一種電子魔方的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種電子魔方，該魔方以單片微控制器單元為控制核心配以與其連接的六塊正方形觸摸顯示屏、六個(gè)背光源模塊、一觸摸控制器單元、一無(wú)線充電管理電路和一電池，所述的六塊正方形觸摸顯示屏拼接組成一立方體，所述的單片微控制器單元、六個(gè)背光源模塊、觸摸控制器單元、無(wú)線充電管理電路和電池均固定設(shè)置于該立方體內(nèi)。該魔方能夠使玩家根據(jù)自身水平和認(rèn)知程度改變魔方的階數(shù)，并提供復(fù)原過(guò)程提示、自動(dòng)亂序、游戲記憶等功能，大大提高玩家對(duì)魔方認(rèn)識(shí)和興趣。
【專利說(shuō)明】一種電子魔方
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及智力玩具【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種新型魔方玩具。
【背景技術(shù)】
[0002]魔方是當(dāng)前世界上極為流行一種智力玩具，它能夠鍛煉人的動(dòng)手能力、智力、空間想像力。魔方的難度會(huì)隨著其階數(shù)的增加而增大。然而目前市面上現(xiàn)有的魔方多為階數(shù)固定的機(jī)械結(jié)構(gòu)的魔方，而且魔方對(duì)大部分初學(xué)者而言，極具挑戰(zhàn)性，如果沒(méi)有掌握魔方的玩法竅門則很難成功，因此這也大大制約了人們對(duì)它的興趣；尤其對(duì)青少年和兒童來(lái)說(shuō)，由于其耐心有限，無(wú)法用長(zhǎng)時(shí)間來(lái)復(fù)原魔方，同時(shí)大人也難以給出指導(dǎo)與答案，因此就會(huì)失去興趣，從而使得很多玩家無(wú)法領(lǐng)悟魔方的趣味性。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]鑒于現(xiàn)有技術(shù)之不足，本實(shí)用新型提供了一種新型的電子魔方，該魔方能夠使玩家根據(jù)自身水平和認(rèn)知程度改變魔方的階數(shù)，并提供復(fù)原過(guò)程提示、自動(dòng)亂序、游戲記憶等功能，大大提聞玩家對(duì)魔方認(rèn)識(shí)和興趣。
[0004]該實(shí)用新型解決上述問(wèn)題的技術(shù)方案如下:
[0005]一種電子魔方，其特征在于，該魔方以單片微控制器單元為控制核心配以與其連接的六塊正方形觸摸顯示屏、六個(gè)背光源模塊、一觸摸控制器單元、一無(wú)線充電管理電路和一電池,其中，
[0006]所述的單片微控制器單元為由單片微處理器芯片及其外圍電路組成；
[0007]所述的電池為6塊觸摸顯示屏、6個(gè)內(nèi)背光源模塊、單片微控制器單元和觸摸控制單元供電；
[0008]所述的無(wú)線充電管理電路為一無(wú)線充電電路，該電路由一高頻耦合線圈、一無(wú)線充電芯片及其外圍電路組成，該無(wú)線充電電路通過(guò)高頻耦合線圈與魔方外的充電器高頻耦合輸入，其輸出端與電池的正負(fù)極板連接；
[0009]所述的觸摸控制器單元由6個(gè)并行的電容式觸摸控制器及2個(gè)至少具有6通道的雙向模擬開(kāi)關(guān)組成，其中，各雙向模擬開(kāi)關(guān)的選通端口和使能端口分別連接至單片微處理器芯片的I/o接口，每個(gè)電容式觸摸控制器由一電容式觸摸控制器芯片及其外圍電路組成，各電容式觸摸控制芯片的觸摸驅(qū)動(dòng)總線和觸摸傳感總線分別連接至對(duì)應(yīng)的正方形觸摸顯示屏，各電容式觸摸控制芯片的時(shí)鐘總線分別連接至一個(gè)雙向模擬開(kāi)關(guān)的I/o接口，觸摸數(shù)據(jù)串行總線分別連接至另一個(gè)雙向模擬開(kāi)關(guān)的I/o接口，雙向模擬開(kāi)關(guān)的選通端口和使能端口分別連接至單片微處理器芯片的I/o接口；
[0010]所述的六個(gè)背光源模塊由六個(gè)分別設(shè)置于所述的六個(gè)正方形觸摸顯示屏的LED恒流驅(qū)動(dòng)電源及LED光源組成，其中，各LED恒流驅(qū)動(dòng)電源的電壓輸入端與電池的正負(fù)極連接，恒流輸出端分別連接一 LED光源，各LED恒流驅(qū)動(dòng)電源的使能端口分別連接單片微處理器芯片的I/O接口；[0011]所述的六塊正方形觸摸顯示屏拼接組成一立方體，所述的單片微控制器單元、六個(gè)背光源模塊、觸摸控制器單元、無(wú)線充電管理電路和電池均固定設(shè)置于該立方體內(nèi)。
