Игровой автомат «Волейбол»

September 16, 2012 by admin Комментировать »

Автомат представляет собой увлекательную игру, позволяющую оценивать внимание, координацию выполняемых действий и скорость реакции на одиночный световой раздражитель. Общий вид игрового поля верхней панели устройства изображен на рис. 42. На каждой площадке расположены три кнопки приема мяча («1», «2», «3») и кнопка «Передача», три светодиодных индикатора попадания «мяча» в определенную зону площадки. Органы управления судьи включают кнопки «Сброс», «Подача» и переключатель темпа игры В принципе функции судьи может выполнять один из соперников. Кроме того, имеются два цифровых индикатора счета игры и светодиодные индикаторы выигрыша очка каждым из играющих.

После нажатия на кнопку «Сброс» табло высвечивает счет 0:0. Переключателем “»->" задают темп игры (время, в течение которого игрок должен «принять мяч» на своей площадке и передать его на площадку противника). После нажатия на кнопку «Подача» гаснут светодиодные индикаторы на каждой площадке, а также светодиоды, индицирующие выигрыш очка (если они были включены), и через несколько секунд происходит случайное

Рис. 42. Передняя панель игрового автомата «Волейбол» 70

вбрасывание «мяча» в произвольную зону игрового поля. Тот играющий, на площадку которого вброшен «мяч», должен нажатием наодну из кнопок «1», «2» или «3», соответствующую этой зоне, выполнить прием «мяча», а затем, не отпуская кнопки приема, нажатием на кнопку «Передача» послать мяч на площадку противника.

Если играющий выполнит действия в указанной последовательности и в течение времени, заданного переключателем темпа игры, то «мяч» окажется на площадке соперника в одной из трех зон, что проиндицирует соответствующий светодиод. Задача второго играющего аналогична. Игра продолжается до тех пор, пока один из играющих не нарушит правила игры (ошибется в последовательности нажатий или превысит время, отведенное ему для приема и передачи мяча). В этом случае включится светодиод, свидетельствующий о выигрыше очка соперником, и показания индикатора счета увеличатся на 1.

После выигрыша очередного очка необходимо снова нажать на кнопку «Подача». Игра продолжается до 15 очков. Когда показания цифрового индикатора превышают 9, то включается запятая и цифра, соответствующая числу единиц (например, показания “3,” означают “13 “).

После победы одного из «волейболистов» для возобновления состязаний следует последовательно нажать на кнопки «Сброс» и «Подача». Изменить темп игры можно как перед началом игры, так и перед очередной подачей.

Функциональная схема игрового автомата изображена на рис. 43. Она содержит тактовый генератор ГТ, реле времени РВ, генератор случайных импульсов ГСИ и два идентичных блока, каждый из которых содержит элемент И-НЕ, двухвходовые и четырехвходовые элементы ИЛИ, регистр RG, таймер G, логическое устройство ЛУ, формирователь импульсов F, триггер Т, счетчик СТ и блок индикации счета БИ. Каждый играющий управляет тремя кнопками приема мяча (SB2-SB4, SB7-SB9) и кнопкой передачи мяча (SB5, SB10) на площадку соперника [42, 43].

Перед началом игры судья или один из играющих нажатием на кнопку SB6 «Сброс» обнуляет показания счетчиков СТ1 и СТ2, и на табло блоков индикации БИ1 и БИ2 высвечиваются нулевые показания. После нажатия на кнопку SB1 «Подача» триггеры Т1 и Т2 устанавливаются в нулевое состояние, светодиоды HL4 и HL8 гаснут. Одновременно подачей низкого уровня на R-вход регистров RG1 и RG2 они обнуляются, и индикаторы игровой ситуации HL1-HL3, HL5-HL7 гаснут.

Тактовый генератор формирует прямоугольные импульсы со скважностью 2, которые запускают генератор случайных импульсов ГСИ. На трех его выходах поочередно появляются прямоугольные импульсы со скважностью 3, подаваемые на информационные входы регистров RG1 и RG2. Нажатием на кнопку «Подача» запускается также реле времени, и через несколько секунд на его выходе формируется одиночный короткий импульс, поступающий на вход первого и второго элементов И-НЕ. Если этот импульс совпал по времени с тактовым импульсом высокого уровня, то короткий импульс низкого уровня поступает на вход синхронизации регистра RG1, в результате на игровом поле первого играющего включится один из светодиодов HL1-HL3. Одновременно запускается таймер G1. Задача пер

вого играющего нажать на одну из кнопок приема мяча SB2-SB4, соответствующую включенному светодиоду, а затем, не отпуская кнопку приема, нажать на кнопку передачи SB5 и выполнить BGe это в течение заданного времени х (длительности импульса таймера G1). Логическое устройство ЛУ1 определит, справился ли первый играющий со своей задачей. До выполнения задания на обоих выходах логического устройства формируется высокий уровень. Если «прием мяча» выполнен верно, состояние логического устройства не изменяется. Если передача мяча выполнена в срок и безошибочно, то высокий уровень на втором выходе логического устройства сменится на низкий.

