Игровой автомат «Охота»

September 10, 2012 by admin Комментировать »

Игровой автомат предназначен для выявления играющего с наилучшим цветовосприятием и более быстрой реакцией на одиночный световой раздражитель.

На передней панели автомата (рис. 52) нанесены изображения десяти животных, выполненные пятью цветами (по две фигуры каждого цвета). В центре каждой фигуры находится светодиод-мишень. На панели расположены также пять кнопочных переключателей пяти цветов, которыми выполнены фигуры животных. После запуска устройства светодиоды-мишени загораются по случайному закону, причем время свечения мишеней каждого цвета различно. Задача играющего во время свечения мишени определенного цвета нажать на кнопочный переключатель того же цвета. В случае удачной попытки играющий получает от 1 до 5 очков (тем больше, чем меньше времени отводилось ему для поражения мишени). Если же играющий нажмет переключатель другого цвета или при нажатии нужного переключателя сделает это с опозданием, или не произведет «выстрела» на интервале предъявления мишени, то он штрафуется от 1 до 5 очков (тем больше, чем большее время предоставлялось для поражения мишени). В цикле игры предъявляются 16 мишеней, которые играющий может «поразить». Побеждает тот из играющих, который наберет большее количество

очков в цикле игры. Так как в процессе игры число «премиальных» очков, полученных играющим в удачных попытках, может оказаться меньше числа «штрафных» очков, то играющий, как и в рассмотренном ранее автомате «Тир», начинает игру, имея фиксированное число очков (в нащем случае 128), которое может увеличиваться и уменьшаться в процессе игры.

Функциональная схема игрового автомата [46] приведена на рис. 53. Устройство работает следующим образом. Перед началом игры нажимают кнопку «Сброс». При этом обнуляется счетчик СТ2 и низким уровнем с его выхода разрешается работа генератора случайных чисел (ГСЧ). Триггер Т4 устанавливается в нулевое состояние, а регистр RG обнуляется. Высокий уровень с инверсного выхода триггера Т4 через второй элемент ИЛИ подается на вход А8 АЛУ. На входы А1-А7 с выхода регистра RG подается нулевой код. Таким образом, на входы А1-А8 АЛУ первоначально подается двоичный код десятичного числа 128.

На выходах генератора случайных чисел формируется следующая информация. На первом выходе формируется случайный двоичный код от 0000 до 1001. На втором выходе формируются импульсы длительностью примерно 5 мс с периодом около 2 с, а на третьем импульсы с периодом примерно 50 мс (рис. 54). На выходе кодировщика CD1 формируется четырехразрядный двоичный код длительности свечения индикатора. Длительность х импульсов предъявления мишени-раздражителя изменяется в пределах 250…450 мс с шагом 50 мс. Десятичный эквивалент кода на выходе кодировщика CD1 изменяется таким образом в пределах 5…9 с шагом 1. По приходу импульса со второго выхода ГСЧ на вход S предустановки счетчика СТ1 в него равновероятно заносится двоичный код десятичных чисел от 5 до 9. Одновременно триггеры Т1, Т2, ТЗ устанавливаются в нулевое состояние. Низким уровнем с выхода триггера Т1 разрешается работа дешифратора DC1, в результате светится один из светодиодов HL1HL10, код которого сформирован на выходе генератора случайных чисел. Импульсами с третьего выхода ГСЧ выходной код счетчика СТ1 монотонно уменьшается до 0, после чего через Интервал времени х1 на выходе переполнения счетчика “<0” появляется импульс отрицательной полярности, переключающий триггер Т1 в единичное состояние. Подачей высокого уровня на вход V дешифратора DC1 индикатор-мишень гасится. Таким образом, время свечения мишени в первой попытке равно τ<\. Как уже отмечалось выше, во время свечения мишени игрок должен нажать кнопку такого же цвета, что и мишень. Если ни одна из кнопок на пульте играющего не нажата, то на первом выходе кодировщика CD2 формируется низкий, а на втором высокий уровень напряжения. Если во время предъявления первой мишени в момент ti играющий нажал кнопку нужного цвета, то на первом выходе кодировщика CD2 формируется высокий уровень, а уровень на втором выходе CD2 не изменится. По фронту следующего за моментом ti импульса с третьего выхода ГСЧ триггер Т2 установится в единичное состояние. Перепадом напряжения на прямом выходе триггера Т2 триггер ТЗ устанавливается в единичное состояние, так как на его D-вход подан высокий уровень. Отрицательным перепадом с инверсного выхода триггера ТЗ запускается формирователь F, и на его выходе формируется импульс положительной полярности.

