Игровой автомат «Тир»

October 9, 2012 by admin Комментировать »

Автомат позволяет реализовать один из вариантов игры, результат которой зависит от скорости реакции игрока на одиночный световой раздражитель.

На передней панели игрового автомата (рис. 48) расположены светодиод «Мишень», кнопки «Сброс», «Выстрел» и трехразрядный цифровой индикатор количества набранных очков.

Суть игры заключается в следующем. Периодически по случайному закону предъявляется «мишень». Время свечения светодиода в каждой попытке постоянно. Задача игрока после предъявления мишени возможно быстрее произвести «выстрел» (нажать на кнопку «Выстрел»). Если игроку удалось это сделать во время свечения светодиода «Мишень», то в зависи

Рис. 48. Передняя панель игрового автомата «Тир»

мости от скорости реакции он получает от 1 до 5 премиальных очков. Если же «выстрел» произведен после того, как мишень погасла, то, в зависимости от времени опоздания, игрок штрафуется на 1…5 очков. За однократное предъявление мишени игрок может «поразить» ее только один раз, последующие удачные выстрелы не засчитываются. Число «промахов» не ограничивается. Если в интервале между следующими друг за другом предъявлениями мишени игрок не произведет выстрела, то он также штрафуется 5 очками. Цикл игры содержит 16 попыток. Побеждает игрок, набравший максимальное число очков.

Так как количество штрафных очков может в процессе игры превысить число премиальных очков, то в начале игры игрок получает стартовые 128 очков, с которых он и начинает игру. В рассматриваемом игровом автомате установлены следующие критерии оценки результатов игры в зависимости от времени реакции:

менее 200 мс 5 премиальных очков;

200..                 .250       мс 4 премиальных очка;

250..                       .300мс            3 премиальных очка;

300..                .350        мс 2 премиальных очка;

350..                .400        мс 1 премиальное очко;

400..                       .450мс            0 очков;

450..                 .500       мс 1 штрафное очко;

500..                .550        мс 2 штрафных очка;

550..                       .600мс            3 штрафных очка;

600..                 .650       мс 4 штрафных очка;

более 650 мс 5 штрафных очков.

Функциональная схема игрового автомата изображена на рис. 49 [45]. Устройство содержит:

–        генераторы тактов (ГТ) и случайных интервалов (ГСИ);

–        формирователь F импульсов «Выстрел»;

–        формирователь импульса предъявления мишени на триггере Т2;

–         арифметическо-логический блок, реализующий описанный выше алгоритм игры. Блок включает счетчик СТ2, кодировщик CD, арифметическо-логическое устройство АЛУ, регистр RG, триггер ТЗ, второй элемент ИЛИ;

–        счетчик СИ количества попыток (предъявлений мишени);

–        блок индикации количества набранных очков, содержащий дешифратор DC и три цифровых индикатора.

