專利名稱：全自動紅外線遙控體育達(dá)標(biāo)測試儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種學(xué)生用仰臥起坐達(dá)標(biāo)測試儀。
現(xiàn)在測試學(xué)生的仰臥起坐主要是采用人工計(jì)時(shí)和人工計(jì)數(shù)，其不足之處是工作量大，工作效率低，人為因素所造成的評價(jià)誤差較大，難以客觀、公正、真實(shí)的反應(yīng)受測者身體素質(zhì)的實(shí)際水平。
本實(shí)用新型的目的就是克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種自動計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)、使用方便的全自動紅外線遙控體育達(dá)標(biāo)測試儀。
本實(shí)用新型是采取如下方法來實(shí)現(xiàn)的，該測試儀包括有紅外線發(fā)射器、紅外線接收器、觸發(fā)器、累加器、顯示器和時(shí)鐘發(fā)生器。紅外線發(fā)射器包括有開關(guān)K1、K2、電容C、電阻R和發(fā)射管LD，開關(guān)K1與電容C并聯(lián)，開關(guān)K2與電容C串聯(lián)，電容C、電阻R和發(fā)射管LD串聯(lián)。紅外線接收器采用標(biāo)準(zhǔn)紅外接收探頭P9、P10、P11,P9、P10、P11是三個(gè)獨(dú)立的紅外線接收器，當(dāng)有紅外線照射時(shí)輸出低電平脈沖。接收器P9、P10、P11的耗電較大，它們的供電端受閘門G1的控制，需要計(jì)數(shù)時(shí)G1開通，計(jì)數(shù)停止時(shí)G1關(guān)閉。觸發(fā)器采用CMOS集成電路IC15。累加器包括有CMOS集成電路IC10、IC11、IC12，累加器可選CD4518類型的元件，累加器的每個(gè)單元可累計(jì)一位十進(jìn)制數(shù)據(jù)，當(dāng)計(jì)數(shù)滿十時(shí)，進(jìn)位到IC10:B、IC11:B、IC12:B的EN端進(jìn)行十位上的計(jì)數(shù)。顯示器采用三位半標(biāo)準(zhǔn)液晶顯示器，累加器送來的數(shù)據(jù)與七段譯碼器IC1、IC2、IC3、IC4、IC5、IC6、IC7、IC8的數(shù)據(jù)輸入端A、B、C、D相連，譯碼后的代碼a、b、c、d、e、f、g由管腳9、10、11、12、13、14、15輸出，這些代碼通過接插件P1-P8和J1-J8連接到液晶顯示板。時(shí)鐘發(fā)生器包括有CMOS集成電路IC13、IC14，晶體C1產(chǎn)生的時(shí)基信號由IC13分頻，從Q8腳輸出的64Hz的方波送到液晶顯示器的背面電極，從IC14的Q1腳輸出標(biāo)準(zhǔn)秒信號作為計(jì)時(shí)脈沖。
使用時(shí)把紅外線發(fā)射器用尼龍帶或其它代用品連結(jié)在受測者的腰部，受測者做仰臥起坐的動作達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)時(shí)才能發(fā)射出紅外線脈沖。當(dāng)受測者準(zhǔn)備就緒后，打開主機(jī)的電源開關(guān)，這時(shí)候向受測者發(fā)出開始的口令，同時(shí)按動復(fù)位開始按鈕。主機(jī)上的計(jì)時(shí)器一秒一秒地計(jì)時(shí)并且顯示在計(jì)時(shí)屏上，三個(gè)累加器各自累計(jì)仰臥起坐的次數(shù)，同時(shí)顯示在計(jì)數(shù)屏上。當(dāng)計(jì)時(shí)達(dá)到60秒時(shí)，計(jì)時(shí)停止，計(jì)數(shù)停止。這些數(shù)據(jù)在顯示屏上保持不變等待記錄。下一組受測者準(zhǔn)備就緒后重復(fù)上述過程。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有測試仰臥起坐的人工計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)相比，可實(shí)現(xiàn)全自動計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)，大大減輕了教師的工作量，工作效率高，克服了人為因素所造成的評價(jià)誤差，客觀、公正、真實(shí)的反應(yīng)了受測者身體素質(zhì)的實(shí)際水平。