[0012]本實(shí)用新型所提供的一種電子魔方其有益效果在于:
[0013]該電子魔方的每個(gè)面均由一觸摸顯示屏組成，玩家通過(guò)觸控觸摸顯示屏即可實(shí)現(xiàn)對(duì)魔方色塊的移動(dòng)，并且玩家可按照自身水平任意調(diào)整魔方的階數(shù)，并且制造廠商可通過(guò)改變內(nèi)置程序?qū)崿F(xiàn)魔方色塊的顏色圖案的更換、色塊的自動(dòng)亂序、復(fù)原過(guò)程提示和游戲記憶等功能，從而大大提高了玩家對(duì)魔方的興趣，增加了魔方的趣味；不僅如此，該電子魔方采用的無(wú)線充電管理電路為魔方內(nèi)的電池充電，魔方表面不須留下任何接口，使得魔方結(jié)構(gòu)更為完整、緊湊。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1a)和圖1b)分別為本實(shí)用新型所述的一種電子魔方的一個(gè)具體實(shí)施例分別顯示為3階魔方和4階魔方的示意圖，圖2為本實(shí)用新型所述的一種電子魔方的一個(gè)具體實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)框圖，圖3?圖6分別為本實(shí)用新型所述的一種電子魔方的單片微控制器單元電路原理圖、觸摸控制器單元電路原理圖、背光源模塊電路原理圖和無(wú)線充電管理電路原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]如圖1和圖2所示，本實(shí)施例為一由6塊5英寸電容式觸摸顯示屏IXDO?IXD5拼接組成的一款電子魔方。該魔方內(nèi)置一單片微控制器單兀、六個(gè)LED背光源模塊、一電容式觸摸控制器單元、一無(wú)線充電管理電路和一鋰離子電池。
[0016]參見(jiàn)圖3，所述的單片微控制器單元為美國(guó)微芯公司生產(chǎn)的型號(hào)為PIC18C242-E/SP的單片機(jī)芯片Ul及其外圍振蕩電路組成的最小系統(tǒng)。
[0017]參見(jiàn)圖4，所述的電容式觸摸控制器單元由與各電容式觸摸顯示屏對(duì)應(yīng)的6個(gè)并行的電容式觸摸控制器電路及2個(gè)8通道的雙向模擬開(kāi)關(guān)組成。其中，所述的8通道的雙向模擬開(kāi)關(guān)為美國(guó)德州儀器公司生產(chǎn)型號(hào)為⑶4097的8選I雙向模擬開(kāi)關(guān)芯片U2?U3，各電容式觸摸控制器電路為美國(guó)微芯公司生產(chǎn)的型號(hào)為MTCH6301的投射電容式觸摸控制器芯片U4?U9及其外圍電路組成，各投射電容式觸摸控制器芯片U4?U9的觸摸驅(qū)動(dòng)總線TX[0:7]和觸摸傳感總線RX[0:7]分別連接至對(duì)應(yīng)的6塊5英寸電容式觸摸顯示屏IXDO?IXD5，各投射電容式觸摸控制器芯片U4?U9的時(shí)鐘串行總線SCLO?SCL5分別連接至一個(gè)8通道雙向模擬開(kāi)關(guān)U2的I/O接口 YO?Y5，數(shù)據(jù)串行總線SDAO?SDA5分別連接至8通道雙向模擬開(kāi)關(guān)U3的I/O接口 YO?Y5，8通道雙向模擬開(kāi)關(guān)U2中與I/O接口 YO?Y5對(duì)應(yīng)的I/O接口 XO?X5并聯(lián)后連接至單片機(jī)芯片Ul的I/O 口 RC3，8通道雙向模擬開(kāi)關(guān)U2的選通端口 MIOO?M102及使能端口 ENO分別連接至單片機(jī)芯片Ul的I/O接口 RB6、RA1、RA2和RC2 ;8通道雙向模擬開(kāi)關(guān)U3中與I/O接口 YO?Y5對(duì)應(yīng)的I/O接口 XO?X5并聯(lián)后連接至單片機(jī)芯片Ul的I/O 口 RC4，8通道雙向模擬開(kāi)關(guān)U2的選通端口 M103?M105及使能端口 ENl分別連接至單片機(jī)芯片Ul的I/O接口 RA3、RA4、RA5和RA0。
