專利名稱：七巧板裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種益智玩具，特別是一種七巧板裝置。
背景技術：
七巧板是古代人們的一種拼圖游戲，人們能充分運用這種充滿魔力的七塊小板，拼成各種各樣形象逼真的圖案，是一種鍛煉青少年創(chuàng)新能力、獨立思考能力和動手能力的簡單易行的游戲玩具。普通的七巧板一般都是由一塊正方形分割成幾個相似的三角形和矩形，再由其中的幾塊或全部拼組成各種圖形，中國專利CN00209890.3就公開了這樣一種七巧板，但是其缺乏變化，容易使游戲者產(chǎn)生厭煩情緒。為此中國專利CN90202087.0曾公開了一種，具有電聲、電光、電動功能的七巧板，它由帶觸點圖案模型、導電性七巧板和具有電聲、電光、電動功能的機械電子裝置組成。每當拼圖游戲成功時，如當把一個“濟公圖案”拼成時，玩具能播放象征濟公的樂曲，又如當把一個“鉆石圖案”拼成時，玩具能放出彩光，再如當把一個“駿馬圖案”拼成時，玩具能轉(zhuǎn)動起來，讓這匹“駿馬”奔跑。這樣使游戲者在玩古老七巧板拼圖游戲時，既能發(fā)展智力，又會感到歡樂。在實現(xiàn)多功能同時，又會產(chǎn)生制作復雜，成本高等問題，使得其很難實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)和推廣。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種方便顯示教育、具有更多功能、又便于制作、且成本相對比較低的七巧板裝置。
本發(fā)明解決上述技術問題所采用的技術方案為一種七巧板裝置，包括有七巧板，其特征為包括有一外殼，外殼上半部分嵌設有可以演示七巧板拼接過程的顯示屏和控制顯示的鍵盤，電路控制部分隱藏于內(nèi)，下半部分為一內(nèi)凹的拼盤，七巧板置于其中，外殼上半部分和下半部分鉸接連接，形成活頁式結構。
所述七巧板由兩塊矩形而成，第一個矩形的橫邊是縱邊的兩倍，從縱邊的中點沿水平線切割，從兩橫邊的中點沿45度切割一直與縱邊中點相交，把第一個矩形切割成兩塊全等的直角梯形和一塊五邊形；第二個矩形的縱邊和橫邊邊長之比是2∶3，第二個矩形的縱邊與第一個矩形的縱邊的邊長之比是∶1，從矩形一端的一個對角點沿與縱邊成45度的直線，把矩形切割成兩部分，一個大等腰直角三角形和一個大直角梯形，再把大等腰直角三角形切割成兩個全等的小等腰直角三角形，從大直角梯形的縱邊和斜邊中點連線，把大直角梯形再切割成兩個相似的直角梯形，由此組成了七塊小板。
所述電路控制部分包括主板模塊、集成電源模塊和顯示模塊，所述集成電源模塊用于給所述主板模塊和顯示模塊提供穩(wěn)壓電源，所述主板模塊主要實現(xiàn)對顯示模塊的控制及各類信號的存儲和讀取，所述顯示模塊用于顯示驅(qū)動。
所述主板模塊由一塊AT89C51的主芯片、一塊74LS373鎖存芯片和一塊IS61C1024芯片組成，AT89C51芯片RX、TX和P1端口連接至顯示模塊，P2口連至IS61C1024芯片的A8-A15口，ALE口連接到74LS373鎖存芯片，P0口連接至IS61C1024芯片的I/O口，RD口、WR口分別連至IS61C1024芯片的DE口、WE口，PSEM口直接或通過反相器分別連接至IS61C1024芯片的CE1口和CE2口。
所述顯示模塊由一塊32X32的LED屏、4塊74HC595列信號控制芯片、兩塊74HC154行信號控制芯片組成，從主板控制電路過來的RCLK信號、CLK信號分別輸入4塊74HC595列信號控制芯片的RCLK口、SRCLK口，數(shù)據(jù)DATA接第一塊74HC595列信號控制芯片，并且4塊74HC595列信號控制芯片通過SER口串接起來，4塊74HC595列信號控制芯片的E口接地，且同時有四個SRCLK口接5V電源，從4塊74HC595列信號控制芯片出來的Q0-Q7口，共4組32個接口分別經(jīng)過4組32個穩(wěn)壓電阻連接到LED屏的C1-C32口，實現(xiàn)對顯示屏的列信號控制；從主板控制電路過來的P1.0、P1.1、P1.2、P1.3信號分別連接至兩塊74HC154行信號控制芯片的A、B、C、D口，兩塊74HC154行信號控制芯片的1-15口，共2組32個接口分別經(jīng)過32組單級晶體管放大連接到LED屏的L1-L32口，實現(xiàn)對顯示屏的行信號控制。
