专利名称：围棋矩阵模拟信号传输系统的制作方法
技术领域：
本发明属于过程检测技术领域，具体而言，涉及一种围棋矩阵模拟信号传输系统，并涉及一种此种系统采用的围棋矩阵显示方法。
背景技术：
目前，公知的围棋比赛对弈过程中一般采用人工记谱、按谱挂盘方式进行传递信息，电视台体育转播围棋实况时通常用摄像方式和人工手动配合的方法进行演示，耗费人力财力，不利于普及与交流棋艺。为解决此种问题，有人已经研究如何如何采用大屏幕实时显示围棋比赛对弈过程。例如，专利CN2063833公开一种围棋比赛传真显示装置，该装置由磁性围棋子、比赛棋盘、棋子磁极控制开关，19×19方阵式双色发光二极管围棋显示屏等部分组成，由运动员在行棋落子时自动控制，双色发光二极管的发光颜色由围棋子底面的磁极确定，从而实现围棋比赛的传真显示。该装置存在的缺点是布线复杂，不能永久保存围棋对弈信息。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种不改变下棋的传统习惯，布线简单，能够实时监控或演示，能够方便快捷地再现围棋双方对垒的全过程的围棋矩阵模拟信号传输系统，该系统适用于传媒单位(电视台)或教学单位专门研制的大屏幕演示系统中，本发明同时提供一种此种系统采用的显示方法。技术方案如下本发明的围棋矩阵模拟信号传输系统，包括棋盘和围棋棋子，棋盘由透光材料制成；光敏传感器阵列，它包括以行列方式分布的光敏单元，位于棋盘下方，每个光敏单元对应一个棋盘的交点位置；第一地址选择电路，用来选择光敏传感器阵列的列地址；第二地址选择电路，用来选择光敏传感器阵列的行地址；USB数据采集及接口模块，用来输出地址选择码和采集所选中地址的光敏单元输出的模拟信号，或直接将模拟信号以USB方式输送至上位机，或对所选中地址的状态进行判断，将判断后的结果输送至上位机。
上述技术方案中，第一或第二地址选择电路可以包括各个单列或单行的地址选择电路，每个单列或单行的地址选择电路的输入端与位于该列或该行的各个交点位置处的光敏单元的输出端有序相连，各个单列或单行的地址选择电路的输出端作为第二或第一地址选择电路的输入端。
上述的包括各个单列或单行的地址选择电路的第一或第二地址选择电路，可以通过地址驱动器与USB数据采集及接口模块相连。
USB数据采集及接口模块可以由USB203及其外围电路构成。各个单列或单行的地址选择电路以及与各个单列或单行的地址选择电路输出端相连的第二或第一地址选择电路，由一片CD4067B和一片CD4051B集成电路构成的多路选一数据传输模块组成。
现在电视台转播围棋实况或围棋阵法教学使用了大量的人力和不必要的物力，转播的效率很低，教学上应用的更是非常少。本发明提供的围棋矩阵模拟信号传输系统具有不改变下棋的传统习惯，布线简单，能够实时监控或演示，能够方便快捷地再现围棋双方对垒的全过程的优点。采用本发明的围棋矩阵模拟信号传输系统进行实况转播和教学，不但使转播和教学上采用的技术向前迈了一大步，而且，使得转播效率和教学质量得到进一步的提高。
图1本发明采用的光敏单元的电路原理图；图2本发明实施例采用的USB模块地址和数据总线的连接图；图3本发明实施例采用的地址选择电路中单列地址选择电路原理图；图4本发明实施例采用的键盘矩阵显示方式的程序流程图。
具体实施例方式
下面结合附图及实施例对本发明进行详述。
由于甲乙双方在下围棋的过程中，棋子在棋盘上运行一共有三种状态(对于一个棋子位来说)，即无子；黑棋子；白棋子；而且共有19×19＝361位。这就给信号采集、处理和传输带来了很大的麻烦。
从整体原理上讲，棋盘每个点都需要对其状态进行判断，所以选用了光敏电阻，作为感应元件。在整个棋盘上19×19方阵的位置对应放置了361个光敏电阻。棋盘采用透光的光片，这样从外部透过的光线强度便根据此点状态改变。对于某一点上，空的时候光强最强，放置白子光强减弱，放置黑子就遮住了光线。从而在光敏电阻上反映出了电位的不同。外部光源采用日光灯(并排3根)，并加反光折射板，来达到光源的均匀分布。