Автомат работает следующим образом. Перед началом игры нажимают кнопку «Сброс». При этом триггер ТЗ устанавливается в нулевое состояние, регистр RG обнуляется, на индикаторе очков высвечиваются нулевые показания. На входы А1-А7 АЛУ подается нулевой код, а на вход А8 через элемент ИЛИ2 с выхода триггера ТЗ высокий уровень. Таким образом, на входы А1-А8 АЛУ в начальный момент подается двоичный код числа 128. Кроме того, по нажатию кнопки «Сброс» триггер Т2 устанавливается в единичное состояние и светодиод «Мишень» гаснет, счетчик СТ1 обнуляется. Низким уровнем с выхода старшего разряда этого счетчика разрешается работа ГТ и ГСИ. Период импульсов на выходе ГТ составляет около 25 мс. На выходе ГСИ формируются короткие отрицательные импульсы с квазислучайным периодом повторения, составляющим 4, 5 или 6 с равновероятно. Первым же импульсом с выхода ГСИ обнуляется счетчик СТ2, формирователь импульсов F1 устанавливается в исходное состояние, а триггер Т2 в нулевое состояние. Загорается светодиод «Мишень». Импульсы с выхода ГТ поступают на вход счетчика СТ2, и код на его выходе монотонно возрастает. В зависимости от выходного кода счетчика СТ2 изменяется код на выходах кодировщика CD. В частности, на выходах “Γ-“3” CD формируется трехразрядный двоичный код премиальных и штрафных очков. На выходе “4м формируется импульс длительностью 25 мс через 2 с после загорания светодиода «Мишень», а на выходе “5” импульс длительностью 25 мс через 450 мс после предъявления мишени. С выходов триггера Т2 на входы S АЛУ при светящемся индикаторе «Мишень» подается код 1001, при котором АЛУ выполняет арифметическую операцию А+В. Код премиальных очков на выходе кодировщика меняется в зависимости от временного интервала, прошедшего с момента загорания светодиода «Мишень». Если игрок нажмет кнопку «Выстрел» во время свечения мишени при высоком уровне на входе V формирователя F, то на выходе триггера Т1 появится положительный* перепад напряжения, запускающий формирователь импульсов F. По фронту импульса на выходе F в регистр RG заносится код с выхода АЛУ (код суммы числа 128 на входе А и числа премиальных очков на входе В). Триггер ТЗ переключается в единичное состояние, и в последующем до завершения цикла игры уровень на его выходе остается неизменным. Если в дальнейшем, пока светодиод «Мишень» еще не погас, игрок вновь произведет «выстрел» нажатием кнопки SB1, то формирователь F повторно не запускается. По прошествии 450 мс в соответствии с алгоритмом игры на выходе “5” кодировщика CD формируется импульс, по фронту которого триггер Т2 устанавливается в единичное состояние и светодиод «Мишень» гаснет. На вход V формирователя F подается низкий уровень. С выходов триггера Т2 на входы S1-S4 АПУ подается код 0110, которому соответствует операция A-В. Если теперь до поступления на вход R триггера Т2 очередного импульса ГСИ и очередного предъявления мишени игрок вновь произведет «выстрел», то на выходе F вновь будет сформирован импульс, по фронту которого в регистр заносится информация, которая была на выходе АЛУ (код разности между числом очков, которое имел игрок после предыдущего выстрела, и числом штрафных очков, соответствующих моменту «выстрела» в соответствии с установленными выше критериями оценки результатов игры). Через 2 с после загорания светодиода «Мишень» на выходе “4” CD формируется импульс положительной полярности, фронтом которого код на выходе счетчика СИ числа предъявлений мишени увеличивается на 1. Формирователь F в этом случае не запускается, число очков на цифровом индикаторе остается неизменным.

Очередным импульсом с выхода ГСИ формирователь F устанавливается в исходное состояние, а счетчик СТ2 обнуляется. Если в очередной попытке игрок не произведет «выстрела» ни во время предъявления мишени, ни с опозданием, то сначала фронтом импульса с выхода “5м кодировщика триггер Т2 перебросится в единичное состояние и светодиод «Мишень» погаснет. На входы “S” АЛУ будет подан код операции A-В. Затем по прошествии 2 с после предъявления мишени вновь формируется импульс на выходе “4” кодировщика. Фронтом этого импульса на 1 увеличивается выходной код счетчика СТ1 и запускается формирователь F. На его выходе формируется короткий импульс, по фронту которого в регистр RG заносится код с выхода АЛУ. Этот код равен разности результата предыдущей попытки и числа 5 (числа штрафных очков, предусмотренных за отсутствие «выстрела»).

В последующем циклы предъявления мишени и записи в регистр результата игры с учетом очередной попытки повторяются. Двоичный код с выхода регистра преобразуется дешифратором DC в семисегментный. Результаты игры отображаются на трехразрядном цифровом индикаторе.

Через 16 попыток на выходе старшего разряда счетчика СИ формируется высокий уровень, блокирующий генератор тактов и генератор случайных интервалов. В последующем предъявления мишени и изменения результатов игры не происходит. Цикл игры завершен. Для ее возобновления надо нажать кнопку «Сброс».

Принципиальная схема игрового автомата приведена на рис. 50а,б. Временные диаграммы, поясняющие работу устройства, изображены на рис. 51.

Генератор тактовых импульсов реализован на элементах DD1.4, DD2.4, DD2.5. Генератор случайных интервалов содержит вспомогательный генератор на элементах DD1.3, DD2.2, DD2.3, счетчики DD8 и DD9, формирователь импульсов DD10.1. Формирователь импульсов «Выстрел» выполнен на триггерах DD3.1, DD3.2, DD4.1, ждущих мультивибраторах импульсов DD5.1, DD5.2 и логических элементах DD1.2, DD6.1. Арифметикологический блок содержит триггер DD7.1, элементы DD6.3, DD6.4, АЛУ DD15, DD16, счетчики DD11, DD13, кодировщик DD12, регистр DD17. Счетчик попыток реализован на микросхеме DD14, элементе DD6.2 и триггере DD4.2. Блок индикации количества набранных очков содержит дешифраторы DD18-DD20 и цифровые индикаторы HG1-HG3.

