体育多用测试仪制造技术

本实用新型专利技术是一种用于测量人体在运动中多种数据的多用测试仪。该装置采用了与非门、运放集成块、计数器、Ｄ触发器、时基电路集成块等元件以及打印式计算器，使其以较低的成本实现了对运动速度、瞬时心率、无氧功率与踏跳中的高度、速度、角度的测量，同时还可方便的用于医疗上的心率监测，和用于遥控、光电计数、脉冲周期的测量，实现了一机多用。（*该技术在1999年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术是一种用于测量人体运动中多种数据的多功能多用测试仪。该仪器特别适用于测试运动速度、瞬时心率、无氧功率，以及运动员(人体)在踏跳中的高度、速度、角度等数据。在体育教学和训练中常常需要对一些数据进行处理，而一些仪器功能单一且仅能显示原始数据，无法显示处理多种数据。人们曾采用单片机，此机虽好，但由于它的结构复杂，造价高，使基层体育单位的使用受到限制。为了解决上述问题，本技术的目的在于通过对中国专利申请88213441.8中设计的《打印记录及数字显示式脉率仪》进行改进，使其能够用于测量运动速度、瞬时心率、无氧功率，以及在踏跳中的高度、速度、角度等的体育多用测试仪。为此，本技术的技术解决方案是在本专利技术人申请的中国专利申请88213441.8的《打印记录及数字显示式脉率仪》的基础上，根据多用测试仪的各种功能均是以仪器所测定的信号周期和从有关公式中推导的常数送入计算器内进行运算处理的结果的这一原理，进行以下改进，其一是增设一个可产生1000HZ信号发生器和四位计数器。其二是为使计数器内保持于计数状态的数字能顺利的复置到计算器中，设计了一个动态译码器。其三是为使计算器与外围元件能够很好的相联，设计一个相应的接口电路。其四是设计了一个程控器使仪器能够按测试计数——送数——运算——显示——打印——自动复位的程序有条不紊的，周而复始的进行正常的工作。其五是对信号输入部件、门控电路进行适当的改动，使之能够适应本仪器多种测试功能的需要。根据以上五点，本技术的技术解决方案的实施要点是由信号输入部件、门控电路、定时器等组成。现叙述如下一、信号输入部件是由调频接收、信号通道及声光信号发生器等三部分组成。其中，调频接收直接采用单片调频解调集成电路、电阻〔R1〕、电容〔C1〕等，可将由心电发射机送来的心率信号或其它遥控信号解调成电脉冲信号后，再经插口〔N1〕输入信号通道；信号通道是由通道一和通道二组成。通道一是由运放〔A1、A2〕、电阻〔R2－R6〕、电容〔C2〕等构成的两级放大器和由与非门〔1－4〕、电容〔C3〕、电阻〔R7〕、二极管〔D1〕构成的单稳整形电路两者组成。通道二是为适应多种测试功能而设计的，由运放〔A3、A4〕、电阻〔R8－R14〕、插口〔N2〕构成的放大器和由与非门〔5－8〕、电阻〔R15－R17〕、电容〔C4、C5〕、二极管〔D2、D3〕构成的双稳电路等两者组成。各种踏跳及其它一些需分别启停控制信号由两个传感器分别送入插口〔N2〕，经该通道进行放大、整形、除去干扰信号后再送往门控电路；声光信号发生器是由与非门〔13、14〕、电阻〔R8、R32〕、电容〔C6〕、发音片〔HDT〕、发光二极管〔D9〕等构成，当测试信号进入通道一次，门〔13、14〕就工作一次，产生声光信号一次。二、门控电路是由与非门〔9、10〕、双D触发器〔N1、N2〕组成的门控双稳电路来担任。并由它来转换成宽度与信号周期相等的方波，从而控制了由与非门〔11、12〕构成的闸门的采样时间，控制进入计数电路的时钟脉冲数，实现对时间的测量。三、计数电路是由时基电路集成块〔IC1〕、电阻〔R19、R20〕、电容〔C7、C8〕构成的无稳态多谐振荡器，和由与非门〔11、12〕、计数器〔P1－P4〕等组成。其中时基电路〔IC1〕的3脚可产生1000HZ的时钟信号。计数电路的工作情况为当D触发器〔N1〕的Q端呈“1”时，门〔11、12〕打开，时钟信号进入计数器〔P1〕的CP输入端。计数器〔P1〕的另一个CT输入端为“1”时，则从CP端进入的信号呈上跳变计数，计数器〔P1〕的四个输出端以BCD码计数。当第9个脉冲时，计数器〔P1〕的A、B、C、D端呈“1001”，当第10个脉冲时变为“0000”，当D端由“1”跳向“0”，同时利用下沿向计数器〔P2〕的CT端送入一进位脉冲。计数器〔P2－P4〕的CP端均接地，并利用各自的CT输入端接受前一级的进位脉冲，从而就组成了四位十进计数器；当D触发器〔N1〕的Q端变为“0”时，信号门〔11、12〕即关闭，阻断时钟信号，计数器均停止计数，此时四位计数状态将保持至清零端R接受到一个正脉冲信号为止。