由于整个棋盘是由X方向19格Y方向19格组成，这就在平面上形成了一个二维的矩阵方列。在X方向和Y方向分别组成了X00-X18，和Y00-Y18及X方向19行，Y方向19列。这样在X行与Y列的相交的地方就形成了361个交点。其中每个交点包含三种状态，其一，在交点上没有棋子；其二，在交点上放有白色棋子；其三，在交点上放有黑色棋子；选择识别某一交点(X，Y)，识别这一交点上的状态是本课题的关键。
光敏单元的连接方式参见图1，图中画出了分别位于(00，00)，(00，01)，(00，02)点阵位置的三个光敏单元，R20，R21，R2为光敏电阻，R0，R1，R为串联分压电阻。像这样的光敏电路单元，有19*19＝361个，构成光敏传感器方阵。在方阵中，棋子状态的变化使得分压点的电位改变，对应为二维数组X00，Y00~X18，Y18，共361路。
图2是本发明中USB模块地址和数据总线的连接图。其中地址总线连接到每个19选1的单位模块上，模拟信号是由每个单位模块上传至A/D采样口AN0~AN3。因为Y轴共有19个单元模块，每个单元模块的电路原理图如图3所示。考虑到地址总线的驱动能力，加入了74CH224总线驱动模块。其中每个单元模块是由一片16选1芯片CD4067，和一片8选一芯CD4051片组成的。由C1、按键和上拉电阻组成了复位电路，在程序跑飞的特殊情况，可以按下按键使系统重新正常工作。D1为USB模块的工作指示灯，它的闪烁代表USB模块正在与计算机进行通讯，传入地址信号，或者传出A/D数字量的信号。
下面针对本发明的实施例，对信号处理和程序流程进行介绍。
列数据信号的处理首先是列数据信号的处理，由于每一列上有19路信号，要把这19路分别有秩序地输送到下一环节，必须有地址选择码和19选一数据传输模块。地址选择码来自USB203数据采集及接口模块的地址输出总线，该地址输出总线的低四位为‘列’提供了数据选择的地址。由于接于这四位地址线的负载较重，因此加了一片地址驱动器74LS244。该驱动器提高了USB203数据采集及接口模块的地址编码的带负载能力。而该地址输出总线的高四位为‘行’提供了数据选择的地址。19选一数据传输模块是由一片CD4067B和一片CD4051B集成电路组成。其中，CD4067B是十六选一的数据传输器，它具有四位数据选择地址端，一位使能端，十六位数据输入端。在使能端有效的前提下，地址信号的变化，使得不同的输入端信号传输到输出端。这一输出端在电路图中被称之为‘输出1’。而另一芯片CD4051B是八选一的数据传输器，由于需要传输的信号还有三路，则将此芯片上的数据输入端口的低三位接于需要传送数据的端点上，其他五位接低电平。地址端同时也挂在USB203数据采集及接口模块的地址输出总线的低四位。这样在使能端有效的前提下，地址信号的变化，使得不同的输入端信号传输到输出端。这一输出端在电路图中被称之为‘输出2’。以上是被称之为‘列’的单列信号的处理方法。对于19列的数据的传输方法与单列是相同的，只不过有19个输出1，有19个输出2。在电路图中被标注为Y00输出1；Y01输出1；…Y18输出1；和Y00输出2；Y01输出2；…Y18输出2。
行数据信号的处理在19‘列’信号处理完毕后，将‘Y00输出1’至‘Y18输出1’这19路信号接到一19选一数据传输模块。这一数据传输模块是‘行’信号处理模块0。将‘Y00输出2’至‘Y18输出2’这19路信号接到另一19选一数据传输模块。这一数据传输模块是‘行’信号处理模块1。‘行’数据信号处理模块的工作原理与‘列’数据信号的处理一致，只不过所用的地址是USB203数据采集及接口模块的地址编码的高四位。传输后的‘行’、‘列’交点上的数据信号(四路)分别送到USB203数据采集及接口模块的A/D转换输入端。即AIN0-AIN3。进行数模转换。