以下結(jié)合附圖進(jìn)一步敘述

圖1為本實(shí)用新型原理框圖。
圖2為本實(shí)用新型計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)與譯碼電路原理圖。
圖3為本實(shí)用新型紅外線發(fā)射器電路原理圖。
圖4為本實(shí)用新型顯示器電路原理圖。
如原理框圖1所示，仰臥起坐的位置信號，由受測者隨身攜帶的微型紅外線脈沖信號發(fā)射器轉(zhuǎn)換為紅外線脈沖信號，發(fā)射器內(nèi)部設(shè)置兩只開關(guān)分別識別仰和臥的位置信號，受測者仰臥起坐一次，則兩只開關(guān)輪流工作一次，通過電路轉(zhuǎn)換，發(fā)出一個(gè)紅外線脈沖。本實(shí)用新型設(shè)置三個(gè)獨(dú)立的紅外線發(fā)射器，使用時(shí)可以在主機(jī)的左、中、右三個(gè)固定的位置同時(shí)工作。在主機(jī)上設(shè)置的紅外線接收探頭，把收到的紅外線光脈沖轉(zhuǎn)換為電脈沖，這些電脈沖由計(jì)數(shù)閘門控制，只有在設(shè)定的時(shí)間間隔內(nèi)，計(jì)數(shù)閘門開通，脈沖才可以通過計(jì)數(shù)閘門進(jìn)入下面的觸發(fā)器。送入觸發(fā)器的信號被觸發(fā)器整形，整形后由二-十進(jìn)制累加器進(jìn)行累加。這些脈沖一直累加到計(jì)數(shù)閘門被關(guān)閉為止，這時(shí)計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)，數(shù)據(jù)被保持。這些數(shù)據(jù)同時(shí)被送到七段譯碼與液晶顯示器，在數(shù)據(jù)累加與數(shù)據(jù)保持的同時(shí)，顯示器顯示出各個(gè)狀態(tài)時(shí)的數(shù)碼。時(shí)鐘發(fā)生器產(chǎn)生一分鐘的時(shí)間間隔，從零秒開始，一分鐘內(nèi)開啟計(jì)數(shù)閘門，脈沖被累加。一分鐘到，關(guān)閉計(jì)數(shù)閘門，累計(jì)停止，數(shù)據(jù)保持。數(shù)據(jù)累加器與時(shí)鐘累加器的復(fù)位端由手動控制，該控制按鈕設(shè)置在面板上，當(dāng)按下該按鈕時(shí)數(shù)據(jù)累加器與時(shí)鐘累加器被清零，當(dāng)松開該按鈕時(shí)數(shù)據(jù)累加器與時(shí)鐘累加器開始工作。當(dāng)累計(jì)時(shí)間達(dá)到一分鐘時(shí)，時(shí)鐘計(jì)時(shí)停止，計(jì)數(shù)閘門關(guān)閉，累加的數(shù)據(jù)被保持，同時(shí)整機(jī)進(jìn)入低功耗狀態(tài)。
如電路原理圖2、3、4所示，紅外線發(fā)射器內(nèi)的開關(guān)K1、K2隨著仰臥起坐的動作輪流開關(guān)一次，當(dāng)K2閉合時(shí)電源對電容器C充電，發(fā)射出一個(gè)紅外線脈沖，當(dāng)K1閉合時(shí)電容器C放電。只有仰臥起坐動作按標(biāo)準(zhǔn)全部完成、開關(guān)K1、K2輪流閉合一次時(shí)，才發(fā)射一個(gè)紅外線脈沖，開關(guān)K1、K2單獨(dú)工作不發(fā)射紅外線脈沖。圖2中的P9、P10、P11是三個(gè)獨(dú)立的紅外線接收器，接收器輸出的脈沖分別送到由IC15與R2、R3、R4、R5、R6、R7所組成的施密特觸發(fā)器。觸發(fā)器Q3R3S3與R2、R7組成一組用于處理P9送來的脈沖，觸發(fā)器Q2R2S2與R3、R6組成一組用于處理P10送來的脈沖，觸發(fā)器Q1R1S1與R4、R5組成一組用于處理P11送來的脈沖。觸發(fā)器輸出的信號送入累加器IC10:A、IC11:A、IC12:A的CLK端，驅(qū)動累加器進(jìn)行計(jì)數(shù)，每一組單元累計(jì)最大數(shù)字為99，這已滿足一分鐘仰臥起坐次數(shù)的計(jì)數(shù)要求。時(shí)鐘由計(jì)數(shù)器IC13、IC14組成。