具有多个扩充槽的多功能电脑学习机

摘要

本发明涉及一种具有多个扩充槽的多功能电脑学习机。目前传统的电脑学习机存在着电脑学习功能不强且不能进一步扩充的缺点。本发明的电脑学习机在传统的游戏机的基础上，增加了多个扩充槽，增加的扩充槽通过逻辑组在电路与中央处理器的数据线相连。通过逻辑运算选择当前槽。另一方面在本发明中还把数据线用作地址线，这样增加了中央处理器的寻址能力。因此本发明克服了已有技术的上述缺点，并能在本学习机上运用汉字。

说明书

本发明涉及一种电脑学习机，尤其涉及一种带有多个扩充槽的多功能电脑学习机。

目前，市场上各种型号的游戏机和学习机很多。图1是常规的游戏机典型的内部结构框图。如图1所示，典型的游戏机包括中央处理器CPU、程序数据存储器PAM11、图像处理器PPU、图像存储器PAM12、卡槽1、声音图像信号调制器AVM和操纵杆0和/或键盘K。卡槽1包含有程序数据线和地址线引脚、图像数据线和地址线引脚和控制线引脚（图中未标出）。卡槽1的程序数据线和地址线引脚和程序数据存储器RAM11的数据端和地址端分别通过数据总线DB1和地址总线AB1与CPU的数据端和地址端相连，卡槽1的图像数据线和地址线引脚和图像存储器RAM12的数据端和地址端分别通过数据总线DB2和地址总线AB2与图像处理器PPU的数据端和地址端相连。这样中央处理器CPU和图像处理器PPU能从RAM11、RAM12和插入卡槽1的游戏卡中存取数据。中央处理器CPU通过控制总线CB分别与程序数据存储器RAM11的控制端，图像处理器PPU的控制端和卡槽1的控制线引脚相连。通过控制总线CB，中央处理器CPU能控制程序数据存储器RAM11、图像处理器PPU和插入卡槽1的游戏卡的工作。图像处理器PPU也通过控制总线CB1与图像存储器RAM12相连，以控制图像存储器RAM12的工作。图像处理器PPU产生的图像信号VS和中央处理器CPU产生的声音信号AS输至声音图像信号调制器AVM，由调制器AVM对声音信号AS和图像信号VS进行调制并输出能由监视器接收的信号。操纵杆0和/或键盘K通过接口电路2与中央处理器CPU相连。

如上所述，图1所示的游戏机仅具有单纯的游戏功能，浪费了中央处理器CPU的很多功能。因此市场上出现了一种在图1所示的游戏机基础上改进的电脑学习机，经改进的学习机增加了一些RAM和ROM，在ROM中固化了某些程序。但这样改进后的学习机功能仍然有限，其最大缺点是不能根据各种需要进一步扩展功能。

本发明的目的在于提供一种具有多个扩充槽的多功能电脑学习机，它既具有与传统游戏机兼容的游戏功能，又能应用扩充槽开发电脑学习机功能。

本发明的多功能电脑学习机，包括中央处理器、程序数据存储器、图像处理器、图像存储器、卡槽、声音图像信号调制器和键盘，所述卡槽包括程序数据线和地址线引脚、图像数据线和地址线引脚和控制线引脚;所述键盘通过接口电路与中央处理器相连，其特征在于所述的多功能电脑学习机还包括逻辑组合电路和多个扩充槽，所述多个扩充槽的每个槽分别包含程序数据线引脚、地址线引脚、选槽引脚和控制线引脚，所述多个扩充槽上每个槽的程序数据线引脚、地址线引脚和控制线引脚分别与中央处理器上的数据端、地址端和控制端相连，所述中央处理器的部分或全部数据线通过锁存器与所述逻辑组合电路的输入端相连;所述逻辑组合电路的每个输出端各自与多个扩充槽的选槽引脚相连，逻辑组合电路对输入信号进行逻辑运算以选定一扩充槽为当前槽。

如上所述，本发明的多功能电脑学习机具有多个扩充槽，只要在扩充槽上插上不同的卡，如教学卡、汉字卡、BASIC语言卡等就能使本电脑学习机具有不同的功能。另一方面，本电脑学习机保留了游戏机功能，因此较易为广大学习、家长和教师接受。本电脑学习机与微型计算机相比，价格低，适应我国目前的消费水平。

图1是传统的游戏机的结构框图;

图2是本发明的具有多个扩充槽的多功能电脑学习机的结构框图。

下面结合附图详细描述本发明的实施例。

图2示出了本发明的具有多个扩充槽的多功能电脑学习机的框图。图2中虚线框内除键盘卡采用西文标准键盘外，其余部件结构与传统的游戏机相同，因此本电脑学习机在游戏功能上完全与传统游戏机相兼容。有关虚线框内的结构和工作原理前面已经作了描述，在此不再重复。