В случае ошибки (если игрок во второй попытке в момент k нажал кнопку другого цвета, чем предъявленная мишень) напряжение на втором выходе кодировщика CD2 принимает низкий уровень, а на первом выходе остается низкий уровень. Состояние триггера Т2 при этом не меняется. Низким уровнем с выхода первого элемента ИЛИ триггер ТЗ переключается в единичное состояние, в результате чего и в этом случае запускается формирователь импульсов F.

Если играющий в третьей попытке не успеет нажать кнопку на пульте во время интервала хз свечения мишени, ему также засчитывается ошибка. В этом случае (по окончанию импульса длительностью хз) импульсом низкого уровня с выхода переноса счетчика СТ1 триггер ТЗ устанавливается в единичное состояние и, как и в предыдущих случаях, запускается формирователь F. Как следует из вышеизложенного, единичное состояние триггера Т2 во время появления импульса на выходе формирователя F свидетельствует об удачной попытке играющего, нулевое состояние об ошибке.

В случае удачной попытки игрок получает премиальные очки, в случае ошибки штрафные. Поэтому при единичном состоянии триггера Т2 на входы S АЛУ подается код операции А+В, а при нулевом состоянии триггера Т2 код операции A-В. В зависимости от кода на входах Т’-“4” кодировщика CD3 и уровня напряжения на входе “5” этого кодировщика на его выходах формируется код числа очков, который либо складывается с кодом на входах А арифметическо-логического устройства в случае удачной попытки, либо вычитается из этого кода в случае ошибки.

В первой попытке, таким образом, на входах АПУ в момент ti нажатия играющим кнопки того же цвета, что и мишень, формируется следующая информация: на входах А код числа 128, на входах В код числа премиальных очков (от 1 до 5 в зависимости от цвета предъявленной мишени), на входах S код 1001 операции А+В. Код результата выполненной операции формируется на выходах АПУ и по фронту импульса на выходе формирователя F переписывается в регистр RG. Этим же фронтом триггер Т4 перебрасывается в единичное состояние, и в дальнейшем его состояние не меняется. Срезом импульса формирователя код счетчика попыток СТ2 увеличивается на 1. На цифровых индикаторах высвечивается результат первой попытки.

В начале каждой попытки устройство приводится в исходное состояние импульсом со второго выхода генератора случайных чисел. При этом триггер Т1 устанавливается в нулевое состояние и загорается светодиодмишень, осуществляется предустановка счетчика СТ1 и начинается формирование интервала предъявления мишени, триггеры Т2 и ТЗ устанавливаются в нулевое состояние. В последующем при каждой очередной попытке на входы А АЛУ подается результат предыдущей попытки, на входы В код премиальных или штрафных очков, на входы S коды операций А+В или A-В в зависимости от действий игрока в этой попытке.

После каждой попытки код с выхода АПУ записывается в регистр RG и число очков индицируется на индикаторах HG1-HG3. Кроме того, код на выходе счетчика попыток каждый раз увеличивается на 1. После шестнадцатой попытки на выходе старшего разряда счетчика СТ2 формируется высокий уровень, блокирующий генератор случайных чисел. В последующем

а)

Рис 55 (окончание) Принципиальная схема игрового автомата «Охота»: а игровой блок; б арифметико-логический блок и блок индикации

предъявления мишеней не происходит, и результаты на индикаторе очков не меняются. Игра закончена. Для ее возобновления необходимо нажать кнопку «Сброс».

Принципиальная схема игрового автомата «Охота» изображена на рис. 55. Генератор случайных чисел содержит два тактовых генератора: ГТ1 на частоту около 1 Гц (элементы DD1.1, DD2.1, DD2.2) и ГТ2 на частоту около 100 Гц (элементы DD1.2, DD2.3, DD2.4). Кроме того, ГСЧ содержит логический элемент DD5, триггеры DD4.1, DD 4.2 счетчики DD6, DD8 и регистр DD9.

Арифметическо-логический блок содержит АЛУ на микросхемах DD18, DD19, регистр DD21, триггер DD17.1, элементы DD20.1, DD20.2. Цифровой индикатор очков содержит три семисегментных индикатора HG1-HG3.

Устройство работает следующим образом. Перед началом игры нажимают на кнопку SB6 «Сброс». При этом обнуляется счетчик DD14, триггеры DD13.2 и DD17.1 устанавливаются в нулевое состояние, обнуляется регистр DD21. Высоким уровнем с инверсного выхода триггера DD13.2 разрешается работа генераторов ГГ 1 и ГТ2. Низкий уровень с выхода триггера DD17.1 подается на вход элемента DD20.2, и на его выходе формируется высокий уровень. Таким образом, на входы А АЛУ (DD18, DD19) подается двоичный код числа 128. Код с выхода регистра DD21 подается на дешифраторы DD22-DD24. На индикаторах HG1-HG3 индицируется трехразрядное десятичное число, двоичный код которого формируется на выходе регистра DD21. В начальный момент (после нажатия кнопки «Сброс») на цифровых индикаторах индицируются нулевые показания.

