电动模型的程序控制方法 本发明涉及一种电动模型的控制方法，特别涉及一种由数字计算机及数字计算机程序对电动模型的控制方法。
目前，普遍使用的玩具类电动模型的控制方法较为简单，多数采用时序集成电路对电动模型的动作时间和顺序进行控制，使电动模型重复进行有限的动作，该类控制虽然电路结构简单，但却存着动作较单一、动作速度不变，其制作成的玩具类产品观赏性较差等到缺点。
本发明的目的在于针对背景技术中电动模型控制的缺点，提供一种电动模型地程序控制方法，该方法能根据需要对多种动作进行组合，而且动作的顺序和速度可变。
本发明的解决方案是在计算机程序中设置电动模型的动作顺序、动作时间和动作速度，由计算机运行程序并控制输出一系列频率可变化的电脉冲，再由外部电路转换为相应变化的电压以控制电动模型的执行机构。本发明包括数字计算机和调速器，所述计算机由中央处理器、存储器、输入/输出口采用常规连接构成；所述调速器的输入端与计算机输出口连接，调速器的输出端与电动模型的某一动作执行机构连接，该执行机构的定位信号传递至计算机输入口一对应的输入信号线，以使中央处理器能判断该执行机构的动作是否定位。在数字计算机的存储器中存储有电动模型的动作速度表和动作顺序表，速度表可有多个，每个速度表的字节数与输出口总输出位数相同(如：输出口共有8个输出位，则每个分表由8个字节组成；输出口共有16个输出位，则每个分表由16个字节组成)，每个字节中相同二进制位固定地与输出口的某一输出位对应(如：每个字节中的最低位对应输出口的最低位，每个字节中的1位对应输出口的1位…)，其中的二进制数“1”或“0”则表示某一时间内需要输出高电平或低电平。所述动作顺序表分为多个段，每段对应电动模型的一组动作，每段内容包括：电动模型一组动作的动作时间、该组动作对应的速度表地址、输出位控制字和输入位屏蔽字，输出位控制字和输入位屏蔽字的位数分别与输出口总输出位数和输入口的总输入位数相同(例如：输出位数和输位数均为16位，则屏蔽字和控制字均为16个二进制位，即两个字节)；其中：输入位屏蔽字用以屏蔽掉该组动作不用的定位信号，输出位控制字用来选择需要输出信号的输出位；动作顺序表的每一段对应一个速度表，动作顺序表的地址及长度存储在程序存储器中某一固定地址开始的连续地址单元内。该数字计算机执行以下步骤：
1)从存储器中取动作顺序表的地址及长度，将动作顺序表的首段作为当前段，并将动作顺序表的长度存入寄存器；
2)将动作顺序表中当前段所对应一组动作的动作时间、输入位屏蔽字、输出位控制字和速度表地址分别存入寄存器；
3)读取输入信号并将其与输入位屏蔽字、控制字进行逻辑运算，以屏蔽不需要的输入信号和确定需要输入信号的输出位，并将结果存入寄存器；
4)读取当前动作对应的速度表，并将上步运算结果分别与速度表中的每个速度字进行运算，每运算一次即将结果输出；在该运算周期内，被选择的输出位将输出电脉冲信号；
5)判断动作时间是否结束，如果时间未结束则程序转移到第3步执行，以循环输出电脉冲信号，否则继续下步；
6)利用动作顺序表的长度判断是否己执行完顺序表中的每段，如果未完成则将动作顺序表的下一段作为当前段，程序转移到第2步执行，否则，结束该次运行。
为保证程序能正常运行，在存储器中存储有定时中断服务程序，该中断服务程序向定时复位电路(看门狗)输出脉冲；当程序因干扰而走飞时，定时复位电路得不到输入信号而输出信号使中央处理器被强制复位。
本发明利用数字计算机运行程序控制输出一系列频率可随速度设定值变化而变化的电脉冲信号，由外部电路将电脉冲信号转换为相应的电压信号来控制电动模型的动作执行机构，并通过定时复位电路来保证程序正常运行，因而具有控制准确、及时和可靠的优点：改变本发明中的动作顺序表和/或速度表中的内容即可实现多种动作的组合和/或动作的速度，而无须改变主要程序，因而本发明还具有运用方便和适应性较强的优点，本发明尤其适用于玩具类和娱乐类电动模型。
下面结合附图对本发明进行详细说明：
图1为本发明的主要结构框图；
图2为本发明实施例的电路原理图；
图3为存储在图2所示的计算机存储器中的程序所表示的流程图；
图4为中断服务程序所表示的流程图；
图中：1、中央处理器(CPU)，2、地址总线，3、存储器，4、数据总线，5、控制总线，6、复位电路，7、输出口，7-1、低输出位，7-2、高输出位，8、输入口，8-1、低输入位，8-2、高输入位，9、信号输出线，10、信号输入线，11、调速器，12、定位信号，13、译码器，14、或门。
参照图1：程序存储器3存储程序及数据，中央处理器1通过地址总线2、数据总线4和控制总线5从存储器3中读取程序指令及数据；外部定位信号12通过信号输入线10将电平信号送到输入口8，在程序指令控制下，中央处理器1通过控制总线5和数据总线4从输入口8读入数据，或将内部数据通过控制总线和数据总线送至输出口7，再经输出口7的输出端传递至调速器11的输入端，由调速器转换后输出。