棋盘每个位置的扫描部分是在Timer2定时器程序中完成的，通过USB模块对目标进行发送地址和A/D采样的控制。在这里，由于有阴影的干扰(人手)，会使得空子的位置显示有棋子，或者白子的位置显示变成黑子，所以必须对这些情况进行判断和排除干扰。因为人手遮挡的是一片连续的区域，所以对白变黑，横行同时放两个同色子，纵行同时放两个同色子三种情况进行排除。但是，如果始终坚持排除上述三种情况不显示，则会造成程序进入了死循环。在这里，做了一个排除情况的计时，如果5秒钟后，仍然有排除情况的改变则跳出，进行显示。再有一点，为了提高显示的速度，把整个棋盘分成了4块。当到达4个显示分界点，就把当前的状态送显示。这样等于对棋子显示的刷新速度提高了近4倍，提高了系统的实用性。
本发明的棋盘矩阵显示流程如图4所示，具体步骤如下(1)由上位机将地址选择码发送给USB数据采集及接口模块；(2)由USB数据采集及接口模块进行数据采集，并将采入的数据传送至上位机；(3)进行当前状态判断；(4)将当前状态与前次状态进行比较，如果出现白变黑，横行同时放两个同色子和纵行同时放两个同色子的情形，则返回(3)，直到到达设定时间，结束循环；(5)判断是否到达本块显示分界点，如果到达，则显示本块棋盘状态；(6)将当前状态赋予前次状态，并将地址选择码加1，返回步骤(1)。
权利要求
1.一种围棋矩阵模拟信号传输系统，包括棋盘和围棋棋子，棋盘由透光材料制成；光敏传感器阵列，它包括以行列方式分布的光敏单元，位于棋盘下方，每个光敏单元对应一个棋盘的交点位置；第一地址选择电路，用来选择光敏传感器阵列的列地址；第二地址选择电路，用来选择光敏传感器阵列的行地址；USB数据采集及接口模块，用来输出地址选择码和采集所选中地址的光敏单元输出的模拟信号，并将模拟信号以USB方式直接输送至上位机，或根据模拟信号对所选中地址的状态进行判断，将判断后的结果输送至上位机。
2.根据权利要求1所述的围棋矩阵模拟信号传输系统，其特征在于，所述第一或第二地址选择电路包括各个单列或单行的地址选择电路，每个单列或单行的地址选择电路的输入端与位于该列或该行的各个交点位置处的光敏单元的输出端有序相连，各个单列或单行的地址选择电路的输出端作为第二或第一地址选择电路的输入端。
3.根据权利要求2所述的围棋矩阵模拟信号传输系统，其特征在于，所述的包括各个单列或单行的地址选择电路的第一或第二地址选择电路，通过地址驱动器与USB数据采集及接口模块相连。
4.根据权利要求1至3任意一项所述的围棋矩阵模拟信号传输系统，其特征在于，所述USB数据采集及接口模块由USB203及其外围电路构成。
5.根据权利要求2或3所述的围棋矩阵模拟信号传输系统，其特征在于，所述的各个单列或单行的地址选择电路以及与各个单列或单行的地址选择电路输出端相连的第二或第一地址选择电路，由一片CD4067B和一片CD4051B集成电路构成的多路选一数据传输模块组成。
全文摘要
本发明属于过程检测技术领域，具体而言，涉及一种围棋矩阵模拟信号传输系统，本发明的一种围棋矩阵模拟信号传输系统，包括棋盘和围棋棋子，棋盘由透光材料制成；光敏传感器阵列，它包括以行列方式分布的光敏单元，位于棋盘下方，每个光敏单元对应一个棋盘的交点位置；第一地址选择电路，用来选择光敏传感器阵列的列地址；第二地址选择电路，用来选择光敏传感器阵列的行地址；USB数据采集及接口模块，用来输出地址选择码和采集所选中地址的光敏单元输出的模拟信号，或直接将模拟信号以USB方式输送至上位机，或对所选中地址的状态进行判断，将判断后的结果输送至上位机。本发明提供的围棋矩阵模拟信号传输系统，具有不改变下棋的传统习惯，布线简单，能够实时监控或演示，能够方便快捷地再现围棋双方对垒的全过程的优点。
文档编号G06F13/00GK1935303SQ200610016149
公开日2007年3月28日 申请日期2006年10月17日 优先权日2006年10月17日
发明者姜印平, 卫立珩 申请人:天津大学