取信號的串并轉(zhuǎn)換電路和鎖存電路，選擇游戲起動方式的二分頻電路，用于置數(shù)、計數(shù)的可逆計數(shù)器電路、顯示游戲次數(shù)的數(shù)碼管譯碼顯示電路、嵌位封鎖數(shù)據(jù)通道的狀態(tài)記憶電路和統(tǒng)計游戲次數(shù)的電磁計數(shù)器驅(qū)動電路構(gòu)成。
文檔編號G07F17/32GK2063257SQ9020534
公開日1990年10月3日 申請日期1990年4月29日 優(yōu)先權(quán)日1990年4月29日
發(fā)明者馬施龍 申請人:馬施龍