如图2所示，本实施例中计算机的输出口7具有16个输出位，分为高输出位和低输出位，输入口8具有16个输入位，分为高输入位和低输入位；中央处理器1采用intel8031单片机，存储器3为2764EPROM只读存储器，锁存器74LS373用来保持存储器地址的低字节，输出口7采用两片触发器74LS377，输入口8采用两片74LS244，译码器13采用74LS138，或门14采用74LS32，译码器13和或门14用来分配输入口8和输出口7的控制信号；调速器11由三极管Q1、Q2、场效应管Q3和电R1～R4构成，三极管Q1的基极作为调速器11的输入端，其集电极与电源正极间串联电阻R1、R2，场效应管Q3的栅极通过电阻R3接电源负极，其漏极与电源正极间接负载电机，三极管Q2的基极接电阻R1、R2的连接点，其集电极与场效应管的栅极连接；该图中输出口7可连接16个调速器，输入口可连接相应的16个定位信号。当输出位输出高电平信号时，三极管Q1、Q2导通，场效应管Q3的栅极为正电压，此时场效应管Q3导通(栅极电压高于开启电压)，电机通电开始工作，当输出低电平信号时，三极管Q1、Q2和场效应管Q3均截止。根据场效应管漏极电流随栅极电压变化而改变的特性，因此，当输出位输出频率变化的脉冲时，在场效管Q3的基极将得到变化的正电压，因而漏极电流即通过电机线圈的电流亦随栅极电压而变化，由此使得加在电机上的电压产生变化，从而实现对电机调速。图中的复位电路6由时序集成电路NE555构成，输入端与中央处理器1的输出P1.0连接，输出端与中央处理器1的复位端RESET连接；复位电路6的输入端在一定间隔时间内无输入信号则输出端将产生高电平信号，该信号使中央处理器1复位。
在图2所示的数字计算机的输入口具有16个输入位，输出口具有16个输出位，因此存储在程序存储器中的每个速度表由连续存储的16个字节的速度字组成，每个速度字为一个字节即8个二进制位，其中每连续的两个字节为一组，称为低字节和高字节；顺序表中的输出位控制字和输入位屏蔽字由低字节和高字节两个字节组成。在速度表和顺序表中，低字节的8个二进制位与低输入位或低输出位的8个位对应，高字节的8个二进制位分别与高输入位或高输出位的8个位对应。速度字中的二进制数‘1’表示对应的输出位输出高电平，反之则表示对应的输出位输出低电平，8个低字节速度字中的相同位(共8位，如：8个1位)又构成一个字节，该字节即为对应的低输出位的速度字，表示了电脉冲的占空比，8个高字节速度字亦同理。如果顺序表某段需要输出位控制电动模型的执行机构，则该组控制字相应位的二进制数为‘1’，否则为‘0’，如果该执行机构受定位信号控制，则该组屏蔽字相应位的二进制数为‘1’，否则为‘0’。
图3是存储在程序存储中的程序执行的示意图，图中指示的每一步在实际执行的程序中，可包含一个或多个步骤。程序启动102步完成一些初始化工作后执行104步，从固定的存储单元读取顺序表的长度和顺序表的地址，并将顺序表的首段作为当前段，该段对应电动模型的第一组动作，其中包括动作时间、速度表地址、控制字和屏蔽字，106步将上述段包括的数据存储到寄存器。108步首先从输入端口读入电动模型的定位信号，将其与屏蔽字进行‘与’运算，再将结果和控制字进行‘异或’运算并将结果存入寄存器，110步读取第一个速度字即低字节速度字，112步则将速度字和108步的‘异或’结果进行‘与’运算并输出到相应的输出端口，即低字节速度字运算结果输出到低输出位7-1，之后取第二个速度字即高字节速度字进行运算，并将运算结果输出到高输出位7-2；因为电动模型的一组动作中某一个或几个动作可能不受定位信号的控制即到定位点后仍需继续执行该动作，而其余动作则到定位点后即停止，所以108步中的‘与‘运算则使运算结果中与不受定位信号控制的输出位相对应的二进制位的二进制数为‘0’，同时允许受定位信号控制的输出位相应的输入，即如果有输入信号则使相对应的二进制位的二进制数为‘1’，‘异或’运算则使运算结果中与受定位信号控制的输出位在有定位信号输入后其对应的二进制位的二进制数为‘0’，再和速度字进行‘与’时使该位始终为‘0’，即输出位输出低电平。114步判断是否和速度表中的16个字节均进行了运算，如果没有运算完，则执行116步，取下一速度字并启动112步，如果已和所有速度字进行了运算则执行118步，判断动作时间是否结束，如果动作时间未结束则执行108步循环输出脉冲，如果动作时间结束则执行120步，将顺序表长度减1并判断是否为0，如果不为0表示顺序表中的段未执行完，则顺序表下移一段并启动106步，如果为0表示顺序表中的段已执行完，则结束运行。
图3所表示的程序在实际编程执行中，从110步到118步(包括114步到112步的循环)大约需要1秒的时间，动作时间填01H则表示1秒，03H则表示3秒，…以此类推，因此在118步中用动作时间减1是否为0来进行判断。对动作时间亦可通过用定时器来进行定时。
图4为中断服务程序，该程序利用定时中断定时向复位电路输出信号。200步为中央处理器1响应中断开始执行服务程序，202步保存被中断程序的现场数据，如状态字、程序指针等，204步通过中央处理器1的P1.0位向复位电路6输入信号，使程序在正常运行时保证复位电路输出低电平信号，206步恢复被中断程序的现场数据，如状态字、程序指针等，208步则返回被中断程序继续执行。