Рассмотрим работу генератора случайных чисел. Временные диаграммы напряжений на элементах ГСЧ приведены на рис. 56. Импульсы с выхода ГТ2 через элемент DD5 подаются на вход двоично-десятичного счетчика DD6, многократно его переполняя. После появления низкого уровня на выходе генератора ГТ1 по фронту первого, следующего за этим импульса с генератора ГТ2, триггер DD4.1 устанавливается в нулевое состояние. На его инверсном выходе формируется положительный перепад напряжения, устанавливающий триггер OD4.2 в единичное состояние (так как D=1). При поступлении низкого уровня с выхода ГТ2 на R-вход триггера D04.2, он устанавливается в нулевое состояние. Таким образом, на прямом выходе триггера DD4.2 формируется импульс положительной полярности, длительность которого равна половине периода импульсов ГТ2. Фронтом этого импульса в регистр DD9 заносится случайный двоичный код от 0000 до 1001. Случайность кода, во-первых, обусловлена тем, что частоты ГТ1 и ГТ2’некратны. Кроме того, ко входам элемента DD5 подключены контакты кнопок SB1-SB5. За счет «дребезга» контактов при нажатии любой из пяти кнопок код на выходе счетчика DD6 становится случайным. На выходе ПЗУ DD12 формируется четырехразрядный двоичный код длительности свечения светодиода-мишени. Время предъявления мишени, как сказано выше, изменяется от 250 до 450 мс с шагом 50 мс. Коды программирования ПЗУ DD12 приведены в табл. 21.

Рис. 56. Временные диаграммы напряжений на элементах ГСЧ

Ад

рес

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

А

В

с

D

Е

F

0

05

05

06

06

07

07

08

08

09

09

FF

FF

FF

FF

FF

FF

1

FF

FF

FF

FF

FF

FF

FF

FF

FF

FF

FF

FF

FF

FF

FF

FF

Из таблицы видно, что десятичный эквивалент двоичного кода на выходе ПЗУ изменяется от 5 до 9 с шагом 1. Импульсом отрицательной полярности с инверсного выхода триггера DD4.2 триггеры DD13.1, DD7.1, DD7.2 устанавливаются в нулевое состояние, а в счетчик DD11 заносится квазислучайный код от 0101 до 1001 с выхода ПЗУ DD12. Код с выхода регистра DD9 подается на входы дешифратора DD15. Низким уровнем с выхода триггера DD13.1 разрешается работа дешифратора DD15, и на одном из десяти его выходов появляется низкий уровень. В результате загорается один из светодиодов-мишеней HL1-HL10. На счетчике DD8 собран делитель частоты на 5. В результате на его выходе формируются импульсы с периодом, примерно равным 50 мс, поступающие на вычитающий вход счетчика DD11. Как следствие, выходной код счетчика монотонно уменьшается до нуля, после чего на выходе “< (Г формируется импульс отрицательной полярности. Триггер DD13.1 переключается в единичное состояние, высоким уровнем с его выхода блокируется дешифратор DD15, и на его выходах формируются высокие уровни. В результате горящий до этого светодиод-мишень гаснет. Так как в счетчик заносятся коды от 5 до 9, а период тактовых импульсов составляет 50 мс, то время предъявления мишени изменяется в пределах 250…450 мс с шагом 50 мс.

При ненажатых кнопках на пульте играющего на первом выходе ПЗУ DD3 формируется низкий, а на втором выходе высокий уровень. Если во время предъявления мишени играющий нажмет кнопку того же цвета, как и предъявляемая мишень, то на обоих выходах ПЗУ формируются высокие уровни. Фронтом очередного импульса с выхода делителя частоты триггер DD7.1 устанавливается в единичное состояние. Триггер DD7.2 также устанавливается в единичное состояние, и на его инверсном выходе формируется отрицательный перепад напряжения, запускающий формирователь DD10.1. На выходе DD10.1 формируется короткий импульс положительной полярности.

В случае ошибки играющего, если он нажмет во время предъявления мишени кнопку другого цвета, чем мишень, на обоих выходах ПЗУ D3 формируются низкие уровни. Низкий уровень со второго выхода ПЗУ через элементы DD1.3, DD2.5 подается на вход S триггера DD7.2, устанавливая его в единичное состояние. Отрицательным перепадом на инверсном выходе триггера DD7.2 вновь запускается формирователь DD10.1.