Отрицательный перепад напряжения на втором выходе ЛУ1 запускает формирователь F1, короткий импульс с его выхода проходит через первый элемент ИЛИ и обнуляет регистр RG1. Светодиоды HL1-HL3 гаснут. Таймер G1 установливается в исходное состояние. Кроме того, импульс с выхода формирователя F1, проходит через четвертый элемент ИЛИ, запускает таймер G2, и в регистр RG2 заносится случайный код с выхода генератора случайных импульсов. Включается один из светодиодов HL5-HL7, свидетельствующий о том, что «мяч» попал на площадку второго играющего, и теперь ему нужно его принять, а затем передать на площадку соперника. Эти циклы повторяются до тех пор, пока один из «волейболистов» не совершит ошибку.

Ошибками считаются: нажатие кнопки приема, не соответствующей зоне площадки, в которой находится «мяч»; нажатие кнопки приема с опережением, т. е. до того, как «мяч» появился на площадке; нажатие кнопки «Передача» при отпущенной кнопке приема; верное нажатие кнопок приема и передачи, но с опозданием, т.е. после окончания импульса таймера.

Если ошибку совершил первый игрок, то на первом выходе логического устройства ЛУ1 формируется низкий уровень, триггер Т1 устанавливается в единичное состояние и включается светодиод HL4 «Выигрыш 2», свидетельствующий о выигрыше очка вторым игроком. На входе С счетчика СТ1 формируется отрицательный перепад напряжения, и код на выходе счетчика увеличивается на 1. Одновременно на 1 увеличиваются показания индикатора БИ1. Низкий уровень с инверсного выхода триггера Т1 через первый и третий элементы ИЛИ обнуляет регистры RG1 и RG2 и устанавливает таймеры G1 и G2 в исходное состояние. Индикаторы HL1-HL3, HL5HL7 гаснут, начинается розыгрыш нового очка, для чего надлежит вновь нажать на кнопку «Подача». При ошибке второго играющего включается светодиод HL8 «Выигрыш 1» и на 1 увеличиваются показания индикатора БИ2.

В остальном циклы игры аналогичны описанному. Если при «подаче» импульс на выходе РВ совпадает с тактовым импульсом низкого уровня, то «вбрасывание» происходит на площадку второго играющего. Игра продолжается до тех пор, пока один из играющих не наберет 15 очков. Для начала новой партии необходимо нажать на кнопку «Сброс», после чего индикаторы счета обнуляются, и игра возобновляется.

Принципиальная схема игрового автомата изображена на рис. 44. Тактовый генератор собран на элементах DD1.1-DD1.4 и счетном триггере DD3.1, скважность импульсов на выходе которого равна 2. Генератор слу

чайных импульсов реализован на счетчике DD4 и элементе DD7.2, а реле времени на одновибраторах DD2.1 и DD2.2. Регистры отображения игровой ситуации выполнены на микросхемах DD8 и DD17, а таймеры на одновибраторах DD9.1, DD9.2. Переключателем SA1 изменяется длительность импульсов на выходе таймеров, определяющих допустимое время приема «мяча» и передачи его на площадку соперника. Логические устройства ЛУ1 и ЛУ2 реализованы на ПЗУ DD13 и DD21, а формирователи импульсов F1 и F2 на триггерах DD15.2, DD14.2 и DD23.2, DD22.2, соответственно. На микросхемах DD10 и DD18 выполнены счетчики ошйбок, блоки индикации содержат* дешифраторы на ПЗУ DD11 и DD19, а также цифровые индикаторы HG1 и HG2.