從IC14的Q1腳輸出標(biāo)準(zhǔn)秒信號作為計(jì)數(shù)脈沖，送入累加器IC9:A的CLK腳累計(jì)秒數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)滿十時(shí)Q3送出進(jìn)位信號到IC9:B的EN端累計(jì)十位上的秒數(shù)。開關(guān)二級管D1、D2組成譯碼器，當(dāng)計(jì)數(shù)器累計(jì)到個(gè)位是0000、十位是110時(shí)，也就是十進(jìn)制數(shù)60時(shí)，譯碼輸出高電平，使IC15的Q0R0S0觸發(fā)器置1,Q0輸出高電平IC14被復(fù)位，秒脈沖停止輸出，累加器IC9停止計(jì)數(shù)，60秒時(shí)間數(shù)據(jù)被保持。與此同時(shí)G1的基級為高電平，G1截止，紅外線接收器停止供電，紅外線信號被切斷，仰臥起坐的次數(shù)不在累計(jì)。通過以上過程60秒鐘的時(shí)間數(shù)據(jù)保持在IC9:A的Q0、Q1、Q2、Q3與IC9:B的Q0、Q1、Q2、Q3上。P9、P10、P11收到的紅外線脈沖的累計(jì)數(shù)據(jù)保持在IC10、IC11、IC12的相應(yīng)輸出端上。液晶顯示可選用三位半的標(biāo)準(zhǔn)液晶屏，也可以用其它的非標(biāo)準(zhǔn)液晶屏代替。
權(quán)利要求1.一種全自動紅外線遙控體育達(dá)標(biāo)測試儀，其特征是包括有紅外線發(fā)射器、紅外線接收器、觸發(fā)器、累加器、顯示器和時(shí)鐘發(fā)生器；紅外線發(fā)射器包括有開關(guān)K1、K2、電容C、電阻R和發(fā)射管LD，開關(guān)K1與電容C并聯(lián)，開關(guān)K2與電容C串聯(lián)，電容C、電阻R和發(fā)射管LD串聯(lián)；紅外線接收器采用標(biāo)準(zhǔn)紅外接收探頭P9、P10、P11,P9、P10、P11是三個(gè)獨(dú)立的紅外線接收器；觸發(fā)器采用CMOS集成電路IC15；累加器包括有CMOS集成電路IC10、IC11、IC12；顯示器采用三位半標(biāo)準(zhǔn)液晶顯示器，累加器送來的數(shù)據(jù)與七段譯碼器IC1、IC2、IC3、IC4、IC5、IC6、IC7、IC8的數(shù)據(jù)輸入端A、B、C、D相連，譯碼后的代碼a、b、c、d、e、f、g由管腳9、10、11、12、13、14、15輸出，這些代碼通過接插件PI-P8和J1-J8連接到液晶顯示板；時(shí)鐘發(fā)生器包括有CMOS集成電路IC13、IC14，晶體C1產(chǎn)生的時(shí)基信號由IC13分頻，從Q8腳輸出的64Hz的方波送到液晶顯示器的背面電極，從IC14的Q1腳輸出標(biāo)準(zhǔn)秒信號作為計(jì)時(shí)脈沖。
2.如權(quán)利要求1所述的全自動紅外線遙控體育達(dá)標(biāo)測試儀，其特征是累加器可選CD4518類型的元件，累加器的每個(gè)單元可累計(jì)一位十進(jìn)制數(shù)據(jù)，當(dāng)計(jì)數(shù)滿十時(shí)，進(jìn)位到IC10:B、IC11:B、IC12:B的EN端進(jìn)行十位上的計(jì)數(shù)。
專利摘要一種全自動紅外線遙控體育達(dá)標(biāo)測試儀,包括有紅外線發(fā)射器、紅外線接收器、觸發(fā)器、累加器、顯示器和時(shí)鐘發(fā)生器;紅外線發(fā)射器包括有開關(guān)K1、K2、電容C、電阻R和發(fā)射管LD,紅外線接收器采用標(biāo)準(zhǔn)紅外接收探頭P9、P10、P11,觸發(fā)器采用CMOS集成電路IC15;累加器包括有CMOS集成電路IC10、IC11、IC12;顯示器采用三位半標(biāo)準(zhǔn)液晶顯示器。本實(shí)用新型可實(shí)現(xiàn)全自動計(jì)時(shí)計(jì)數(shù),工作效率高,克服了人為因素所造成的評價(jià)誤差。
文檔編號G08C23/04GK2461086SQ0120097
公開日2001年11月21日 申請日期2001年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2001年1月12日
發(fā)明者薛孝恩, 范鐵林, 張燕英, 王海昌 申請人:山西農(nóng)業(yè)大學(xué)