[0018]參見(jiàn)圖5，所述的六個(gè)LED背光源模塊為由六個(gè)分別設(shè)置于所述的六個(gè)電容式觸摸顯示屏IXDO?IXD5的線性LED恒流驅(qū)動(dòng)電源電路及共陽(yáng)極連接的3顆白光LED光源組成，其中，各線性LED恒流驅(qū)動(dòng)電源電路由美國(guó)美信公司生產(chǎn)的型號(hào)為MAX1916線性LED恒流驅(qū)動(dòng)電路芯片UlO?U15及其外圍電路組成，各線性LED恒流驅(qū)動(dòng)電路芯片UlO?U15的使能端口分別連接至單片機(jī)芯片Ul的I/O接口 RBO?RB5，各線性LED恒流驅(qū)動(dòng)電路芯片UlO?U15的3個(gè)LED恒流驅(qū)動(dòng)端分別連接I顆白光LED光源的陰極，白光LED光源陽(yáng)極連接至鋰離子電池的正極。
[0019]參見(jiàn)圖6，所述的無(wú)線充電管理電路由一高頻耦合線圈L1、高頻整流橋D1、日本特瑞士公司生產(chǎn)的型號(hào)為XC6801單電池充電管理芯片U16及外圍電路依次連接組成，無(wú)線充電管理電路通過(guò)高頻耦合線圈LI耦合電子魔方外的高頻無(wú)線充電能量，并通過(guò)單電池充電管理芯片U16的Vo接口為鋰離子電池充電。
[0020]玩家通過(guò)觸控電容式觸摸顯示屏IXDO?IXD5即可實(shí)現(xiàn)對(duì)魔方色塊的移動(dòng)，并且根據(jù)單片機(jī)內(nèi)置程序設(shè)定，玩家可按照自身水平任意調(diào)整魔方的階數(shù)，例如圖1所示水平較高的玩家可通過(guò)觸控電容式觸摸顯示屏將3階魔方變換為4階魔方。而該魔方還可根據(jù)程序設(shè)定在水平較低的玩家摸索魔方復(fù)原過(guò)程時(shí)不時(shí)為玩家提供復(fù)原過(guò)程提示的功能。
【權(quán)利要求】
1.一種電子魔方，其特征在于，該魔方以單片微控制器單元為控制核心配以與其連接的六塊正方形觸摸顯不屏、六個(gè)背光源模塊、一觸摸控制器單兀、一無(wú)線充電管理電路和一電池,其中， 所述的單片微控制器單元為由單片微處理器芯片及其外圍電路組成； 所述的電池為6塊觸摸顯示屏、6個(gè)內(nèi)背光源模塊、單片微控制器單元和觸摸控制單元供電； 所述的無(wú)線充電管理電路為一無(wú)線充電電路，該電路由一高頻耦合線圈、一無(wú)線充電芯片及其外圍電路組成，該無(wú)線充電電路通過(guò)高頻耦合線圈與魔方外的充電器高頻耦合輸入，其輸出端與電池的正負(fù)極板連接； 所述的觸摸控制器單元由6個(gè)并行的電容式觸摸控制器及2個(gè)至少具有6通道的雙向模擬開(kāi)關(guān)組成，其中，各雙向模擬開(kāi)關(guān)的選通端口和使能端口分別連接至單片微處理器芯片的I/O接口，每個(gè)電容式觸摸控制器由一電容式觸摸控制器芯片及其外圍電路組成，各電容式觸摸控制芯片的觸摸驅(qū)動(dòng)總線和觸摸傳感總線分別連接至對(duì)應(yīng)的正方形觸摸顯示屏，各電容式觸摸控制芯片的時(shí)鐘總線分別連接至一個(gè)雙向模擬開(kāi)關(guān)的I/O接口，觸摸數(shù)據(jù)串行總線分別連接至另一個(gè)雙向模擬開(kāi)關(guān)的I/O接口，雙向模擬開(kāi)關(guān)的選通端口和使能端口分別連接至單片微處理器芯片的I/O接口 ； 所述的六個(gè)背光源模塊由六個(gè)分別設(shè)置于所述的六個(gè)正方形觸摸顯示屏的LED恒流驅(qū)動(dòng)電源及LED光源組成，其中，各LED恒流驅(qū)動(dòng)電源的電壓輸入端與電池的正負(fù)極連接，恒流輸出端分別連接一 LED光源，各LED恒流驅(qū)動(dòng)電源的使能端口分別連接單片微處理器芯片的I/O接口； 所述的六塊正方形觸摸顯示屏拼接組成一立方體，所述的單片微控制器單元、六個(gè)背光源模塊、觸摸控制器單元、無(wú)線充電管理電路和電池均固定設(shè)置于該立方體內(nèi)。
【文檔編號(hào)】A63F9/08GK203634799SQ201320743785
【公開(kāi)日】2014年6月11日 申請(qǐng)日期:2013年11月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月20日
【發(fā)明者】陸柱立, 陳永明, 汪高勇, 章華 申請(qǐng)人:安徽省科普產(chǎn)品工程研究中心有限責(zé)任公司