Игра Баше

Игра Баше Игра Баше Министерство образования Российской Федерации Уральский Государственный Технический Университет - УПИ Кафедра "ТиСС" Отчет по курсовой работе дисциплины "АЦЭ" Проект схемы автомата, играющего в игру Баше Руководитель: Гусев А.В. Студент: Черепанов К.А Группа: Р-307 Екатеринбург 2002 Содержание: 1. Задание для курсового проекта..................................................................................................... 3 2. Структурная схема устройства..................................................................................................... 3 3. Описание принципа функционирования устройства............................................... 4 4. Описание работы устройства по схеме электрической принципиальной 4 5. Краткое описание используемых микросхем (УГО, таблица истинности, назначение контактов).................................................................................................................................................................. 5 5.1. Четыре логических элемента 2И............................................................................................... 5 5.2. Четыре логических элемента 2ИЛИ......................................................................................... 6 5.3. Три логических элемента 3ИЛИ................................................................................................. 7 5.4. Два логических элемента 4ИЛИ................................................................................................ 7 5.5. Четыре RS-триггера.......................................................................................................................... 8 6. Схема электрическая принципиальная................................................................................. 9 7. Перечень элементов............................................................................................................................... 11 8. Выводы................................................................................................................................................................ 12 9. Базы данных элементов:.................................................................................................................... 12 Задание для курсового проекта Разработать автомат, играющий в игру Баше. Имеется 12 индикаторов. Игрок может включать произвольное число индикаторов, но не менее одного и не более трех за раз. Индикаторы должны включаться последовательно один за другим от младшего к старшему. Каждый свой ход игрок сопровождает нажатием кнопки – ход автомата. Выигрывает тот, кто включит последний индикатор. Игрок ходит первым. Задача автомата – выиграть. Структурная схема устройства Описание принципа функционирования устройства Так как игрок может включать только один, два или три индикатора за ход, а общее их количество равно 12, упростим задачу и разобьем все игровое поле на 3 участка по 4 индикатора на каждом. Теперь перед нами стоит задача на каждом участке зажечь недостающие индикаторы (при этом индикаторы на втором и третьем участках могут загораться лишь после того, когда загорается последний индикатор на предыдущем участке). Соответственно, есть три варианта хода событий: 1. Игрок включает 1 индикатор, автомат - 3 2. Игрок включает 2 индикатора, автомат - 2 3. Игрок включает 3 индикатора, автомат – 1 Дальнейшая игра состоит в различных комбинациях этих вариантов. Всего вариаций 33= 27. Таким образом, такой принцип функционирования автомата не позволяет игроку когда-либо выиграть, а все победы будут на стороне автомата, что позволяет использовать его в игровых заведениях по типу казино. Описание работы устройства по схеме электрической принципиальной Имеется пять кнопок для работы автомата: START – сбрасывает значение триггеров и подготавливает автомат к следующей игре, 1 – соотвествует зажиганию одного индикатора, 2 – двух, 3 – трех, GO – ход автомата. Первый индикатор загорается при нажатии любой из трех игровых клавиш (1,2 или 3) На первом этапе расположены двухвходовые схемы И (от U1:А до U5:В) На втором этапе четырех (U9:А, U9:В) – трех (U6:В, U6:С, U7:А) – двух (U8:А, U8:В и U8:С) – входовые схемы ИЛИ На третьем этапе 3 триггера (U10, U11, U12) (три корпуса по четыре RS-триггера в каждом с разрешающим входом) Они выполняю следующие функции: Для первого участка (если при этом горит 1-ый индикатор) U6:А - выдает сигнал логической 1 при нажатии кнопки 1 (для зажигания первого индикатора) на вход 4 триггера U10 Þ загорается первый индикатор U1:А – при нажатии кнопки 2 (для зажигания второго индикатора) U1:В – при нажатии кнопки 3 (для зажигания второго индикатора) U1:С – при нажатии кнопки 3 (для зажигания третьего индикатора) U1:D –при нажатии кнопки GO и при приходе сигнала «Первый индикатор горит» от выхода 2 триггера U10 , сигнал высокого уровня поступает на элемент U6:В , на U8:А, а также на вход 14 триггера U10 Þ загорается четвертый