Реферат: 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
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 доU5: В )
На втором этапе четырех (U9: А, U9: В ) – трех (U6: В, U6: С, U7: А ) – двух (U8: А, U8: В иU8: 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 вход14 триггера U10 Þ загорается четвертый индикатор
U6: В – при поступлении сигнала отU1: А илиU1: В, или U1:D выдает сигнал высокого уровня на вход 6 триггера U10 Þ загорается второй индикатор
U8: А — при поступлении сигнала отU1: 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 вход14 триггера U11 Þ загорается восьмой индикатор
U9: А – при поступлении сигнала отU2: А илиU2: В, или U2: С, илиU3: С выдает сигнал высокого уровня на вход 4 триггера U11 Þ загорается шестой индикатор
U6: С – при поступлении сигнала отU2:D илиU3:A, илиU3: С выдает сигнал высокого уровня на вход 6 триггера U11 Þ загорается cедьмой индикатор
U8: В – при поступлении сигнала 1 отU2: А илиU2: В, или U2: С, илиU3: 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 вход14 триггера U12 Þ загорается двенадцатый (выйгрышный) индикатор
U9: В – при поступлении сигнала 1 отU3:D илиU4: А, или U3: В, илиU5: В выдает сигнал высокого уровня на вход 4 триггера U12 Þ загорается девятый индикатор
U7: А – при поступлении сигнала 1 отU4: С илиU4:D, илиU5: В выдает сигнал высокого уровня на вход 6 триггера U12 Þ загорается десятый индикатор
U8: С – при поступлении сигнала 1 отU5: А, илиU5: 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 |
1 | ||
1 | ||
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 |
1 | 1 | |
1 | 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 |
1 | 1 | ||
1 | 1 | ||
1 | 1 | 1 | |
1 | 1 | ||
1 | 1 | 1 | |
1 | 1 | 1 | |
1 | 1 | 1 | 1 |
Назначение контактов
Два логических элемента 4ИЛИ
УГО
Таблица истинности
Вход | Вход | Вход | Вход | Выход |
1 | 1 | |||
1 | 1 | |||
1 | 1 | 1 | ||
1 | 1 | |||
1 | 1 | 1 | ||
1 | 1 | 1 | ||
1 | 1 | 1 | 1 | |
1 | 1 | |||
1 | 1 | 1 | ||
1 | 1 | 1 | ||
1 | 1 | 1 | 1 | |
1 | 1 | 1 | ||
1 | 1 | 1 | 1 | |
1 | 1 | 1 | 1 | |
1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
Назначение контактов
Четыре RS-триггера
УГО
Таблица истинности
E | S | R | Q |
- | |||
1 | - | ||
1 | 1 | 1 | |
1 | 1 | ||
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)
1. Справочник логических и биполярных микросхем НПФ «ЗЕЛТЭК»
2. База данных P-CAD фирмы ACCEL Technologies.