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本帖最后由 小电子世界 于 2017-5-10 16:36 编辑
前言 近年来，围棋运动在青少年中逐渐普及，越来越多的棋院出现在人们的视线中，各种职业和业余的赛事不断举办。选手和棋院都想尽快提高教学水平和比赛成绩。随着计算机的普及，很多地方利用计算机进行教学和比赛。然而，观察实际的教学和比赛过程，我们发现如下特点： 一、选手低龄化。学习围棋的人群主要集中在6-12岁，启蒙阶段的孩子有些还不能掌握电脑的用法，有些会把电脑用于游戏，家长也不赞成孩子们长时间使用电脑、智能手机。 二、选手面对真实的棋盘有所谓“手感”，使用真实棋盘和使用计算机屏幕下棋，注意力和思维活跃程度有较大差别。 三、“复盘”是棋类竞技项目提高水平的重要手段，在教学中，老师如果能经常针对学生下过的棋局进行复盘指导，教学质量能得到较好地提高。有鉴于此，我们决心开发一种具有网络功能的电子棋盘，以解决围棋在教学、比赛中出现的一些困难。 一、目标功能 1、棋局的实时自动录入，记录下棋局的整个过程。 2、棋局的复盘功能，能重现棋局的落子步骤。 3、教学功能，实现围棋术语中死活题，定势等不同走法。 4、比赛功能，选手身份录入(RFID卡读入），比赛计时。 5、网络功能，例如用于赛场实时直播（非视频方式）。 二、设计构思（技术要点难点） 曾经有人设计过用磁性传感器（干簧管或者霍尔传感器）配合磁性棋子实现的电子棋盘，这种棋盘是根据围棋中“黑方先落子，之后轮流落子”的规则来记录棋局。由于不能区分黑白棋子，当遇到提子等情形时会发生误记。有时候，低龄的选手在比赛中会有需要让子的情形，这些情况下，不能正确记录。 针对这些问题，我们首先要解决的问题是区分黑白子。 解决的办法是利用黑白棋子对光线有不同反射率的原理，我们可以对棋子发出一束光，然后利用光敏电阻接收反射光线，光敏电阻的内阻变化可以用ADC转换结果判断。 棋盘的交叉点是棋子放置的地方，容易想到如下结构： 另一个问题，在这种结构下，如何区分外部射入的光（无棋子处）和LED发出的光（有棋子处）。解决的方法是进行两次扫描：首先，所有LED不发光，有棋子的地方无光线，无棋子的地方有自然光射入，这样就先区别出有无棋子。然后，点亮有棋子处的LED，由于自然光被棋子遮挡，可以根据反射强度判断黑白子。 LED的存在使我们有了重现棋局的显示功能，一切问题迎刃而解。 四，硬件系统框图 五、设备雏形（如下图） 六、设备调试 由于比赛准备时间过短，一个月时间要完成全部功能没有可能，因此我们选择实现主要功能： 1、PC端程序 用VB语言写电脑程序，这个过程比较顺利，主要的问题是棋子透明叠加到棋盘上的实现以及网络通信协议，这里用到了UDP广播技术来实现未知PC端的接入。 2、设备端调试 用C语言编写MCU程序。 在提交结果时，我们只够时间调试了ESP8266模块的驱动及和PC端的通信、棋子的黑白子检测，实现了正常和异常情况下的棋局实时录入。 硬件系统设计较为成功，除了忘记引电源开机键引线外，基本一次制版成功。 经测试LED选用红光比较好，由于光敏电阻的光谱灵敏度区间在500-800纳米，选用红光LED有较高的灵敏度。 键盘输入和LCD显示屏驱动未按时完成 物料BOM 物料BOM Bill of Material for PCB1.PCB On 2016/10/15 星期一 at 下午 3:45:04 Comment Pattern Quantity Components ------------------------------------------------------------------------------ COMMONL-UU9.8 1 L1 IDC30 8 J1, J1_1, J1_1_1, J1_2, JP5 JP6, JP7, JP8 LED3MM 400 R1_1, R1_1_1, R1_1_1_1 PB12550 5 K1, K2, K3, K4, K5 PWR384*3 1 JP1 RB.2/.4 1 SP1 SIP4 2 JP4, JP9 0.1u 0805 2 C26, C27 0.1u 1206 5 C1, C3, C4, C10, C21 0.1uJ630V RAD-0.6 2 C6, C7 0.22/0.5W 1812 1 R15 1.2M 0805 5 R45, R46, R47, R48, R49 1000n 0805 1 C16 100n 0805 5 C5, C13, C31, C32, C33 100u/50V 2220 1 C12 10k 0805 22 R16, R17, R18, R26, R27, R28 R29, R30, R31, R32, R33, R34 R35, R36, R37, R38, R39, R40 R41, R42, R43, R44 10u/450V RB.3/.6 1 C8 120 0805 2 R13, R14 120K 0805 1 R24 15K 0805 3 R3, R5, R20 16M XTAL1 1 X1 1K 0805 3 R2, R10, R11 1N4007 DO-214 5 D2, D3, D4, D5, D6 1N4148 0805 401 D1, D1_1, D1_1_1, D1_1_1_1 1u 0805 3 C2, C17, C30 2.2 0805 3 R21, R22, R23 2.2n 630V RAD0.2 1 C11 锂电池供电，无线传输，剩下的记子记数，复盘就由电脑程序完成了！2.2n 1206 1 C9 2.2u 0805 1 C23 2.2uH 2220 1 L3 200 0805 19 R51, R52, R53, R54, R55, R56 R57, R58, R59, R60, R61, R62 R63, R64, R65, R66, R67, R68 R69 200K 1210 1 R8 220n 0805 1 C14 22P 0805 1 C19 22u/10V 2220 2 C18, C20 22uH 2220 1 L2 2K 0805 1 R25 3.3V 0805 1 D8 30K 0805 2 R4, R6 470k axial0.4 1 R7 47P 0805 2 C22, C24 47u/16V 2220 1 C15 5.1K 0805 1 R12 50k 0805 1 R19 680 0805 1 R9 74ABT04 NXP-TSSOP14 1 IC5 8550 SOT-23 1 Q4 86T:10T EE28-5*5 1 T1 9014 SOT-23 1 Q3 ANT SIP2 1 JP2 AO3407 SOT-23 2 Q1, Q2 APW7323 SO8P 1 IC3 BAT PWR384*3 1 JP3 CN3781 SSOP10X 1 IC2 EL817 SOP-4 1 IC9 FUSE1 FUSE-BOX 1 F1 GREEN 0805 1 LED2 JXL1.77 JXL4542 1 IC7 LMV358 SO-8 1 IC4 NTC30D-20 AXIAL0.3 1 R1 RED 0805 1 LED1 RED LED3MM 400 LED1_1, LED1_1_1, LED1_1_1_1 SS34 DO-214 5 D7, D9, D10, D11, D12 STM8L151M8T6 LQFP80 1 IC8 STM8S105C6T6 LQFP-48 1 IC6 TNY264 SOP-8 1 IC1 WIFI_MODULE SO-22 1 M1 
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