所述鍵盤模塊由一塊74LS373芯片、一塊74LS245芯片組成，從主板控制電路過來的P2口信號分別輸入74LS373芯片和74LS245芯片的D1-D4口、A0-A3口，從主板控制電路過來的另一個信號P1.6口信號輸入74LS373芯片的G口，P1.7口信號輸入74LS245芯片的OE口；從74LS373芯片輸出Q1-Q4信號，從74LS245芯片輸出B0-B3信號，四個信號矩陣交叉形成16個按鍵觸口，從主板發(fā)出的INFO信號經(jīng)過一個四輸入或非門SN74LS40實現(xiàn)對鍵盤的控制。
所述的拼盤為磁性拼盤，七巧板采用導磁材料做成而在塑料板中鑲嵌導磁塊做成，利用磁吸原理使七巧板不容易跑到拼盤外面來。
與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于既不失傳統(tǒng)七巧板功能、又有自動演示功能，趣味性，娛樂性，教育性更強，使用攜帶方便，同時制作方便、成本相對比較低，易于實現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)。


圖1為本發(fā)明七巧板裝置的立體示意圖；圖2為本發(fā)明七巧板裝置七巧板的制作示意圖；圖3為本發(fā)明七巧板裝置模塊圖；圖4為本發(fā)明七巧板裝置自動演示的程序框圖；圖5為本發(fā)明七巧板裝置電源原理圖；圖6為本發(fā)明七巧板裝置主板控制電路圖；圖7為本發(fā)明七巧板裝置顯示驅(qū)動電路圖；圖8為本發(fā)明七巧板裝置鍵盤模塊電路圖；圖9為本發(fā)明七巧板裝置的使用流程圖。
圖10為本發(fā)明七巧板可以拼成圖案示意圖。
具體實施例方式
以下結合附圖實施例對本發(fā)明作進一步詳細描述。
如圖1所示，一種七巧板裝置，包括有七巧板1，其特征為包括有一外殼2，外殼2上半部分嵌設有可以演示七巧板拼接過程的顯示屏3和控制顯示的鍵盤4，電路控制部分隱藏于內(nèi)，下半部分為一內(nèi)凹的磁性拼盤21，七巧板1置于其中，外殼2上半部分和下半部分鉸接連接，形成活頁式結構。
如圖2所示，所述七巧板1由兩塊矩形切割而成，第一個矩形的橫邊是縱邊的兩倍，從縱邊的中點沿水平線切割，從兩橫邊的中點沿45度切割一直與縱邊中點相交，把第一個矩形切割成兩塊全等的直角梯形I和II，和一塊五邊形III；第二個矩形的縱邊和橫邊邊長之比是2∶3，第二個矩形的縱邊與第一個矩形的縱邊的邊長之比是∶1，從矩形一端的一個對角點沿與縱邊成45度的直線，把矩形切割成兩部分，一個大等腰直角三角形和一個大直角梯形，再把大等腰直角三角形切割成兩個全等的小等腰直角三角形V和IV，從大直角梯形的縱邊和斜邊中點連線，把大直角梯形再切割成兩個相似的直角梯形VI和VII，由此組成了I到VII七塊小板。
七巧板裝置內(nèi)置主板模塊、集成電源模塊和顯示模塊，其自動演示的流程圖和程序框圖如圖3、4所示。圖5為電源原理圖，其用LM317T來制作穩(wěn)壓電源的，通常的電路中常常因電位器接觸不良使的輸出電壓升高而燒壞負載。如果增加一只三極管T1，在正常情況下對電路無影響，而當W1接觸不良時，T1的基極電位上升至0.7V，T1導通，將LM317T的調(diào)整端電壓降低，從而輸出電壓也降低，從而對負載起到保護作用。
按照圖3所示，所述集成電源模塊用于給所述主板模塊和顯示模塊提供穩(wěn)壓電源，所述主板模塊為系統(tǒng)核心部分，主要實現(xiàn)對顯示模塊的控制及各類信號的存儲和讀取。
