Игровой автомат «Кто первый?» – ЧАСТЬ 2

August 21, 2012 by admin Комментировать »

Для дальнейшего увеличения числа играющих аппаратные затраты существенно возрастают: на каждого играющего добавляется RS-триггер с подключенной к нему кнопкой реакции и на 1 увеличивается число входов элемента DD3.1.

При значительном увеличении числа играющих (например, *до 7) минимизировать аппаратные затраты возможно, используя схему на рис. 30. В этом автомате обеспечена также цифровая индикация номера играющего, одержавшего победу или нарушившего правила. Устройство работает следующим образом. При нажатии кнопки SB1 «Сброс» триггеры DD6.1, DD6.2 устанавливаются в нулевое состояние и светодиоды HL1 «Старт» и HL2 «Нарушение правил» гаснут. Триггер DD4.1 устанавливается в единичное состояние, и высоким уровнем с его прямого выхода разрешается работа генератора на элементах DD3.1-DD3.3. Низкий уровень с инверсного выхода триггера DD4.1 поступает на вход гашения дешифратора DD5, и индикатор HG1 гаснет.

Игра начинается с нажатия судьей кнопки SB9 «Старт». За счет «дребезга» на С-входе триггер DD6.1 устанавливается в единичное состояние, так как на его информационный вход подан высокий уровень с инверсного выхода триггера DD6.2. Высоким уровнем с прямого выхода триггера DD6.1 загорается светодиод HL1 «Старт». Задача игроков возможно бы

стрее нажать на кнопку реакции. За счет подачи импульсов высокой частоты (около 1 кГц) на вход счетчика DD2 его выходной код монотонно изменяется от ООО до 111. Счетчик многократно переполняется. При ненажатых кнопках реакции играющих на выходе мультиплексора DD3 формируется высокий уровень. Как только кто-то из играющих (например, четвертый) нажмет кнопку SB5, то при адресном коде 100 на выходе мультиплексора появится низкий уровень. Триггер DD4.1 установится в нулевое состояние, низким уровнем с его прямого выхода заблокируется тактовый генератор. Код на выходе счетчика DD2 остается неизменным (100). Дешифратор DD5 преобразует двоичный код с выхода счетчика в семисегментный. Высоким уровнем с инверсного выхода триггера DD4.1 снимается гашение с дешифратора DD5, и на индикаторе HG1 высвечивается цифра “4”, свидетельствующая о том, что первым нажал кнопку реакции четвертый игрок. При горящем светодиоде HL1 «Старт» на индикаторе HG1 высвечивается номер победителя среди играющих. Положительный перепад напряжения на входе С триггера DD6.2, возникающий после установки триггера DD4.1 в нулевое состояние, не изменит состояние триггера, поскольку на ёго D-вход подан низкий уровень. Для возобновления игры следует нажать кнопку «Сброс».

Если же кто-то из играющих, например, второй, нажмет кнопку SB3 до того, как загорится светодиод «Старт», то в этом случае при появлении на выходе счетчика DD2 кода 010 напряжение на выходе мультиплексора DD3 принимает низкий уровень. Триггер DD4.1 устанавливается в нулевое состояние, блокируя тактовый генератор на элементах DD3.1-DD3.3. Выходной код счетчика не изменится и останется равным 010. За счет положительного перепада напряжения на инверсном выходе триггера DD4.1 триггер DD6.2 установится в единичное состояние, так как на его информационный вход подан высокий уровень. Загорается светодиод HL2 «Нарушение правил». Высоким уровнем с инверсного выхода триггера DD4.1 разрешается работа дешифратора DD5, и на индикаторе HG1 высвечивается цифра “2м. Одновременное свечение светодиода «Нарушение правил» и номера игрока на индикаторе HG1 свидетельствует о нарушении правил вторым игроком.

Если в последующем судья все-таки нажмет кнопку «Старт», то состояние триггера DD6.1 и органов индикации не изменится, так как на вход D триггера подан низкий уровень. Для возобновления игры, как и прежде, надо нажать кнопку SB1 «Сброс».

Усовершенствуем игровой автомат, существенно расширив его функциональные возможности. Во-первых, сделаем предъявление светового раздражителя автоматическим и по случайному закону. Во-вторых, с целью оценки психофизиологических особенностей играющих обеспечим измерение времени реакции победителя в каждой попытке. В третьих, обеспечим запоминание результатов игры в цикле из 16 попыток с возможностью воспроизведения (после завершения игрового цикла) результатов каждой попытки. Последняя функция делает игру или психофизиологические исследования полностью автоматизированными, исключая участие судьи или оператора [39].