如图2所示，本发明的电脑学习机与传统游戏机的不同之处是增加了三个扩充槽A、B、C和逻辑组合电路4。传统的游戏机的中央处理器CPU一般采用8位芯片，寻址能力为64K。在本实施例中我们以8位的中央处理为例，来描述本发明。

参见图2，中央处理器CPU通过程序数据总线DB1和地址总线AB1与三个扩充槽A、B、C的各自的程序数据线引脚和地址线引脚（图中未标出）相连。中央处理器CPU通过数据总线DB1和地址总线AB1能从插入上述扩充槽的卡存取数据。中央处理器CPU有8根数据线D₀-D₇，将其中两根数据线如D₆、D₇通过锁存器6连到逻辑组合电路4的输入端I₁、I₂，逻辑组合电路4有三路输出Q₁、Q₂、Q₃分别连接到三个扩充槽A、B、C的选槽端引脚CS_A、CS_B和CS_C。逻辑组合电路4的逻辑式如下：

Q₁＝D₆+D₇……（1）

Q₂＝D₆+D₇……（2）

Q₃＝D₆+D₇……（3）

真值表如下：

表1

D₆D₇Q₁Q₂Q₃00110101011110111101

当中央处理器CPU的D₆、D₇输出均为0（低电平）时，逻辑组合电路4的Q₁端输出为0，Q₂和Q₃端均输出为1（高电平）。当设定低电平有效时，那么A槽被选为当前槽，插在A槽上的卡为当前卡，中央处理器CPU能通过程序数据总线DB1和地址总线AB1访问当前卡。如表1所示，三个扩充槽A、B、C在某一时刻至多只有一个槽为当前槽。

本实施例中，从中央处理器CPU的程序数据总线DB1上引出2根数据线D₆、D₇至逻辑组合电路4，至多能对三个扩充槽的进行选槽。根据需要也可以从中央处理器CPU的程序数据总线DB1上引出2根以上数据线至逻辑电路4。例如引出3根（分别标为D₅、D₆、D₇）那么逻辑组合电路4的逻辑式为

Q₁＝D₅+D₆+D₇

Q₂=D₅+D₆+D₇

Q₃=D₅+D₆+D₇

Q₄=D₅+D₆+D₇

Q₅=D₅+D₆+D₇

Q₆=D₅+D₆+D₇

Q₇=D₅+D₆+D₇

最多能对7个扩充槽进行选槽。对于8位的中央处理器，其最大选槽能力为（2⁸-1）。

众所周知，对于8位的中央处理器来说，其最大寻址能力为64K。因此当某扩充槽（如A槽）被选中之后，中央处理器CPU对插入该槽A的卡的最大寻址能力为64K，64K的存储量对于简单的一般程序来说是够的，但对于如中文字库等来说，显然不够。因此为扩展寻址能力，本发明采用了如下的技术手段，即借用尚未被逻辑组合电路4使用的数据线作为对扩充槽上的卡寻址的地址线。如图2所示，对于8位机来说有16根地址线（A₀-A₁₅），为扩大寻址能力，扩充槽A、B、C上应增设地址线引脚A₁₆、A₁₇，从程序数据总线DB1引出的两根数据线如D₀、D₁通过锁存器5连接到扩充槽A、B、C的地址线引脚A₁₆、A₁₇上。这样中央处理器CPU的寻址能力就扩大了四倍，可达256K。增加引出数据线的数目，能成倍增加寻址能力，当然引出数据线的数目受到数据线总数的限制。锁存器5和6的控制端与CPU相连，由CPU来控制锁存器5和6的工作。为使插入各槽A、B、C的卡能正常工作，中央处理器CPU和各扩充槽A、B、C由控制总线CB2相连，这些控制线CB2包括R/W、接地线、电源线等。

如上所述，在扩充槽A、B、C中可以插入存储有各种程序和数据的卡。这些卡包含一些RAM和ROM，中央器CPU能从这些卡中取得数据。

如图2所示，本发明的电脑学习机还包括一声像接口3和打印机接口7。打印机接口7分别与CPU和打印机相连，使本电脑学习机具有打印功能，声像接口3分别与CPU和录音机相连，使录音机的输出信号能被CPU接收。

下面简单介绍一些本发明的具有多个扩充槽的多功能电脑学习机的功能：

（1）在A槽中插入固化有汉字字库的汉字卡，在B槽中插入固化有中文输入五笔字型练习卡，那么在本学习机上就能做中文编辑工作。

（2）在A槽中插入固化有汉字字库的汉字卡，在B槽中插入教学软卡，在此两卡的配合下能进行教学，适合于中小学生自学。

（3）当录音机通过声像接口3接入本电脑学习机时，能实现有声教学。