四、动态译码器是由16个模拟开关〔M1－M4〕、译码器〔M5〕及电阻〔R23－R26〕等组成。该动态译码器用于把计数器内保持在计数状态的数字复置入计算器〔Z〕内。其联接方式为将每个四位计数器BCD码的输出端〔A、B、C、D〕经模拟开关〔M1－M4〕同时输入“BCD码－－十进制译码器的输入端〔A、B、C、D〕，每个模拟开关的控制端接至程控电路。为保证译码器能从高位至低位逐个译码，所以四位的模拟开关的控制端按高位至低位顺序接程控电路中计数器〔P7〕的输出端〔Q1、Q3、Q5、Q7〕。这样就在时序信号的作用下，由高位到低位逐个导通每位模拟开关，将每位计数器的“BCD码”数据逐个送入译码器〔M5〕译码。由译码器〔M5〕的输出端送出“0～9”的数字去控制接口电路“0～9”的控制线的电平状态。以此，实现由高位至低位，将四位计数器〔P1－P4〕内的数字复置到计算器〔Z〕内。另外，为保证译码器〔M5〕在平时无高电平输出，将译码器〔M5〕的四个输入端经电阻〔R23－R26〕后接至电源〔VDD〕。五、程控器是由与非门〔15－18〕、计数器〔P7、P8〕、电阻〔R21、R30〕、电容〔C9、C10〕、等组成。其中门控振荡器由与非门〔15、16〕组成，时序脉冲发生器由与非门〔17、18〕、计数器〔P7、P8〕等组成。其工作情况为当D触发器〔N2〕的Q端呈“1”时，门控振荡器工作，送出连续性脉冲至计数器〔P7〕的CP端，使时序脉冲发生器工作，产生17个连续性的时序脉冲。当计数器〔P7〕计数至第9个脉冲时，Q9端呈“1”，打开信号门〔17、18〕，在下一个脉冲信号推动下，信号被送入计数器〔P8〕的CP端继续进行计数，由于Q9端与CT端相联，使计数器〔P7〕的CT端保持高电平，从而使计数器〔P7〕停止计数。当计数器〔P8〕接受了脉冲信号，直至第17个脉冲信号到来时，由计数器〔P8〕的Q10端向整个电路的置零端〔R〕送入一个正脉冲，使电路复位，计数电路、程控器等均清零复位。在计数器〔P8〕的R端特设置了电阻〔R30〕、电容〔C10〕以展宽清零信号脉冲，使清零能更有效的进行。六、接口电路根据HR－8型计算器〔Z〕的键盘矩阵是由四条行线和八条列线组成不同的行列组合，而产生“0～9”的数字键码及各种功能键码，使计算器〔Z〕能进行正常的工作和显示。据此，本接口电路使用其中的四条行线“①、②、③、④，(即芯片中的19、17、16、15等脚)”和七条列线“⑤、⑥、⑦、⑧、⑨、⑩、⑾、(即芯片中的13、12、11、10、9、8、7等脚)”组成“0～9”和“×、÷、＝、·、MR、P／＃”等16个按键。为使16个按键能自动控制其导通或断开，这里采用16个模拟开关〔M6－M21〕。16个模拟开关〔M6－M21〕的两开关端分别与上述16个按键矩阵排列相连。其中模拟开关〔M6－M15〕的控制端分别接译码器〔M5〕的输出端〔Q0－Q9〕，担任数字键“0～9”的控制。模拟开关〔M16－M21〕的控制端分别与时序电路中的计数器〔P7〕的输出端〔Q8〕及计数器〔P本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于测量人体运动中多种数据的多用测试仪，该装置具有：信号输入部件、门控电路、计数电路，本实用新型的特征在于增设了动态译码器、接口电路、程控器、定时器，其中：１．１、信号输入部件中信号通道的通道二是由运放［Ａ３、Ａ４］、电阻［Ｒ８－Ｒ １４］、插口［Ｎ２］构成的放大器和由与非门［５－８］、电阻［Ｒ１５－Ｒ１７］、电容［Ｃ４、Ｃ５］、二极管［Ｄ２、Ｄ３］构成的双稳电路组成的，１．２、计数电路是由时基电路集成块［ＩＣ１］、电阻［Ｒ１９、Ｒ２０］、电容［Ｃ７、Ｃ８］、与非门 ［１１、１２］、计数器［Ｐ１－Ｐ４］组成，１．３、动态译码器是由模拟开关［Ｍ１－Ｍ４］、译码器［Ｍ５］、电阻［Ｒ２３－Ｒ２６］组成，１．４、程控器是由与非门［１５－１８］、计数器［Ｐ７－Ｐ８］、电阻［Ｒ２１、Ｒ３０］、电容［Ｃ９、Ｃ １０］组成，１．５、接口电路是由模拟开关［Ｍ６－Ｍ２１］、二极管［Ｄ５－Ｄ８］、电阻Ｒ２７－Ｒ２９］、转换开关［Ｋ１］组成，１．６、定时电路是由计数器［Ｐ５、Ｐ６］和转换开关组成。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈天石，
申请(专利权)人：福建师范大学，
类型：实用新型
国别省市：35[中国|福建]