Конструктивно игровой автомат содержит два блока: игровой блок и блок памяти, передние панели которых изображены на рис.31 а и Э1б. , К игровому блоку подключены четыре пульта играющих, на каедом из которых установлена кнопка реакции. Автомат функционирует по следующему алгоритму. Перед началом игры переключатель режима устанавливают в положение «Испытание». Цифровые индикаторы в блоке памяти гаснут. По нажатию кнопки «Сброс» гаснут все светодиоды на передней панели игрового блока. Затем после отпускания кнопки «Сброс» по случайному закону загорается светодиод «Старт». Задача игроков после загорания светодиода «Старт» возможно быстрее нажать кнопку на своем пульте. В случае удачной попытки на панели игрового блока загорается светодиод, индицирующий игрока-победителя. Если же в какой-то из последующих попыток кто-то из играющих нажмет кнопку на своем пульте в паузе между предъявлениями раздражителя, то загорятся светодиоды «Нарушение правил» и играющего, совершившего ошибку.

6)

Рис. 34. Принципиальная схема игрового автомата «Кто первый»: а игровой блок; б блок памяти

в единичное состояние. Кроме того, высоким уровнем с выхода элемента DD11.1 обнуляются счетчики DD16, DD20, DD24. Низким уровнем с выхода элемента DD11.2 триггеры DD7.2. DD8.1, DD8.2, DD9.1, DD9.2 устанавливаются в нулевое состояние. За счет подачи на входы элемента DD10.1 высоких уровней с инверсных выходов триггеров DD8.1, DD8.2, DD9.1, DD9.2 на выходе элемента формируется низкий уровень. Низким уровнем с выхода элемента DD11.4 осуществляется предустановка счетчика DD3.

Импульсы вспомогательного генератора DD2.1-DD2.3 с частотой несколько килогерц поступают на вход счетчика DD1 с коэффициентом счета 4, многократно его переполняя. Так как на информационные входы счетчика DD3 подается информация D8=0, D4=1, а на входах D1, D2 код изменяется от 00 до 11, то после отпускания кнопки SB1 в счетчик заносится случайный код от 0100 до 0111, и разрешается его работа в счетном режиме. На вычитающий вход счетчика DD3 подаются тактовые импульсы с периодом 1 с. Как только на выходе переноса “£0" счетчика DD3 появится низкий уровень, запускается формирователь импульсов DD4.1 ^ на его выходе генерируется импульс длительностью ти* 800 мс. В течений этого времени горит светодиод HL1 «Старт». Длительность хи не должна превышать 1с максимального времени реакции, регистрируемого устройством. За счет подачи низкого уровня с инверсного выхода формирователя DD4.1 через элементы DD11.3, DD11.4 на вход S счетчика DD3 обеспечивается очередная предустановка счетчика в состояние, при котором его выходной код равновероятно принимает значения от 0100 до 0111. Таким образом, на выходе формирователя DD4.1 генерируется импульс длительностью ти с периодом повторения 4…7 с, и шагом 1 с. Случайность интервала предъявления светового раздражителя обусловлена тем, что частота вспомогательного генератора много выше частоты тактовых импульсов и некратна ей.

За счет подачи высокого уровня на первый и второй входы элемента DD10.2 импульсы с периодом 1 мс с выхода ГГ сразу после загорания светодиода «Старт» начинают поступать через элемент DD10.2 на вход счетчика времени (DD16, DD20, DD24). Начинается отсчет времени. Если в соответствии с условиями игры кто-то из играющих (например, третий) быстрее других среагирует на предъявление светового раздражителя и нажмет кнопку SB4 на своем пульте, то за счет подачи низкого уровня на вход S триггер DD9.1 установится в единичное состояние, и загорится светодиод HL4 « Игр.З». Соответственно, на выходе элемента DD10.1 появится высокий уровень, блокирующий кнопки всех играющих. Последующие нажатия кнопок SB2-SB5 в данной попытке не изменят состояния триггеров DD8, DD9. За счет подачи высокого уровня с выхода элемента DD10.1 на вход элемента DD12.2 на втором входе элемента DD10.2 формируется низкий уровень, блокирующий прохождение импульсов ГТ на вход счетчика времени. Отсчет времени прекращается, и на выходах счетчиков DD16, DD20, DD24 формируется код времени реакции играющего-победителя в данной попытке. Положительным перепадом на выходе элемента DD10.1 запускается формирователь импульсов DD5.2, и на его выходе генерируется короткий импульс положительной полярности. Однако, если это происходит во время импульса на выходе DD4.1, состояние триггера DD7.2 не меняется.