Если за время предъявления мишени играющий не успел нажать ни на одну из кнопок SB1-SB5 на своем пульте, то код на выходе ПЗУ DD3 не меняется. Соответственно, не изменяется и состояние триггера DD7.1. Из сказанного нетрудно видеть, что шестнадцатеричный код “03” формируется на выходах ПЗУ DD3 по следующим адресам:0Р8, 0F9, 176, 177, 1В4, 1В5, 1D2, 1D3, 1Е0, 1Е1. Код “02й на выходе этого ПЗУ формируется в области

памяти с адресами от 1F0 до 1F9. По остальным адресам в ПЗУ записан код “00”. При формировании импульса низкого уровня на выходе переполнения счетчика DD11 триггер DD7.2 устанавливается в единичное состояние за счет подачи низкого уровня с выхода счетчика через элементы DD1.3, DD2.5 на S-вход. Отрицательным перепадом на выходе триггера DD7.2 запускается формирователь DD10.1.

Из вышеизложенного следует, что формирователь DD10.1 запускается в каждой попытке, независимо от действий играющего. Если импульс на выходе DD10.1 формируется, когда триггер DD7.1 находится в единичном состоянии, то попытка считается удачной. Если же импульс на выходе формирователя DD10.1 появляется, когда триггер DD7.1 находится в нулевом состоянии играющему засчитывается ошибка. Поэтому выходы триггера DD7.1 подключены ко входам Р, S АЛУ (DD18, DD19), а информация на выходах триггера определяет вид выполняемой АЛУ операции. Так, когда триггер DD7.1 находится в единичном состоянии, на входы Р, S АЛУ подается код 11001, что соответствует операции А+В. Играющий в этом случае получает премиальные очки за удачную попытку. При нулевом состоянии триггера DD7.1 на входы Р, S АПУ подается код 00110, соответствующий операции A-В. Игрок в этом случае наказывается штрафными очками.

В зависимости от кода на выходе регистра DD9 и уровня напряжения на инверсном выходе триггера DD7.1 на выходе ПЗУ DD16 формируется код премиальных или штрафных очков в соответствии с табл. 22.

Таблица 22

Ад

рес

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

А

В

с

D

Е

F

0

05

05

04

04

03

03

02

02

01

01

00

00

00

00

00

00

1

01

01

02

02

03

03

04

04

05

05

00

00

00

00

00

00

Эта таблица составлена из условия, что светодиоды HL1 и HL2, HL3 и HL4, HL5 и HL6, HL7 и HL8, HL9 и HL10 расположены попарно в мишенях одинакового цвета.

Рассмотрим, как регистрируются результаты игры, начиная с первой попытки. Как уже отмечалось выше, после нажатия кнопки SB6 «Сброс» на входы А АЛУ (DD18, DD19) подается двоичный код числа 128. Предположим, что в соответствии с рис. 55 первая попытка была удачной, и играющий во время предъявления мишени нажал кнопку того же цвета, что и мишень. Тогда на входы В DD18 с выхода ПЗУ DD16 подается код премиальных очков. На входы S АЛУ DD18 и DD19 подается код 1001, а на вход Р DD18 высокий уровень. В результате на выходах АЛУ формируется код числа А+Вг Фронтом импульса с выхода формирователя DD10.1 выходной код АЛУ переписывается в регистр DD21, преобразуется дешифраторами DD22-DD24, и на индикаторах HG1-HG3 высвечивается результат первой попытки (например, число 131 в случае получения трех премиальных очков). Этим же фронтом импульса с выхода DD10.1 триггер DD17.1 устанавливается в единичное состояние* и в последующем не изменяет его до окончания игры. При этом на вход А4 DD19 теперь подается уровень, который формируется на выходе “8” регистра DD21. И, наконец, по срезу импульса с выхода DD10.1 выходной код счетчика DD14 увеличивается на 1 и становится равным 0001. В начале очередного отрицательного полупериода напряжения на* выходе ГТ1 на инверсном выходе триггера DD4.2 вновь формируется импульс отрицательной полярности, обеспечивающий установку триггеров DD13.1, DD7.1 и DD7.2 в нулевое состояние. В регистр DD9 вновь заносится случайный код от 0000 до 1001, и в результате светится один из светодиодов HL1-HL10 в течение 250…450 мс (в зависимости от цвета мишени). В последующих попытках на входы А АПУ подается результат предыдущей попытки, на входы В код премиальных или штрафных очков, на входы Р, S коды операций А+В (в случае удачной попытки) или А-В ( в случае нажатия кнопки другого цвета, чем мишень, либо при отсутствии реакции во время свечения мишени). После каждой попытки код счетчика DD14 увеличивается на 1. После шестнадцатой попытки на выходе старшего разряда счетчика DD14 формируется отрицательный перепад напряжения. В результате триггер DD13.2 переключается в единичное состояние и низким уровнем с его инверсного выхода блокируются генераторы ГТ1 и ГТ2. Предъявление светодиода-мишени прекращается, а на индикаторах HG1-HG3 индицируется результат игры. Для возобновления игры следует нажать кнопку SB6 «Сброс».

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