6)

Рис. 50 (окончание). Принципиальная схема игрового автомата «Тир»: а игровой блок; б арифметико-логический узел и блок индикации

Устройство работает следующим образом. По нажатию кнопки SB2 «Сброс» триггеры DD3.1, DD4.2, DD7.1 устанавливаются в нулевое состояние, обнуляются счетчик DD14 и регистр DD17. Триггер DD7.2 устанавливается в единичное состояние, и светодиод HL1 «Мишень» гаснет. С выходов “Г_“7" регистра на входы АЛУ подается нулевой код, а на вход А4 микросхемы DD16 с выхода элемента DD6.4 высокий уровень. В результате на входы “А" АЛУ, подается двоичный код десятичного числа 128. Высоким уровнем с инверсного выхода триггера DD4.2 разрешается работа вспомогательного (DD1.3, DD2.2, DD2.3) и тактового (DD1.4, DD2.4, DD2.5) генераторов. Импульсы тактового генератора поступают на вход счетчика DD8 с коэффициентом счета, равным 3. Код на выходе счетчика монотонно изменяется от 00 до 10 Импульсы с выхода вспомогательного генератора (Т*1с) поступают на вычитающий вход счетчика DD9, уменьшая двоичный код на его выходе. При появлении импульса переполнения отрицательным перепадом с выхода “<0” счетчика DD9 запускается формирователь импульсов

DD10.1 и на его выходах Q и Q генерируются короткие импульсы. Импульсом отрицательной полярности осуществляется предустановка счетчика DD9, и в него равновероятно заносится один из трех кодов (100, 101, 110). В результате следующий импульс на выходе DD10.1 будет сформирован через 4, 5 или 6 с. Таким образом, на выходе ГСИ формируются короткие импульсы со случайным периодом повторения 4…6 с с шагом 1 с. В момент ti (рис. 51) импульсом отрицательной полярности с выхода DD10.1 триггеры DD3.2 и DD7.2 устанавливаются в нулевое состояние. Загорается светодиод HL1 «Мишень». Импульсом положительной полярности с выхода формирователя DD10.1 обнуляются счетчики DD11, DD13. Импульсы тактового генератора с периодом 25 мс поступают на вход счетчика DD11, и код на выходах счетчиков DD11, DD13 монотонно возрастает. Характер изменения кода на выходе кодировщика, реализованного на ПЗУ DD12, в зависимости от выходного кода счетчика (DD11, DD13) определяет алгоритм игры. Критерии оценки качества реакции, реализованные в описываемом автомате, приведены выше. В принципе эти критерии можно легко изменить путем изменения программы, занесенной в ПЗУ. На выходах Q1-Q3 DD12 формируется трехразрядный двоичный код премиальных и штрафных очков. На выходе Q4 формируется импульс длительностью 25 мс через 2 с после загорания светодиода «Мишень», а на выходе Q5 импульс длительностью 25 мс через 450 мс после загорания светодиода HL1. Если мишень предъявлена в момент ti (рис. 51), то светодиод HL1 горит до момента U, когда фронтом импульса с выхода Q5 DD12 триггер DD7.2 устанавливается в единичное состояние. Если игрок в момент \2 нажмет на кнопку SB1 «Выстрел», то триггер DD4.1 установится в нулевое состояние, на прямом выходе формирователя DD5.1 будет сформирован импульс высокого уровня, который через элементы DD1.2 и DD6.1 подается на входы С регистра DD17 и триггера DD7.1. В результате в регистр заносится код, который был на выходе АЛУ в момент(код суммы числа 128 на входе А и числа премиальных очков на входе В). Триггер DD7.1 переключается в единичное состояние, и в дальнейшем до окончания цикла игры его состояние не изменяется. Положительным перепадом импульса с выхода Q формирователя DD5.1 триггер DD3.1 устанавливается в единичное состояние. Кроме того, того, за счет подачи низкого уровня на вход S триггер DD3.2 также устанавливается в единичное состояние, и низким уровнем с его инверсного выхода блокируется формирователь DD5.2. Если затем в момент t3, пока светодиод HL1 еще не погас, игрок вновь произведет «выстрел» нажатием кнопки SB1, то импульс с выхода формирователя DD5.1 на вход регистра DD17 не поступит, так как на вход элемента DD1.2 с выхода триггера DD3.1 подается низкий уровень. В момент U, соответствующий интервалу х предъявле94

