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.
«