如圖6所示，是七巧板裝置主板模塊控制電路圖。該主板模塊由一塊AT89C51的主芯片、一塊74LS373鎖存芯片和一塊IS61C1024芯片組成，IS61C1024芯片是128×8的高速CMOS靜態(tài)RAM，用來存貯要顯示的符號。AT89C51芯片RX、TX和P1端口連接至顯示模塊，P2口連至IS61C1024芯片的A8-A15口，ALE口連接到74LS373鎖存芯片，P0口連接至IS61C1024芯片的I/O口，RD口、WR口分別連至IS61 C1024芯片的DE口、WE口，PSEM口直接或通過反相器分別連接至IS61C1024芯片的CE1口和CE2口。此為系統(tǒng)的核心部分，主要實現(xiàn)對顯示模塊的控制和顯示符號的存貯和讀取，RCLR為移位寄存器鎖存信號，CLK為同步信號，DATA為數(shù)據(jù)，由AT89C51芯片的串行口RX、TX發(fā)送，實現(xiàn)列控制，P1.0和P1.5則是用來實現(xiàn)行控制。
圖7所示則是七巧板裝置顯示驅(qū)動電路圖。該顯示模塊用于顯示驅(qū)動，顯示模塊由一塊32×32的LED屏、4塊74HC595列信號控制芯片、兩塊74HC154行信號控制芯片組成，采用動態(tài)掃描的顯示方式，即可以降低成本，使單片機的作用得到充分發(fā)揮，又可以節(jié)省單片機的端口，為以后進一步的擴展提供條件。從主板控制電路過來的RCLK信號、CLK信號分別輸入4塊74HC595列信號控制芯片的RCLK口、SRCLK口，數(shù)據(jù)DATA接第一塊74HC595列信號控制芯片，并且4塊74HC595列信號控制芯片通過SER口串接起來，4塊74HC595列信號控制芯片的E口接地，且同時有四個SRCLK口接5V電源，從4塊74HC595列信號控制芯片出來的Q0-Q7口，共4組32個接口分別經(jīng)過4組32個穩(wěn)壓電阻連接到LED屏的C1-C32口，實現(xiàn)對顯示屏的列信號控制；從主板控制電路過來的P1.0、P1.1、P1.2、P1.3信號分別連接至兩塊74HC154行信號控制芯片的A、B、C、D口，兩塊74HC154行信號控制芯片的1-15口，共2組32個接口分別經(jīng)過32組單級晶體管放大連接到LED屏的L1-L32口，實現(xiàn)對顯示屏的行信號控制。
如圖8所示為七巧板裝置鍵盤模塊電路圖。該鍵盤模塊由一塊74LS373芯片、一塊74LS245芯片組成，從主板控制電路過來的P2口信號分別輸入74LS373芯片和74LS245芯片的D1-D4口、A0-A3口，從主板控制電路過來的另一個信號P1.6口信號輸入74LS373芯片的G口，P1.7口信號輸入74LS245芯片的OE口；從74LS373芯片輸出Q1-Q4信號，從74LS245芯片輸出B0-B3信號，四個信號矩陣交叉形成16個按鍵觸口，從主板發(fā)出的INFO信號經(jīng)過一個四輸入或非門SN74LS40實現(xiàn)對鍵盤的控制。鍵盤外部顯示為一個4X4的鍵盤，其中“0”-“9”為數(shù)字鍵，還包括有“↑”、“↓”作為上翻鍵和下翻鍵，“選擇”鍵用于提示輸入序號，“清除”鍵用于修改序號，“確定”鍵用于確定輸入，“破解”鍵用于顯示破解圖形。
圖9為七巧板裝置的使用流程圖。當打開電源開關，電子屏就自動的滾動顯示“請選擇拼接圖形”，用戶可以直接輸入圖形序號(附在產(chǎn)品說明書中)，若按錯，則可選擇“清除”鍵進行修改，按“確定”鍵即確定輸入的序號，屏幕將直接跳至所對應的圖形，顯示七巧板拼接后的圖形，若用戶按“破解”鍵，屏幕將顯示七巧板七塊小板各自所處位置，從而破解其拼法，用戶可以在磁性拼盤中用七塊小板按圖拼接。
本七巧板可以拼成很多圖案，具體請參見示意圖即圖10，本文不再仔細地描述。
權利要求
1.一種七巧板裝置，包括有七巧板(1)，其特征為包括有一外殼(2)，外殼(2)上半部分嵌設有可以演示七巧板拼接過程的顯示屏(3)和控制顯示的鍵盤(4)，電路控制部分隱藏于內(nèi)，下半部分為一內(nèi)凹的拼盤(21)，七巧板(1)置于其中，外殼(2)上半部分和下半部分鉸接連接，形成活頁式結構。