Устройство работает следующим образом. По нажатию кнопки SB6 «Сброс» обнуляются счетчики DD10 и DD18, а на индикаторах счета HG1 и HG2 высвечиваются нулевые показания. Затем судья нажимает на кнопку SB1 «Подача», при этом низкий уровень через элементы DD6.2 и DD6.3 подается на входы R регистров DD8, DD17, устанавливая их в нулевое состояние. Светодиоды HL1-HL3, HL5-HL7 гаснут. Этим же низким уровнем триггеры DD14.1 и DD22.1 устанавливаются в нулевое состояние, и высоким уровнем с их выходов блокируются ПЗУ DD13, DD21. На выходах ПЗУ формируются высокие уровни, триггеры DD15.1, DD23.1 устанавливаются в нулевое состояние. Светодиоды выигрыша HL4 и HL8 гаснут. Кроме того, нажатием кнопки «Подача» запускается формирователь DD2.1 и на его выходе генерируется импульс отрицательной полярности длительностью 4…5 с. Положительным перепадом этого импульса запускается одновибратор DD2.2, и на его выходе формируется импульс положительной полярности длительностью менее 1 мс. В зависимости от уровней напряжения на выходе триггера DD3.1 происходит «вбрасывание мяча» на площадку одного из игроков. Если, например, в момент формирования указанного импульса на инверсном выходе триггера DD3.1 был высокий уровень напряжения, то импульс низкого уровня через элемент DD6.1 подается на вход С регистра DD8 и вход запуска формирователя импульсов DD9.1. В регистр DD8 запишется случайный код с выхода ГСИ, и равновероятно загорится один из светодиодов HL1-HL3. На выходе ждущего мультивибратора DD9.1 формируется имлульс высокого уровня, длительность которого равна допустимому времени реагирования. По фронту тактового импульса с выхода элемента DD7.3 триггер DD14.1 устанавливается в единичное состояние, и низким уровнем с его выхода разрешается выборка кристалла ПЗУ DD13. Триггер DD14.1 включен по схеме «защелка», он будет находиться в единичном состоянии до тех пор, пока на его R-вход не поступит низкий уровень напряжения. Если теперь первый игрок успешно выполнит прием «мяча» (нажатием одной из кнопок SB2-SB4, соответствующей горящему светодиоду HL1-HL3), а затем и передачу мяча на площадку противника (нажатием кнопки SB5, не отпуская кнопку приема «мяча»), то по фронту тактового импульса с выхода “1” счетчика DD4 информация о состоянии кнопок SB2-SB5 запишется в регистр DD12, при этом обеспечивается защита от «дребезга» контактов указанных кнопок. На выходах ПЗУ формируется код 01. По срезу тактового импульса с выхода “1” счетчика DD4 низкий уровень с выхода Q2 ПЗУ запишется в триггер DD15.2, который также включен по схеме «защелка». На инверсном выходе триггера DD15.2 формируется положительный перепад напряжения, по которому триггер DD14.2 установится в единичное состояние, так как на его D-вход подан высокий уровень. Как только напряжение на выходе элемента DD7.3 примет низкий уровень, триггер DD14.2 вновь установится в нулевое состояние. Таким образом, на его выходе в случае удачных действий первого игрока формируется импульс низкого уровня длительностью, равной половине периода тактовых импульсов. Импульс отрицательной полярности с выхода триггера DD14.2 через элементы DD16.2 и DD6.2 поступает на R-входы регистра DD8, формирователя импульсов DD9.1, триггера DD14.1. В результате светодиоды HL1-HL3 гаснут, напряжение на выходе DD9.1 принимает низкий уровень. Триггер DD14.1 устанавливается в нулевое состояние. Высоким уровнем с его выхода блокируется логическое устройство на ПЗУ DD13. Кроме того, импульс низкого уровня с выхода DD14.2 через элемент DD16.4 поступает на вход С регистра DD17 и вход запуска формирователя DD9.2. По аналогии с вышеизложенным загорается один из светодиодов HL5-HL7, запускается формирователь DD9.2, разрешается работа ПЗУ DD21. В случае ошибки второго игрока на выходе ПЗУ DD21 формируется код 10. Низким уровнем с выхода Q1 ПЗУ триггер DD23.1 устанавливается в единичное состояние, загорается светодиод HL8 «Выигрыш 1», на 1 увеличиваются выходной код счетчика DD18 и показания индикатора HG2. Низким уровнем с инверсного выхода триггера DD23.1 через элементы DD16.1-DD16.3, DD6.2 и DD6.3 обнуляются регистры DD8, DD17, блокируются формирователи импульсов DD9.1 и DD9.2, устанавливаются в нулевое состояние триггеры DD14.1, DD22.1, запрещается работа ПЗУ DD13, DD21, на их выходах формируются высокие уровни. Розыгрыш очка завершен. Судья должен вновь выполнить «подачу» нажатием кнопки SB1, после чего «мяч» окажется на площадке одного из игроков.

В остальном устройство функционирует в соответствии с описанием функциональной схемы.

В заключение представим таблицы программирования ПЗУ, используемых в игровом автомате. В табл. 16 приведены коды для ПЗУ DD13, DD21, используемых в качестве логических устройств, а в табл. 17 для ПЗУ DD11 и DD19, используемых в качестве дешифраторов блоков индикации.

Таблица 16

Адрес

16-ричный

78

АА

Β1

DC

ЕА

F1

F9

FA

FC

Остальные

Код выходной 16-ричный

3

1

1

1

3

3

3

3

3

3

2

Таблица 17

Адрес

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

А

В

С

О

Е

F

0

СО

F9

А4

ВО

99

92

82

F8

80

90

40

79

24

30

19

12

Остальные FF

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