会说话的儿童数学练习器

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这种会说话的儿童数学练习器外形如图1所示。其主要功能是可进行两位数以内的四则运算,并具有机器自动出题和操作者自行出题、自动评分、全部语音提示、动画标记等功能。犹如一位声音柔和的家庭数学女教师,对3~9岁儿童具有启发、辅导、开发智力等功能。

图1
图1 🔍原图 (775×657)

介绍此机的目的有三个:①了解导电橡胶按键的工作原理;②了解语音电路常用的封装形式及一般组成;③增强和提高实际制作装配能力。

练习器共有20个按键,全部采用导电橡胶按键。其工作原理很简单,首先在印板上蚀刻出如图2所示的线条,导电橡胶一般做成圆形或椭圆形状,当它受力接触到图2所示印板上时,就使线条A、B短路相连,由此形成开关作用。由于导电橡胶一般粘附在有弹性的胶皮上,故手松开后,导电橡胶会自动弹起。电视机、录像机的遥控发射器、游戏机的按键均采用导电橡胶按键。

图2
图2 🔍原图 (94×256)

练习器的内部结构如图3所示。厂家所供为大散件,即只需拧几只螺丝、焊上电源线和扬声器线即可出成品。安装时要十分注意保护液晶片、焊接要迅速、螺丝松紧要适度,并特别注意电源线不要焊反。

图3
图3 🔍原图 (821×581)

图4是整机原理框图。IC1是一只单片微处理器,内部已固化好各种运算、比较、选择、液晶驱动、键盘扫描、发音控制等处理程序。它接受键盘输入,并把各种输入状态、运算比较结果等送LCD显示,同时控制IC2完成语音合成并发声。IC2是一只语音合成专用集成电路,内部ROM已分段固化好代表各种语音单字或词组的数据。它受控于IC1,根据IC1给出的各种结果和指令,选择不同的数据段取出代表各种语音的数据并进行合理搭配,再经数—模转换以及功放电路输出合成的语音信号。

图4
图4 🔍原图 (624×282)

图3中主电路板含有滴胶封装的IC1、IC2及外围电路。按键板上即是20个如图2所示图形组成的键盘矩阵,它与主电路板通过一多芯电缆连接;主电路板与液晶显示片是通过导电橡胶连接,不过这种导电橡胶形状是一个长方体,俗称“斑马条”。

下面简介一下操作步骤。

1.机器自动出题:①装入电池、打开电源开关,液晶显示窗左上角出现一个卡通人;②按“1位/2位”键可选择进行1位或2位数运算;③按“游戏”键,机器会发出“小朋友,请选择一种运算”的声音;④在四种运算符号中任选一种并按一下此键,此时机器即开始自动出题,液晶显示屏显示出机器所出题目,扬声器同时报出所出题目;⑤使用数字键键入答案,再按“?”键,若答案正确,机器则发出“对了、下一题”的声音,显示屏出现正立卡通小人;若答案错误,机器则发出“错了、重来”,显示倒立卡通人;若第二次答案仍不正确,机器会自动给出正确答案,并发出“又错了,应该等于……,下一题!”的声音。

2.操作者自行出题:①打开电源开关后按“运算”键,机器发出“请出题”,此时即可自己出题练习;②按完算式及答案后按“?”键,机器会自动判断答案是否正确并以语音提示;③若操作者输入题目超出机器功能范围,机器则提醒“题错了,重来”。

在上述两种操作中,若输入数字有误,可按“清除”键清除,再重新输入正确数字。操作者连续做完10道题后,机器会自动评分并用语音报出。 (李洪明)