2.根據(jù)權利要求1所述的七巧板裝置，其特征在于所述七巧板由兩塊矩形而成，第一個矩形的橫邊是縱邊的兩倍，從縱邊的中點沿水平線切割，從兩橫邊的中點沿45度切割一直與縱邊中點相交，把第一個矩形切割成兩塊全等的直角梯形和一塊五邊形；第二個矩形的縱邊和橫邊邊長之比是2∶3，第二個矩形的縱邊與第一個矩形的縱邊的邊長之比是∶1，從矩形一端的一個對角點沿與縱邊成45度的直線，把矩形切割成兩部分，一個大等腰直角三角形和一個大直角梯形，再把大等腰直角三角形切割成兩個全等的小等腰直角三角形，從大直角梯形的縱邊和斜邊中點連線，把大直角梯形再切割成兩個相似的直角梯形，由此組成了七塊小板。
3.根據(jù)權利要求1所述的七巧板裝置，其特征在于所述電路控制部分包括主板模塊、集成電源模塊和顯示模塊，所述集成電源模塊用于給所述主板模塊和顯示模塊提供穩(wěn)壓電源，所述主板模塊主要實現(xiàn)對顯示模塊的控制及各類信號的存儲和讀取，所述顯示模塊用于顯示驅(qū)動。
4.根據(jù)權利要求3所述的七巧板裝置，其特征在于所述主板模塊由一塊AT89C51的主芯片、一塊74LS373鎖存芯片和一塊IS61C1024芯片組成，AT89C51芯片RX、TX和P1端口連接至顯示模塊，P2口連至IS61C1024芯片的A8-A15口，ALE口連接到74LS373鎖存芯片，P0口連接至IS61C1024芯片的I/O口，RD口、WR口分別連至IS61C1024芯片的DE口、WE口，PSEM口直接或通過反相器分別連接至IS61C1024芯片的CE1口和CE2口。
5.根據(jù)權利要求3所述的七巧板裝置，其特征在于所述顯示模塊由一塊32X32的LED屏、4塊74HC595列信號控制芯片、兩塊74HC154行信號控制芯片組成，從主板控制電路過來的RCLK信號、CLK信號分別輸入4塊74HC595列信號控制芯片的RCLK口、SRCLK口，數(shù)據(jù)DATA接第一塊74HC595列信號控制芯片，并且4塊74HC595列信號控制芯片通過SER口串接起來，4塊74HC595列信號控制芯片的E口接地，且同時有四個SRCLK口接5V電源，從4塊74HC595列信號控制芯片出來的Q0-Q7口，共4組32個接口分別經(jīng)過4組32個穩(wěn)壓電阻連接到LED屏的C1-C32口，實現(xiàn)對顯示屏的列信號控制；從主板控制電路過來的P1.0、P1.1、P1.2、P1.3信號分別連接至兩塊74HC154行信號控制芯片的A、B、C、D口，兩塊74HC154行信號控制芯片的1-15口，共2組32個接口分別經(jīng)過32組單級晶體管放大連接到LED屏的L1-L32口，實現(xiàn)對顯示屏的行信號控制。
6.根據(jù)權利要求3所述的七巧板裝置，其特征在于所述鍵盤模塊由一塊74LS373芯片、一塊74LS245芯片組成，從主板控制電路過來的P2口信號分別輸入74LS373芯片和74LS245芯片的D1-D4口、A0-A3口，從主板控制電路過來的另一個信號P1.6口信號輸入74LS373芯片的G口，P1.7口信號輸入74LS245芯片的OE口；從74LS373芯片輸出Q1-Q4信號，從74LS245芯片輸出B0-B3信號，四個信號矩陣交叉形成16個按鍵觸口，從主板發(fā)出的INFO信號經(jīng)過一個四輸入或非門SN74LS40實現(xiàn)對鍵盤的控制。
7.根據(jù)權利要求1所述的七巧板裝置，其特征在于所述的拼盤(21)為磁性拼盤，七巧板(1)采用導磁材料做成而在塑料板中鑲嵌導磁塊做成。
全文摘要
一種七巧板裝置，包括有七巧板，還包括有一外殼，外殼上半部分嵌設有可以演示七巧板拼接過程的顯示屏和控制顯示的鍵盤，下半部分為一內(nèi)凹的磁性拼盤，七巧板置于其中，外殼上半部分和下半部分鉸接連接，形成活頁式結構。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于既不失傳統(tǒng)七巧板功能、又有自動演示功能，同時制作方便、成本相對比較低，易于實現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)。
文檔編號A63F9/06GK101073706SQ20061005081
公開日2007年11月21日 申請日期2006年5月19日 優(yōu)先權日2006年5月19日
發(fā)明者趙永杰, 趙琰 申請人:趙永杰