индикатор U6:В – при поступлении сигнала от U1:А или U1:В, или U1:D выдает сигнал высокого уровня на вход 6 триггера U10 Þ загорается второй индикатор U8:А - при поступлении сигнала от U1:С или U1:D выдает сигнал высокого уровня на вход 12 триггера U10 Þ загорается третий индикатор Для второго участка (если при этом горит 4-ый индикатор) U2:А – выдает сигнал логической 1 при нажатии кнопки 1(для зажигания шестого индикатора) U2:В – при нажатии кнопки 2 (для зажигания шестого индикатора) U2:С – при нажатии кнопки 3 (для зажигания шестого индикатора) U2:D – при нажатии кнопки 2 (для зажигания седьмого индикатора) U3:А – при нажатии кнопки 3 (для зажигания седьмого индикатора) U3:В – при нажатии кнопки 3 (для зажигания восьмого индикатора) U3:С - при нажатии кнопки GO и при приходе сигнала «Пятый индикатор горит» от выхода 9 триггера U11 , сигнал высокого уровня поступает на элемент U9:А , на U6:С, U8:В, а также на вход 14 триггера U11 Þ загорается восьмой индикатор U9:А – при поступлении сигнала от U2:А или U2:В, или U2:С, или U3:С выдает сигнал высокого уровня на вход 4 триггера U11 Þ загорается шестой индикатор U6:С – при поступлении сигнала от U2:D или U3:A, или U3:С выдает сигнал высокого уровня на вход 6 триггера U11 Þ загорается cедьмой индикатор U8:В – при поступлении сигнала 1 от U2:А или U2:В, или U2:С, или U3:С выдает сигнал высокого уровня на вход 14 триггера U11 Þ загорается седьмой индикатор Для третьего участка (если при этом горит 8-ий индикатор) U3:D - выдает сигнал логической 1 при нажатии кнопки 1 (для зажигания девятого индикатора) U4:А – при нажатии кнопки 2 (для зажигания девятого индикатора) U4:В – при нажатии кнопки 3 (для зажигания девятого индикатора) U4:С – при нажатии кнопки 2 (для зажигания десятого индикатора) U4:D – при нажатии кнопки 3 (для зажигания десятого индикатора) U5:А – при нажатии кнопки 3 (для зажигания одиннадцатого индикатора) U5:В – при нажатии кнопки GO и при приходе сигнала «Девятый индикатор горит» от выхода 9 триггера U12 , сигнал высокого уровня поступает на элемент U9:В, на U7:А, на U8:С, а также на вход 14 триггера U12 Þ загорается двенадцатый (выйгрышный) индикатор U9:В – при поступлении сигнала 1 от U3:D или U4:А, или U3:В, или U5:В выдает сигнал высокого уровня на вход 4 триггера U12 Þ загорается девятый индикатор U7:А – при поступлении сигнала 1 от U4:С или U4:D, или U5:В выдает сигнал высокого уровня на вход 6 триггера U12 Þ загорается десятый индикатор U8:С – при поступлении сигнала 1 от U5:А, или U5:В выдает сигнал высокого уровня на вход 12 триггера U12 Þ загорается одиннадцатый индикатор К тому же пока не загорится последний индикатор предыдущего участка, невозможна запись в триггер данного участка, так как не будет поступать сигнал разрешающий запись. При нажатии кнопки START на входы R RS-триггеров U10, U11, U12, подается сигнал высокого уровня, значения обнуляются, индикаторы потухают Краткое описание используемых микросхем (УГО, таблица истинности, назначение контактов) Четыре логических элемента 2И УГО Таблица истинности Состояние на 1-ом входе Состояние на 2-ом входе Состояние на выходе 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 Назначение контактов Четыре логических элемента 2ИЛИ УГО Таблица истинности Состояние на 1-ом входе Состояние на 2-ом входе Состояние на выходе 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 Назначение контактов Три логических элемента 3ИЛИ УГО Таблица истинности Состояние на 1-ом входе Состояние на 2-ом входе Состояние на 3-ом входе Состояние на выходе 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 Назначение контактов Два логических элемента 4ИЛИ УГО Таблица истинности Вход Вход Вход Вход Выход 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 Назначение контактов Четыре RS-триггера УГО Таблица истинности E S R Q 0 0 0 - 1 0 0 - 1 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 - Назначение контактов Схема электрическая принципиальная См. файл kurs.sch (P-CAD Schematic file) или kurs.dxf (AutoCAD Drawing Interchange) Перечень элементов Зона Поз. обоз Наименование Кол-во Прим. Микросхемы U1-5 CD4081В (КР1561ЛИ2) 5 США U8 CD4071В 3 США U6-7 CD4075В 2 США U9 CD4072В 1 США U10-12 CD4043А (КР561ТР2) 3 США Изм Лист № документа Подпись Дата Разраб. Черепанов К. 29.12.01 Плата игры Баше Перечень элементов Лит. Лист Листов Проверил Гусев А.В 1 1 УГТУ – УПИ Кафедра ТиСС Группа Р-307 Выводы 1. Все элементы на плате сделаны по КМОП-технологии, следовательно, не стоит прикасаться к ней наэлектризованными предметами. 2. Исходя из того, что время задержки одного элемента схемы равно 100нс (для CMOS), то для того чтобы зажглись 2 индикатор (при нажатии кнопки 2) или 3 (при нажатии кнопки 3), необходимо следующее время t =t1+t2=200нс Þ f=1/t=500Мгц где t1=время задержки трехвходового элемента И (U6:A) где t2=время задержки триггера (U10) Базы данных элементов: 1. Справочник логических и биполярных микросхем НПФ «ЗЕЛТЭК» 2. База данных P-CAD фирмы ACCEL Technologies.