ния мишени (при выбранном алгоритме τ = 450мс), на выходе Q5 кодировщика DD12 формируется импульс положительной полярности, по фронту которого триггер DD7.2 устанавливается в единичное состояние и светодиод HL1 гаснет. С выходов триггера DD7.2 на входы S1-S4, Р АЛУ подается код операции A-В. Низкий уровень с инверсного выхода триггера DD7.2 через элементы DD1.1, DD2.1 подается на вход R триггера DD3.1, устанавливая его в нулевое состояние. На вход элемента DD1.2 с инверсного выхода триггера DD3.1 подается высокий уровень. Если теперь до очередного предъявления мишени игрок в момент ts произведет «выстрел» нажатием кнопки SB1, то импульс с выхода формирователя DD5.1 через элементы DD1.2 и DD6.1 вновь поступит на вход С регистра DD17 и в него запишется код с выходов АЛУ DD15, DD16 (разность между числом очков, которое имел игрок по результатам предыдущего выстрела, и числом штрафных очков, соответствующих моменту времени ts по заданному алгоритму).

В момент t6 (через 2 с после предъявления мишени) на выходе Q4 кодировщика DD12 формируется импульс положительной полярности. Фронтом этого импульса код счетчика попыток DD14, DD6.2, DD4.2 увеличивается на 1. Формирователь импульсов DD5.2 в момент 16 заблокирован низким уровнем с выхода триггера DD3.2, поэтому импульс на выходе DD5.2 не формируется и записи информации в регистр DD17 не происходит.

В момент t7 очередным импульсом низкого уровня с выхода Q формирователя DD10.1 триггеры DD3.2 и DD7.2 устанавливаются в нулевое состояние, а импульсом высокого уровня с выхода Q DD10.1 обнуляются счетчики DD11, DD13. Если теперь в интервале tr.-.tg игрок не производит «выстрела» (ни во время предъявления мишени в интервале t7…te, ни с опозданием), то сначала в момент te по фронту импульса с выхода Q5 кодировщика DD12 триггер DD7.2 установится в единичное состояние и светодиод HL1 погаснет. На входы S1-S4, Р АЛУ подается код операции А-В. В момент tg по истечении 2 с с момента предъявления мишени на выходе Q4 DD12 формируется импульс высокого уровня. Фронтом этого импульса запускается формирователь DD5.2, поскольку на вход R блокировки* формирователя с выхода триггера DD3.2 подается высокий уровень. Кроме того, на 1 увеличится код счетчика попыток DD14, DD4.2, DD6.2. Импульс низкого уровня с выхода формирователя DD5.2 через элемент DD6.1 подается на вход С регистра DD17 и в него заносится код с выходов АЛУ DD15, DD16, который равен разности результата предыдущей попытки и числа 5 (числа штрафных очков, предусмотренных за отсутствие выстрела).

В последующем циклы предъявления Ълишени и записи в регистр DD17 результата игры с учетом очередной попытки повторяются. Двоичный код с выхода регистра DD17 преобразуется дешифраторами DD18-D20, реализованными на ПЗУ, в семисегментный. Результат игры отображается на трехразрядном цифровом индикаторе HG1-HG3. Через 16 попыток на выходе триггера DD4.2 формируется низкий уровень, блокирующий вспомогательный генератор (DD1.3, DD2.1, DD2.2) и тактовый генератор (DD1.4, DD2.3, DD2.4). Импульсы на выходе ГСИ не формируются. В последующем предъявления мишени и изменения результата игры не происходит. Цикл игры завершен. Для ее возобновления необходимо нажать кнопку SB2 «Сброс».

Коды программирования ПЗУ DD12 приведены в табл. 19.

Ад

рес

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

А

В

с

D

Е

F

, 00

05

05

05

05

05

05

05

05

04

04

03

03

02

02

01

01

01

00

00

11

01

02

02

03

03

04

04

05

05

05

05

05

05

02

05

05

05

05

05

05

05

05

05

05

05

05

05

05

05

05

03

05

05

05

05

05

05

05

05

05

05

05

05

05

05

05

05

04

05

05

05

05

05

05

05

05

05

05

05

05

05

05

05

05

05

0D

Остальные 05

Таблицы программирования ПЗУ DD18-DD20 нетрудно составить самостоятельно, исходя из табл. 20, в которой приведены коды, соответствующие индицируемым цифрам от 0 до 9.

Таблица 20

Индици

руемая

цифра

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Выходной

код

СО

F9

А4

ВО

99

92

82

F8

80

90

Индицируемое число очков с учетом возможных 16 удачных или 16 неудачных попыток изменяется в пределах от 48 до 208.

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