幼儿读算游戏机

笔者设计的这种游戏机，电路新颖，工作可靠，经试用，深受家长和孩子的喜爱。该游戏机具备0～99之间数字的组合，可引导幼儿识数。在幼儿能准确识数之后，使用它可继续引导孩子进行一位数和一位数的加法或减法运算。为使产生的数具有快速扫描和慢拍推进双重功能，选用了频率可调的振荡电路。

图1为电路原理图。IC1－1、IC1－2、C1、R1和RP构成频率可变的振荡器。SB1、SB2为两只自复按钮，用于控制IC2的ICP、2CP信号端的脉冲加入与停送。R2、C2、R3和R4、C3、R5分别组成SB1、SB2按入与松开时的防抖动电路。IC2为双BCD码十进制计数器。该集成块将两个完全一样的BCD码十进制计数单元集成在一块芯片上。其中，CP为时钟端，EN为时钟允许端，CR为复位端，Q1～Q4为BCD码输出端。当EN接“1”、CR接“0”时，如果计数器从0开始计数，则每逢输入10个计数脉冲，计数器全部回复到“0”。附表列出了CC4518中一组加法计数器的真值表（另一组相同）。IC3、IC4为BCD锁存/7段译码器。它是将输入的BCD码转译成对应笔段的输出信号，供显示头显示十进制数。LE为锁存选通端，为“1”时允许数据输入。BI为消隐控制端，加入“1”电平，对显示数实现消隐（显示头的笔段全部熄灭）；加入“0”，正常显示。RBI为行波消隐输入端，当输入“1”时，实现无效零消隐（即：D、C、B、A全为“0”时显示头才不显示）。SA是一只三位拨动开关：拨动杆拨在中间，1、2、3点均不通；拨在左边，只有1、2两点接通；拨在右边只有2、3两点接通。该开关对左边显示头可实现消隐、无效零消隐和正常显示多种功能的选择。加（＋）、减（－）符号位选用极性显示头：当在输入端A、B上同时加高电平时，则显示“＋”；只在输入端B上加“1”，则显示“－”；A、B上均不加“1”电平，不显示。“DL＋”、“DL－”、“空”为三只短路插座。当短路塞插入“DL＋”时，极性显示“＋”；插入“DL－”，显示“－”。“空”插座是为极性不显示提供短路塞停放位置的，以防丢失。极性显示电路中有只二极管VD，它有两个作用：1．当将“DL＋”短路时，由于二极管正向导通，确保显示头的A和B均为高电平。2．当将“－”短路时，由于二极管反向阻断作用，显示头只有B为高电平。

对孩子施教一位数时，将SA拨至左侧，BI端将固定加“1”电平，左边显示头处于不显示的消隐状态。同时，将符号选择短路塞插入空插座，使符号亦不显示。接着将RP调至最大值，使振荡器的工作频率最低，这样在慢拍脉冲的推动下能清楚地看到各相邻翻动的数字。假定刚按下SB1显示数为0，则紧接着翻动的数为1、2、3…… 8、9、0、1……。当看到翻动中的某一数，立即松开SB1，则2CP时钟端脉冲消失，该显示数停留，以供引教。

当幼儿对0～9的数顺序认识后，可进行随机抽样识数。将RP调至最小值，使振荡器频率最高。按下SB1显示数翻滚速度极快，无法看清任何数字，一旦松开SB1，显示头显示出稳定的随机数，使孩子识别。

一位数认识熟练后，即可进行两位数的识读。把SA开关拨至右侧，使2、3两点接通，确保高位无效零消隐（十位数为0时不显示）。再将RP调至最大值，操作SB2按钮，左边显示头慢拍翻动。当看到十位数为1时，立即松开SB2使十位的1稳定显示。再操作SB1按钮，可进行10～19间数字的施教。操作SB2使十位数稳定地显示2，再操作SB1可进行20～29之间数字的识读。如此改变十位数，操作SB1，就可使两位数在10～99之间显示。

两位数的随机抽查识读：将RP调至最小值将S1、S2同时（亦可一前一后）按下，当两只按钮均松手后，显示头将显示出稳定的两位随机数。如果松开S1、S2后，只有个位有显示数，则说明十位数正好为0而被消除了。

加、减法的工作情况：将SA拨至中间位置，解除左边显示头的消隐控制状态，进行加法出题。将短路塞插入DL＋，极性位显示“＋”号，通过操作SB1和SB2即可产生两个加数。

进行减法出题，将短路塞插入DL－中，极性位显示“－”，同样通过操作SB1、SB2即可产生被减数和减数。进行减法出题运算，最好以慢拍进行选数，这样可防止被减数小于减数的情况出现。

元器件选择：RP为450k长杆电位器，RP为最大值时，最低振荡频率约为1Hz。二极管亦可选用2CP、2DP系列。IC1为CD4069，IC2为CC4518，IC3、IC4为CC14544。三种集成块各引脚排列及其功能见图2。显示头和极性符号模块分别选用ARDS547R和ARDS547J，均采用共阴极LED显示头，其外型及管脚功能见图3。不同生产厂家其管脚功能不尽相同，以厂家说明书为准。

图4为整机外型示意图。插座XS在整机背后，要求外接直流电压在9～12V，引入时切请注意极性。该装置面板上操作元器件的安装位置不宜随心所欲，否则操作不顺手。笔者提供的面板布局较为合理，实践证明，操作方便。（金有锁）