Срезом импульса на выходе Q формирователя DD4.1 запускается

формирователь DD4.2. На выходе Q формируется импульс отрицательной полярности, поступающий на вход W микросхем ОЗУ и обеспечивающий запись в ОЗУ (DD14, DD15) информации с выходов триггеров DD8.1, DD8.2, DD9.1, DD9.2, DD7.2. В ОЗУ DD17, DD21, DD25 заносится код с выходов счетчика времени DD16, DD20, DD24. В течение импульса с выхода DD4.2 обеспечивается индикация результатов попытки на индикаторах HL2-HL6 в игровом блоке. Срезом импульса положительной полярности с выхода Q формирователя DD4.2 запускается формирователь DD5.1, и на его выходе

Q генерируется короткий импульс низкого уровня, который после прохождения через элементы DD11.1 и DD11.2 устанавливает триггеры DD7.2, DD8, DD9 в нулевое состояние. Светодиод HL4 «Игр.З» гаснет. Импульсом положительной полярности с выхода элемента DD11.1 обнуляются счетчики DD16, DD20, DD24. Срезом импульса с прямого выхода формирователя DD5.1 код на выходе счетчика DD6 и адресных входах ОЗУ увеличивается на 1.

Если в одной из последующих попыток кто-то из играющих, например, первый, нажмет кнопку реакции на своем пульте до загорания светодиода HL1 «Старт», то триггер DD8.1 установится в единичное состояние, и загорится светодиод HL2 «Игр.1». На выходе элемента DD10.1 появится высокий уровень, и кнопки всех играющих заблокируются. Низким уровнем на выходе элемента DD12.2 запрещается прохождение импульсов ГТ через элемент DD10.2 на вход счетчика времени. Отсчета времени в этой попытке не происходит. Положительным перепадом напряжения на выходе элемента DD10.1 запускается формирователь DD5.2, и импульс отрицательной полярности с выхода элемента DD12.1 устанавливает триггер DD7.2 в единичное состояние. Загорается светодиод HL6 «Нарушение правил», что учитывая одновременное с этим свечение светодиода HL2 «Игр.1», свидетельствует о нарушении правил первым играющим. Как и в предыдущих попытках, по спаду импульса на прямом выходе формирователя DD4.1

вновь запустится формирователь DD4.2. Импульсом с выхода О этого формирователя информация с выходов триггеров DD7.2, DD8, DD9 и счетчиков DD16, DD20, DD24 запишется в ОЗУ. Срезом импульса с прямого выхода формирователя DD4.2 запустится формирователь DD5.1.Ha его выходе формируется импульс, устанавливающий триггеры DD7.2, DD8, DD9 в нулевое состояние, обнуляющий счетчики DD16, DD20, DD24 и увеличивающий на 1 код счетчика попыток DD6. Светодиоды HL2 и HL6 гаснут. Начинается формирование интервала очередной попытки.

Таким образом, на каждом интервале предъявления светового раздражителя сначала результаты попытки отображаются на светодиодах HL2-HL6, на выходах счетчика времени формируется код времени реакции победителя в данной попытке. Затем эта информация заносится в ОЗУ, после чего блок регистрации устанавливается в исходное состояние, а код счетчика попыток увеличивается на 1.

После 16-й попытки на выходе старшего разряда счетчика DD6 формируется отрицательный перепад напряжения. За счет положительного перепада напряжения на входе С триггера DD7.1 при низком уровне на его

D-входе триггер устанавливается в нулевое состояние. Низким уровнем с выхода триггера DD7.1 блокируется формирователь импульсов DD4.1. Импульсы на выходе ГСИ в последующем не формируются, предъявления светового раздражителя не происходит. Игра завершена.

Для воспроизведения результатов игры в каждой попытке необходимо перевести переключатель SA2 в положение «Просмотр». При этом снимается гашение с дешифраторов DD19, DD22, DD26. За счет подачи высокого уровня на адресный вход мультиплексора DD13 на его выход и адресные входы ОЗУ подается код с выхода переключателя SA1. При изменении положения этого переключателя и подачи кодов от 0000 до 1111, на индикаторах HL7-HL11, HG1-HG3 будут индицироваться результаты игры в каждой попытке.

Аппаратные затраты в рассмотренной схеме можно несколько уменьшить, реализовав дешифраторы в измерителе времени реакции на ПЗУ К155 РЕЗ. В этом случае можно исключить инверторы DD18, DD23. Коды программирования ПЗУ приведены в табл. 14.

Таблица 14

Ад

рес

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

А

В

С

D

Е

F

0

FF

FF

FF

FF

FF

FF

90

80

F8

82

92

99

ВО

А4

F9

СО

1

FF

FF

FF

FF

FF

FF

FF

FF

FF

FF

FF

FF

FF

FF

FF

FF

Следует отметить, что рассмотренный игровой автомат можно использовать и для проведения психофизиологических исследований скорости реакции на одиночный световой раздражитель. В этом случае к автомату подключается только один пульт пульт испытуемого. В процессе испытаний автоматически регистрируются удачные попытки и ошибки, измеряется время реакции на световой раздражитель в удачных попытках. После завершения испытаний фиксируют результаты и проводят их статистическую обработку.

Источник: Фромберг Э. М., Конструкции на элементах цифровой техники. М.: Горячая линия-Телеком, 2002. 264 с.: ил. (Массовая радиобиблиотека; Вып. 1249).

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты